Formowanie wtryskowe jest obecnie niezwykle wszechstronnym procesem produkcyjnym. Jest to bezpośredni wynik postępu w technologii, której używamy do tworzenia projektów produktów i produkcji narzędzi formierskich. W trakcie projektowania i procesu produkcyjnego produktu stosowane są różne terminy techniczne. Na tym blogu przedstawiamy od A do Z kilka terminów, które można usłyszeć w kontaktach ze specjalistami zajmującymi się formowaniem wtryskowym.
ABS (akrylonitryl-butadien-styren): powszechny polimer termoplastyczny znany ze swojej wszechstronności, trwałości i odporności na uderzenia. Jest szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu i zastosowaniach ze względu na korzystne właściwości mechaniczne i łatwość wytwarzania.
Czas chłodzenia: czas wymagany do zestalenia się i schłodzenia roztopionego tworzywa sztucznego w formie w takim stopniu, aby część mogła zostać wyrzucona bez zniekształceń i uszkodzeń. Jest to kluczowa faza, która ma bezpośredni wpływ na czas cyklu produkcyjnego. Na czas chłodzenia mogą wpływać różne czynniki, takie jak rodzaj materiału, grubość części, konstrukcja formy i medium chłodzące (takie jak woda lub olej).
Czas napełniania: czas całkowitego wypełnienia wnęki formy przez stopione tworzywo sztuczne po rozpoczęciu procesu wtryskiwania. Na czas napełniania wpływa kilka czynników, takich jak lepkość materiału, geometria części, ciśnienie i prędkość wtrysku, konstrukcja formy i odpowietrzanie. Optymalizacja czasu napełniania ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia stałej jakości części i skrócenia czasu cyklu produkcyjnego. Jeśli czas napełniania jest zbyt krótki, może to prowadzić do niekompletnego wypełnienia formy. Z drugiej strony, zbyt długie czasy napełniania mogą wydłużyć czas cyklu i wpłynąć na wydajność produkcji.
Forma: zwana również narzędziem. Kluczowy element używany do kształtowania i przekształcania stopionego tworzywa sztucznego w pożądaną część lub produkt. Składa się z dwóch części, rdzenia i gniazda, które razem tworzą zamkniętą przestrzeń, do której wtryskiwane jest roztopione tworzywo sztuczne.
Formowanie wtryskowe: polega na wtryskiwaniu roztopionego tworzywa sztucznego do gniazda formującego pod wysokim ciśnieniem, a następnie pozostawieniu go do ostygnięcia i zestalenia, tworząc pożądany kształt części. Główne etapy obejmują podawanie (granulatu tworzywa sztucznego do podgrzewanej beczki), wtryskiwanie (roztopionego tworzywa sztucznego), chłodzenie (uformowanej części) i wyrzucanie (części z formy).
Jednostka wtryskowa: jeden z podstawowych elementów w procesie formowania wtryskowego, odpowiedzialny za topienie i wtryskiwanie tworzywa sztucznego do gniazda formy. Kluczowe elementy obejmują lej zasypowy (gdzie granulki tworzywa sztucznego są przechowywane i podawane do maszyny). Beczka (lej zasypowy podaje tworzywo sztuczne do długiej, cylindrycznej beczki). Wewnątrz beczki znajduje się mechanizm śrubowy, który obraca się i popycha materiał do przodu, jednocześnie stosując ciepło do jego stopienia), śruba lub siłownik (odpowiedzialny za topienie i mieszanie tworzywa sztucznego podczas jego przemieszczania się wzdłuż beczki), dysza oraz pierścień kontrolny (na końcu beczki znajduje się dysza, która jest przymocowana do formy). Pierścień kontrolny pomaga zapobiegać cofaniu się stopionego tworzywa sztucznego po wstrzyknięciu do wnęki).
Kąt rozformowania: lekkie zwężenie lub kąt zastosowany względem pionowych ścian formowanej części. Kąt ten jest uwzględniony w projekcie formy, aby ułatwić wyrzucanie gotowej części z gniazda. Celem dodania kąta pochylenia jest łatwe wyjęcie części z formy bez powodowania uszkodzeń lub utknięcia.
Kołki wypychacza: istotny element systemu formowania wtryskowego. Odgrywają one ważną rolę w wyrzucaniu gotowej części z gniazda formy po zestaleniu się tworzywa sztucznego. Kołki te stanowią część systemu wypychacza w formie. Często umieszcza się je na ruchomej połowie (połowie wypychacza) formy. Gdy forma otwiera się po cyklu chłodzenia, kołki te są aktywowane, aby wypchnąć gotową część z formy. Są one strategicznie rozmieszczone wokół wnęki formy, aby przyłożyć kontrolowaną siłę, dzięki czemu część może zostać wyrzucona bez powodowania uszkodzeń. Występują w różnych kształtach, rozmiarach i wzorach w zależności od złożoności produkowanej części, konstrukcji formy i wymagań dotyczących wyrzucania. Niektóre kołki mogą mieć specjalne końcówki lub powłoki, aby zminimalizować uszkodzenia powierzchni części. Kołki te muszą być regularnie konserwowane i sprawdzane, aby zapewnić ich prawidłowe działanie. Z czasem może nastąpić ich zużycie spowodowane wielokrotnym użytkowaniem. Kołki wypychacza stanowią część szerszego systemu wypychacza, który może obejmować płyty wypychacza, tuleje lub inne elementy, które współpracują ze sobą w celu bezpiecznego usunięcia wypraski.
Linia podziału: odnosi się do linii lub połączenia, w którym dwie połówki formy spotykają się i rozdzielają, tworząc końcową część. Jest to istotny czynnik przy montażu formy, zapobieganiu wypływkom, wykończeniu powierzchni i kątom pochylenia.
Odpowietrzanie: proces umożliwiający uwolnienie uwięzionego powietrza, gazów i innych substancji lotnych z gniazda formy podczas formowania. Właściwe odpowietrzenie ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia produkcji wysokiej jakości części poprzez zapobieganie wadom, takim jak kieszenie powietrzne, przypalenia lub niepełne wypełnienie.
Płyta: duża, płaska płyta lub platforma zapewniająca sztywną i solidną konstrukcję nośną dla wypraski podczas procesu formowania. Jednostka zaciskowa maszyny zawiera dwie płyty: stałą i ruchomą. Płyty są między innymi odpowiedzialne za wywieranie siły dociskającej, wymaganej do bezpiecznego zamknięcia formy. Pełnią one także funkcję obudowy, w której montowane są połówki formy, wspierają proces wtrysku dzięki temu, że pozostają zamknięte i zaciśnięte w celu utrzymania integralności części, a podczas etapu ogrzewania i chłodzenia płyty pomagają utrzymać temperaturę formy (za pomocą elementów grzejnych lub kanałów) i wspomagają systemy chłodzenia (takie jak kanały wodne).
Przewężka: określony punkt lub otwór w formie, przez który roztopione tworzywo sztuczne jest wtryskiwane do gniazda. Występują różne typy przewężek, co wpływa na proces formowania i charakterystykę końcowej części. Do przewężek zalicza się przewężkę wlewową, która jest głównym kanałem, przez który roztopione tworzywo sztuczne przedostaje się do gniazda formy z układu wlewowego. Zwykle znajduje się w najgrubszym przekroju, a następnie jest odcinana po wyrzuceniu. Przewężka bezpośrednia lub krawędziowa jest umieszczona bezpośrednio na krawędzi części. Przewężka tunelowa, która jest umieszczona pod powierzchnią, minimalizuje widoczne ślady, chociaż przycięcie lub usunięcie nadmiaru materiału wymaga dodatkowego wysiłku. Przewężka punktowa (lub tuleja z dyszą gorącokanałową) to przewężka o małej średnicy, która tworzy niewielki punkt wejścia dla roztopionego tworzywa sztucznego – powszechnie stosowana w przypadku mniejszych, bardziej delikatnych części.
Siła zacisku: siła wywierana przez jednostkę zamykającą wtryskarki w celu utrzymania połówek formy bezpiecznie zamkniętych podczas faz wtrysku i chłodzenia procesu formowania. Jednostka zaciskowa składa się zwykle z układów hydraulicznych lub mechanicznych i musi wytrzymywać i przeciwdziałać wysokiemu ciśnieniu wtryskiwanemu do formy podczas wtrysku. Jest to krytyczny aspekt, który zapewnia prawidłowe zamknięcie formy i utrzymuje integralność formy podczas procesu.
Skurcz: zmniejszenie rozmiaru i wymiarów wypraski podczas procesu stygnięcia i zestalenia po wyrzuceniu z formy. Na skurcz ma wpływ kilka czynników, w tym charakterystyka materiału, szybkość chłodzenia, konstrukcja i geometria części, konstrukcja formy i kontrola temperatury.
1. Wlew – początkowy kanał, przez który stopione tworzywo sztuczne przepływa z dyszy maszyny do formy. Kieruje materiał do układu wlewowego.
2. Kanały doprowadzające – kanały, które doprowadzają roztopione tworzywo sztuczne z wlewu do poszczególnych gniazd w formie. Kanały doprowadzające służą jako ścieżki, którymi materiał dociera do przewężek.
3. Przewężki – jak opisano powyżej, określone punkty wejścia do gniazda formującego.
System gorących kanałów: specjalistyczny element do formowania wtryskowego używany do dostarczania stopionego tworzywa sztucznego z dyszy do wnęk formy. W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów zimnokanałowych, które wykorzystują zastygające kanały do doprowadzania roztopionego tworzywa sztucznego, układ gorących kanałów utrzymuje materiał w stanie stopionym. Kluczowe funkcje obejmują
1. Kolektor – jest to centralny system dystrybucji, który odbiera stopione tworzywo sztuczne z dyszy maszyny i kieruje je do indywidualnych dysz odpowiadających każdej wnęce w formie.
2. Dysze – elementy, które dostarczają stopione tworzywo sztuczne bezpośrednio do gniazd formy. Każda dysza jest podłączona do kolektora i kontroluje przepływ tworzywa sztucznego do formy.
3. Elementy grzejne – systemy gorących kanałów wykorzystują elementy grzejne, aby utrzymywać tworzywo sztuczne znajdujące się w kanałach i dyszach w stanie stopionym, nie dopuszczając do jego zestalania podczas formowania.
Zalety systemów gorącokanałowych obejmują zmniejszenie ilości odpadów (gorące kanały eliminują potrzebę stosowania zestalonego materiału z kanałów), lepszą jakość (zrezygnowanie z zimnych kanałów minimalizuje potencjalne wady związane z systemami zimnokanałowymi, takie jak pozostałości lub niespójność części z powodu zmian temperatury materiału) i wreszcie zwiększoną wydajność (systemy gorącokanałowe mogą oferować krótsze czasy cykli, ponieważ nie ma potrzeby czekania, aż zastygnięty materiał w kanałach ostygnie i zostanie wyrzucony przed rozpoczęciem następnego cyklu). Systemy gorącokanałowe są często stosowane w produkcji wielkoseryjnej, gdzie wydajność, mniejsze straty materiału i stała jakość części mają kluczowe znaczenie. Chociaż oferują one kilka zalet, mogą być bardziej złożone i kosztowne we wdrożeniu i utrzymaniu niż systemy zimnokanałowe.
Ślady przypalenia: to ciemne lub odbarwione plamy bądź smugi na powierzchni uformowanej części. Ślady te mogą negatywnie wpływać na wygląd części i mogą wskazywać na problemy podczas formowania. Ślady przypalenia powstają w wyniku miejscowego przegrzania tworzywa sztucznego w komorze formy. Do powstawania śladów przypaleń przyczynia się kilka czynników, w tym nadmierna temperatura, czas przebywania, prędkość i ciśnienie wtrysku, niewłaściwe odpowietrzenie oraz dobór materiału.
Środek antyadhezyjny: substancja nakładana na powierzchnie gniazda formy i rdzenia w celu ułatwienia uwalniania wypraski z formy po zakończeniu procesu formowania wtryskowego. Jest to krytyczny element, który zapobiega przywieraniu części do formy i zapewnia płynne i bezproblemowe wtryskiwanie.
Wada: niedoskonałość, nieprawidłowość lub wada końcowej wypraski, która odbiega od pożądanych specyfikacji lub standardów jakości. Wady te występują z różnych powodów i mogą obejmować takie rzeczy, jak:
1. Zapady – wgłębienia lub nierówności powierzchni spowodowane różnicami w szybkości chłodzenia, często wynikające z różnej grubości.
2. Wypaczenie – występuje, gdy części stygną nierównomiernie, powodując ich wyginanie lub zniekształcanie w stosunku do ich ostatecznego kształtu.
3. Wypływka – nadmiar materiału, który wykracza poza zamierzoną geometrię części, zwykle występujący wzdłuż linii podziału lub krawędzi formy.
4. Krótki strzał – występuje, gdy forma nie wypełnia się całkowicie, przez co część jest niekompletna lub brakuje jej fragmentu.
5. Ślady strumieni – powstają, gdy roztopione tworzywo sztuczne przepływa przez formę, pozostawiając widoczne ślady z powodu dużej prędkości wtrysku.
6. Przypalenie lub degradacja – przegrzanie materiału może spowodować degradację lub przypalenie, co skutkuje odbarwieniami lub obniżeniem właściwości mechanicznych.
7. Linie łączenia – widoczne linie lub znaki w miejscach, gdzie dwa lub więcej frontów przepływu spotykają się i łączą podczas formowania.
Wlew: odnosi się do głównego kanału lub przejścia, przez które roztopione tworzywo sztuczne przepływa z dyszy maszyny do gniazda formy. Początkowy punkt wejścia do formy.
Wnęka: pusta przestrzeń wewnątrz formy, do której wtryskiwany jest stopiony materiał z tworzywa sztucznego. Ta pusta przestrzeń to kształt końcowej części/produktu. Wnęka jest kluczowym elementem w procesie formowania wtryskowego, ponieważ określa zewnętrzny kształt i cechy części. Wnęki zwykle składają się z dwóch głównych połówek: strony gniazda i strony rdzenia.
Wykończenie powierzchni: odnosi się do jakości, tekstury, wyglądu i gładkości zewnętrznej powierzchni formowanej części. W Protolabs oferujemy wykończenia Mold-Tech do naszych usług formowania wtryskowego; Dowiedz się więcej tutaj.
Wypaczenie: odkształcenie lub zniekształcenie uformowanej części w stosunku do jej zamierzonego kształtu lub wymiarów. Dzieje się tak, gdy części ochładzają się nierównomiernie lub doświadczają naprężeń wewnętrznych podczas fazy chłodzenia i krzepnięcia procesu. Wypaczenie występuje, gdy chłodzenie jest nierównomierne ze względu na właściwości materiału i konstrukcję części (takie jak ostre narożniki, różne grubości, nieodpowiednie kąty rozformowania lub złożone geometrie).
Wypływka: jak wspomniano w części poświęconej wadom, wypływka to defekt wypraski, odnoszący się do nadmiaru materiału, który wydostaje się z gniazda formy podczas procesu wtrysku. Jest to niepożądane i pojawia się jako cienka warstwa lub dodatkowy materiał wokół krawędzi części, w której spotykają się połówki formy. Wypływka może wystąpić z kilku powodów, w tym niewspółosiowości formy, nadmiernego ciśnienia wtrysku, zużytej lub uszkodzonej formy oraz słabego odpowietrzania.
Wytłaczanie: jest to odrębny proces, niezależny od formowania wtryskowego, w którym stopione tworzywo sztuczne jest przepychane przez matrycę (która kształtuje materiał do pożądanej formy) w celu uzyskania ciągłych kształtów o spójnym przekroju. Proces ten jest powszechnie stosowany do produkcji rur, przewodów rurowych, blach i profili.
Zawarto tutaj tylko niektóre terminy związane z formowaniem wtryskowym. Aby poznać więcej, odwiedź nasz glosariusz online.