Süst

Sissepritsevormimine (survevalu USA-s) on tootmisprotsess osade tootmiseks, sisestades materjali vormi. Sissepressimist võib teostada paljude materjalide, sealhulgas metallide (mille jaoks seda protsessi nimetatakse stantsimiseks), klaaside, elastomeeride, maiustuste ja kõige sagedamini termoplastsete ja termoreaktiivsete polümeeridega. Osa materjal suunatakse kuumutatud tünnisse, segatakse ja surutakse vormiõõnde, kus see jahtub ja kõveneb õõnsuse konfiguratsiooni järgi. Pärast toote kujundamist on tavaliselt tööstusdisainer või tootja insener, valuvormid valmistab vormivalmistaja (või tööriista valmistaja) metallist, tavaliselt kas terasest või alumiiniumist, ja need on täpselt töödeldud, et moodustada soovitud detaili tunnused. Pritsevormimist kasutatakse laialdaselt mitmesuguste osade valmistamiseks, alates kõige väiksematest komponentidest kuni autode kerepaneelideni. 3D-printimistehnoloogia edusamme, kasutades fotopolümeere, mis ei sulata mõne madalama temperatuuriga termoplastide survevalu vormimisel, saab kasutada mõnede lihtsate survevormide jaoks.

Survevormitavad osad peavad olema vormistamise hõlbustamiseks väga hoolikalt kavandatud; detaili jaoks kasutatud materjali, detaili soovitud kuju ja omadusi, vormi materjali ja vormimismasina omadusi tuleb kõik arvesse võtta. Sissepritsevormimise mitmekülgsust soodustab see disainilahenduse kaalutlus ja võimalused.

Rakendused

Sissepritsevormimist kasutatakse paljude asjade, näiteks juhtmepoolide, pakendamine, pudelikorgid, mootorsõidukite varuosad ja komponendid, Gameboys, taskukammid, mõned muusikariistad (ja nende osad), ühes tükis toolid ja väikesed lauad, säilitusmahutid, mehaanilised osad (sh käigukastid) ja enamus teisi tänapäeval saadaval olevaid plasttooteid. Pritsevormimine on kõige levinum kaasaegne plastosade valmistamise meetod; see sobib ideaalselt sama objekti suure mahu tootmiseks.

Protsessi omadused

Sissepritsevormimiseks kasutatakse sula surumiseks rambi või kruvivarda kolbi plast materjal vormiõõnde; see tahkub vormi kontuurile vastavaks kujuks. Seda kasutatakse kõige sagedamini nii termoplastiliste kui ka termoreaktiivsete polümeeride töötlemiseks, kusjuures esimese kasutatav maht on oluliselt suurem. Termoplastid on levinud omaduste tõttu, mis muudavad need survevalu jaoks väga sobivaks, näiteks nende ringlussevõtu lihtsus, mitmekülgsus, mis võimaldab neid kasutada väga erinevates rakendustes, ja nende võime kuumutamisel pehmeneda ja voolata. Termoplastidel on ka termoreaktsioonide ohutuse element; kui termoreaktiivset polümeeri ei väljastata sissepritsetünnist õigeaegselt, võib tekkida keemiline ristsidumine, mis põhjustab kruvi ja tagasilöögiklappide haaramise ja võib survevalu masina kahjustada.

Pritsevormimine koosneb tooraine kõrgsurvepritsest vormi, mis vormib polümeeri soovitud kujuks. Hallitusseened võivad olla ühest õõnsusest või mitmest õõnsusest. Mitmes õõnsusvormis võivad kõik õõnsused olla identsed ja moodustada samad osad või olla ainulaadsed ja moodustada ühe tsükli jooksul mitu erinevat geomeetriat. Vormid on tavaliselt valmistatud tööriistaterastest, kuid roostevabast terasest ja alumiiniumist vormid sobivad teatud rakenduste jaoks. Alumiiniumvormid ei sobi tavaliselt suurte mahtude tootmiseks või kitsaste mõõtmetolerantsidega osade tootmiseks, kuna neil on madalamad mehaanilised omadused ning need on süstimis- ja klammerdustsüklite ajal altimad kulumisele, kahjustustele ja deformatsioonidele; alumiiniumvormid on väikese mahuga rakendustes siiski kulutõhusad, kuna hallituse valmistamise kulud ja aeg on märkimisväärselt vähenenud. Paljud terasvormid on loodud töötlemiseks elu jooksul tublisti üle miljoni detaili ja nende valmistamine võib maksta sadu tuhandeid dollareid.

Kui termoplastid vormitakse, tavaliselt pelletiseeritud tooraine juhitakse kolvi abil kolvi abil kuumutatud tünni. Tünni sisenemisel temperatuur tõuseb ja Van der Waalsi jõud, mis takistavad üksikute ahelate suhtelist voolu, nõrgenevad kõrgema soojusenergiaga molekulide vahelise ruumi suurenemise tagajärjel. See protsess vähendab selle viskoossust, mis võimaldab polümeeril voolata sissepritseseadme liikumapaneva jõuga. Kruvi toimetab toormaterjali edasi, segab ja homogeniseerib polümeeri termilise ja viskoosse jaotuse ning vähendab vajalikku kuumutusaega materjali mehaaniliselt pügades ja lisades polümeerile märkimisväärse hulga hõõrdkütte. Materjal söödetakse tagasilöögiklapi kaudu edasi ja koguneb kruvi esiosas mahuni, mida nimetatakse a lask. Lask on materjali maht, mida kasutatakse vormiõõnsuse täitmiseks, kokkutõmbumise kompenseerimiseks ja padja pakkimiseks (umbes 10% kogu löögimahust, mis jääb tünni ja hoiab kruvi põhja alt välja) rõhu ülekandmiseks. kruvist vormiõõnde. Kui materjali on kogunenud piisavalt, surutakse materjal suure rõhu ja kiirusega õõnsust moodustavasse ossa. Rõhu suurenemise vältimiseks kasutatakse protsessis tavaliselt ülekandeasendit, mis vastab 95–98% täisõõnele, kus kruvi nihkub püsikiiruse juurest pideva rõhuregulaatori poole. Sageli on süstimise aeg tunduvalt alla 1 sekundi. Kui kruvi jõuab ülekandeasendisse, rakendatakse tihendusrõhku, mis lõpetab vormi täitmise ja kompenseerib termokahanemist, mis on termoplastide puhul paljude teiste materjalide suhtes üsna kõrge. Pakkimisrõhku rakendatakse, kuni värav (õõnsuse sissepääs) tahkub. Väikese suuruse tõttu on värav tavaliselt esimene koht, kus kogu paksusega tahkuda. Kui värav on tahkestunud, ei pääse enam õõnsusse materjal; vastavalt sellele keerab kruvi edasi ja omandab materjali järgmiseks tsükliks, samal ajal kui vormis olev materjal jahtub, nii et seda saab väljutada ja olla mõõtmetelt stabiilne. Seda jahutuse kestust vähendab dramaatiliselt välise temperatuuriregulaatori vett või õli ringlevate jahutusliinide kasutamine. Kui vajalik temperatuur on saavutatud, vorm avaneb ja toote demonteerimiseks suunatakse edasi hulgaliselt tihvte, varrukaid, eemaldajaid jne. Seejärel vorm suletakse ja protsessi korratakse.

Termosettede jaoks süstitakse tünni tavaliselt kaks erinevat keemilist komponenti. Need komponendid algavad kohe pöördumatute keemiliste reaktsioonidega, mis ristsidestavad materjali lõpuks ühendatud molekulide võrku. Keemilise reaktsiooni toimumisel muutuvad kaks vedelat komponenti püsivalt viskoelastseks tahkeks aineks. Tahkumine süstitorus ja -kruvis võib olla problemaatiline ja sellel võib olla rahalisi tagajärgi; seetõttu on termoreaktiivse tahenemise minimeerimine tünnis oluline. See tähendab tavaliselt, et keemiliste lähteainete viibeaeg ja temperatuur on sissepritseseadmes minimeeritud. Viibimisaega saab vähendada barreli mahutavuse minimeerimise ja tsükliaja maksimeerimise teel. Need tegurid on viinud termiliselt isoleeritud külma sissepritseseadme kasutamiseni, mis süstib reageerivad kemikaalid termiliselt isoleeritud kuuma vormi, mis suurendab keemiliste reaktsioonide kiirust ja mille tulemuseks on tahkestunud termoreaktiivse komponendi saavutamiseks vajalik lühem aeg. Pärast detaili tahkumist sulgevad ventiilid, et isoleerida sissepritsesüsteem ja keemilised lähteained, ning vorm avaneb vormitud osade väljutamiseks. Seejärel vorm suletakse ja protsess kordub.

Eelvormitud või töödeldud komponente saab õõnsusesse sisestada, kui vorm on avatud, võimaldades järgmisel tsükkel süstitud materjalil nende ümber moodustuda ja tahkuda. Seda protsessi nimetatakse Sisestage vorm ning võimaldab üksikutel osadel sisaldada mitut materjali. Seda protsessi kasutatakse sageli väljaulatuvate metallkruvidega plastosade loomiseks, mis võimaldab neid korduvalt kinnitada ja lahti keerata. Seda tehnikat saab kasutada ka vormisisese märgistamise jaoks ja kilekaaned võib kinnitada ka vormitud plastmahutite külge.

Lõpposas on tavaliselt eraldusjoone, spuuli, värava märgid ja ejektori tihvti jäljed. Ükski neist funktsioonidest pole tavaliselt soovitud, kuid on protsessi olemuse tõttu vältimatu. Väravamärgid tekivad väravas, mis ühendab sulatamise kanalid (sprei ja jooksja) õõnsust moodustava osaga. Jagamisjoone ja ejektori tihvti jäljed tulenevad minutilistest joondumistest, kulumisest, gaasilistest ventilatsiooniavadest, suhtelises liikumises olevate külgnevate osade tühimikest ja / või sisestatud polümeeriga kokkupuutuvate paarituspindade mõõtmete erinevustest. Mõõtmete erinevused võivad olla tingitud ebaühtlasest, rõhu põhjustatud deformatsioonist süstimise ajal, töötlustolerantsidest ning vormi komponentide ebaühtlasest termilisest paisumisest ja kokkutõmbumisest, mis tunnevad protsessi sisestamise, pakkimise, jahutamise ja väljutamise ajal kiiret tsüklit. . Hallituse komponendid on sageli kavandatud mitmesuguste soojuspaisumisteguritega materjalidega. Neid tegureid ei saa samaaegselt arvestada ilma astronoomilise kulude suurenemiseta projekteerimisel, valmistamisel, töötlemisel ja kvaliteedi jälgimisel. Osav vormi- ja detailidisainer paigutab need esteetilised kahjustused võimaluse korral varjatud aladesse.

ajalugu

Ameerika leiutaja John Wesley Hyatt koos oma venna Isaiahiga patenteeris Hyatt 1872. aastal esimese survevalu masina. See masin oli tänapäeval kasutatavate masinatega võrreldes suhteliselt lihtne: see töötas nagu suur hüpodermiline nõel, süstides kolbi plastikust läbi kuumutatud silinder vormi. Tööstus edenes aastate jooksul aeglaselt, tootes selliseid tooteid nagu kaelarihmad, nööbid ja juuksekammid.

Saksa keemikud Arthur Eichengrün ja Theodore Becker leiutasid 1903. aastal tselluloosatsetaadi esimesed lahustuvad vormid, mis olid palju vähem tuleohtlikud kui tselluloosnitraat. Lõpuks tehti see kättesaadavaks pulbrina, millest see oli kergesti süstitav. Arthur Eichengrün töötas 1919. aastal välja esimese survevormpressi. 1939. aastal patenteeris Arthur Eichengrün plastifitseeritud tselluloosatsetaadi survevalu.

Tööstus laienes 1940. aastatel kiiresti, kuna Teine maailmasõda tekitas tohutu nõudluse odavate masstoodete järele. Aastal 1946 ehitas Ameerika leiutaja James Watson Hendry esimese kruvisissepritse, mis võimaldas sissepritse kiiruse ja toodetud toodete kvaliteedi kontrollimiseks palju täpsemat kontrolli. See masin võimaldas ka materjali enne süstimist segada, nii et värvitud või ringlussevõetud plasti oli võimalik neitsi materjalile lisada ja enne süstimist hoolikalt segada. Tänapäeval moodustavad enamiku kõigist sissepritsemasinatest kruvisissepritse masinad. 1970ndatel töötas Hendry välja esimese gaasipõhise sissepritsevormimisprotsessi, mis võimaldas toota keerulisi õõnestooteid, mis kiiresti jahtusid. See parandas märkimisväärselt disaini paindlikkust, samuti valmistatud osade tugevust ja viimistlust, vähendades samal ajal tootmisaega, kulusid, kaalu ja jäätmeid.

Plasti survevalu vormimine on aastate jooksul arenenud kammide ja nuppude tootmisest paljude toodete valmistamiseks, sealhulgas autotööstuses, meditsiinis, kosmoses, tarbekaupades, mänguasjades, sanitaartehnikas, pakendamisel ja ehituses.

Selle protsessi jaoks kõige paremini sobivate polümeeride näited

Kasutada võib enamikku polümeeridest, mida mõnikord nimetatakse ka vaigudeks, kaasa arvatud kõik termoplastid, mõned termoreaktsioonid ja mõned elastomeerid. Alates 1995. aastast on survevalu jaoks saadaolevate materjalide koguarv suurenenud 750 võrra aastas; selle trendi alguses oli saadaval umbes 18,000 XNUMX materjali. Saadaolevate materjalide hulka kuuluvad varem väljatöötatud materjalide sulamid või segud, nii et tootedisainerid saavad laiast valikust valida parima omaduste komplektiga materjali. Peamised materjali valimise kriteeriumid on lõpliku detaili jaoks vajalik tugevus ja funktsioon, samuti maksumus, kuid ka igal materjalil on erinevad vormimise parameetrid, mida tuleb arvestada. Tavalised polümeerid, näiteks epoksü- ja fenoolpolümeerid, on näited termoreaktiivsetest plastidest, nailon, polüetüleen ja polüstüreen on termoplastsed. Veel suhteliselt hiljuti ei olnud plastvedrud võimalikud, kuid polümeeri omaduste areng muudab need nüüd üsna praktiliseks. Rakendused hõlmavad pandlaid välivarustuse vöö kinnitamiseks ja lahtiühendamiseks.

Tarvikud

Pritsevormimismasinad koosnevad materjalist punkrist, sissepritsesilindrist või kruvitüüpi kolbist ja kütteseadmest. Tuntud ka kui pressid, hoiavad nad vorme, milles komponendid on vormitud. Presse hinnatakse tonnaaži järgi, mis väljendab kinnitusjõu hulka, mida masin saab avaldada. See jõud hoiab vormi süstimisprotsessi ajal suletuna. Tonnaaž võib varieeruda vähem kui 5 tonnist kuni üle 9,000 tonnini, suuremaid näitajaid kasutatakse suhteliselt vähestes tootmistoimingutes. Vajalik kogu klambrijõud määratakse vormitava osa prognoositava pinna järgi. See kavandatud ala korrutatakse klamberjõuga 1.8–7.2 tonni iga kavandatud ala ruutsentimeetri kohta. Rusikareeglina on 4 või 5 tonni / in² saab kasutada enamiku toodete jaoks. Kui plastmaterjal on väga jäik, nõuab see vormi täitmiseks rohkem sissepritsesurvet ja seeläbi vormi suletuna hoidmiseks rohkem klambritonnaaži. Vajaliku jõu saab määrata ka kasutatud materjali ja detaili suuruse järgi; suuremad osad vajavad suuremat kinnitusjõudu.

Hallitus

Hallitus or surema on levinud mõisted, mida kasutatakse tööriista kirjeldamiseks, mida kasutatakse vormimisel plastosade tootmiseks.

Kuna vormide valmistamine on olnud kulukas, kasutati neid tavaliselt ainult masstootmises, kus toodeti tuhandeid osi. Tüüpilised vormid on valmistatud karastatud terasest, eelnevalt karastatud terasest, alumiiniumist ja / või berüllium-vasesulamist. Materjali valik, millest vormi ehitada, on peamiselt majandusteadus; üldiselt maksavad terasvormide ehitamine rohkem, kuid nende pikem eluiga korvab suuremad esialgsed kulud suurema hulga osade suhtes, mis on tehtud enne kulumist. Eelkõvenenud terasvormid on vähem kulumiskindlad ja neid kasutatakse väiksemate mahtude või suuremate komponentide jaoks; nende tüüpiline teraskõvadus on Rockwell-C skaalal 38–45. Karastatud terasest vormid töödeldakse pärast töötlemist kuumtöötlusega; need on kulumiskindluse ja eluea poolest kaugelt paremad. Tüüpiline kõvadus jääb vahemikku 50–60 Rockwell-C (HRC). Alumiiniumvormid võivad maksta oluliselt vähem ning moodsate arvutipõhiste seadmetega projekteerimisel ja töötlemisel võib see olla ökonoomne kümnete või isegi sadade tuhandete osade vormimisel. Berülliumvase kasutatakse hallituse piirkondades, mis vajavad kiiret kuumuse eemaldamist, või piirkondades, mis näevad kõige rohkem tekkivat nihke soojust. Vormide valmistamiseks võib kasutada CNC-töötlust või elektrilahendusprotsesse.

Hallituse disain

Vorm koosneb kahest põhikomponendist: sissepritsevormist (A-plaat) ja väljundvormist (B-plaat). Neid komponente nimetatakse ka muster ja vormivalmistaja. Plastvaik siseneb vormi läbi a sprei or värav sissepritsevormis; vedru puks peab olema tihedalt tihendatud vormimismasina sissepritsesilindri otsiku külge ja võimaldama sula plastil voolata silindrist valuvormi, tuntud ka kui õõnsus. Väljalaskepuks suunab sulatatud plasti õõnsuspiltidele kanalite kaudu, mis on töödeldud A- ja B-plaatide külgedele. Need kanalid lasevad plastikul mööda neid kulgeda, nii et neid nimetataksejooksjad. Sulatatud plast voolab läbi jooksja ja siseneb soovitud osa moodustamiseks ühte või mitmesse spetsialiseeritud väravasse ja õõnsuse geomeetriasse.

Vaigu kogus, mis on vajalik vormi sprei, jooksja ja õõnsuste täitmiseks, sisaldab "lasku". Vormi kinni jäänud õhk võib pääseda läbi ventilatsiooniavade, mis on jahvatatud vormi eraldusjoonesse, või ejektoritihvtide ja liugurite ümber, mis on veidi väiksemad kui neid kinni hoidvad augud. Kui kinnijäänud õhul ei lasta välja pääseda, surutakse see sissetuleva materjali rõhul kokku ja pigistatakse õõnsuse nurkadesse, kus see takistab täitumist ja võib põhjustada ka muid defekte. Õhk võib isegi nii kokku suruda, et see süttib ja põleb ümbritsevat plastmaterjali.

Vormitud detaili vormist eemaldamise võimaldamiseks ei tohi vormi omadused üksteise suhtes vormi avanemise suunas risti olla, välja arvatud juhul, kui vormi osad on kavandatud liikuma selliste avade vahel selliste avade vahel (tõsteseadmetega kutsutavate komponentide abil) ).

Selle detaili küljed, mis ilmuvad tõmbe suunaga paralleelselt (südamiku (augu) või sisendi telg on paralleelne vormi üles ja alla liikumisega, kui see avaneb ja sulgub on tavaliselt kergelt kaldu, mida nimetatakse süviseks, et hõlbustada osa vormist vabanemist. Ebapiisav süvis võib põhjustada deformatsiooni või kahjustusi. Hallituse vabanemiseks vajalik süvis sõltub peamiselt õõnsuse sügavusest: mida sügavam on õõnsus, seda rohkem on vaja süvist. Nõutava süvise määramisel tuleb arvestada ka kokkutõmbumisega. Kui nahk on liiga õhuke, kipub vormitud osa kokkutõmbuma nende südamike külge, mis moodustuvad jahutades ja nende südamike külge kleepuma, või võib õõnsuse eemaldamisel see osa kõverduda, keerduda, villida või mõraneda.

Vorm on tavaliselt konstrueeritud nii, et vormitud osa jääb avanedes usaldusväärselt vormi ejektori (B) küljele ning tõmbab koos detailidega jooksja ja väljalaskeava (A) küljest välja. Seejärel kukub osa (B) küljest väljudes vabalt. Tunneliväravad, mida tuntakse ka allvee- või hallitusväravatena, asuvad eraldusjoone või vormipinna all. Lahkumisjoonel on vormi pinnale töödeldud ava. Vormitud osa lõigatakse (vormi abil) jooksusüsteemist vormist välja heidetuna. Väljutusnõelad, mida nimetatakse ka väljalülitamistihvtideks, on ümmargused tihvtid, mis on paigutatud mõlemasse vormi (tavaliselt ejektori pool), mis suruvad valmis vormitud toote või jooksusüsteemi vormist välja. Toote väljutamine tihvtide, hülsside, eemaldajate jms abil võib põhjustada soovimatuid muljeid või moonutusi, seetõttu tuleb vormi kujundamisel olla ettevaatlik.

Jahutusmeetodiks on jahutusvedeliku (tavaliselt vee) juhtimine läbi aukude, mis on puuritud läbi vormiplaatide ja ühendatud voolikutega, et moodustada pidev rada. Jahutusvedelik neelab vormist soojust (mis on kuumast plastist soojust neelanud) ja hoiab vormi sobival temperatuuril, et plast tahkuda kõige tõhusamal kiirusel.

Hoolduse ja õhutamise lihtsustamiseks jagunevad õõnsused ja südamikud tükkideks, mida nimetatakse vahetükidja alamkoostu, mida nimetatakse ka vahetükid, klotsidvõi jälitusplokid. Asendades vahetatavad lisad, võib üks vorm teha samast osast mitu variatsiooni.

Keerukamate osade moodustamiseks kasutatakse keerukamaid vorme. Neil võib olla liugusteks kutsutud sektsioone, mis liiguvad tõmbe suunaga risti olevasse õõnsusesse, et moodustada üleulatuvaid detaile. Kui vorm avatakse, tõmmatakse slaidid plastikust osast eemale, kasutades statsionaarse vormi poole statsionaarseid "nurgatappe". Need tihvtid sisenevad slaidides olevasse pilusse ja põhjustavad slaidide liikumist tahapoole, kui vormi liikuv pool avaneb. Seejärel osa väljutatakse ja vorm sulgub. Vormi sulgemise tõttu liugurid liiguvad piki nurgatappe edasi.

Mõni vorm võimaldab eelnevalt vormitud detaile uuesti sisestada, et esimese osa ümber saaks moodustuda uus plastikiht. Seda nimetatakse sageli ülevormimiseks. See süsteem võimaldab toota üheosalisi rehve ja rattaid.

Kahe- ja mitmepildilised vormid on ette nähtud ühe vormimistsükli jooksul „üle vormimiseks“ ja neid tuleb töödelda kahe või enama sissepritseseadmega spetsiaalsetes survevalu masinates. See protsess on tegelikult survevaluvorm, mis viiakse läbi kaks korda ja millel on seetõttu palju väiksem vea piir. Esimeses etapis vormitakse põhivärvimaterjal põhikujuks, mis sisaldab tühikuid teise lasu jaoks. Seejärel valatakse nendesse ruumidesse teine, teist värvi materjal. Näiteks selle protsessi käigus valmistatud nuppudel ja võtmetel on märgised, mis ei saa kuluda ja jäävad raskel kasutamisel loetavaks.

Hallitusseened võivad ühe võtte abil toota mitu samast osast koopiat. Selle osa vormis olevate “muljete” arvu nimetatakse sageli valesti kavitatsiooniks. Ühe muljega tööriista nimetatakse sageli ühe mulje (õõnsuse) vormiks. Vormi, millel on 2 või enam sama õõnsust, nimetatakse tõenäoliselt mitme muljega (õõnsuseks) vormiks. Mõnel eriti suure tootmismahuga valuvormil (nagu näiteks pudelikorgi vormidel) võib olla üle 128 õõnsuse.

Mõnel juhul vormivad mitu õõnsustööriista sama tööriista erinevate osade seeria. Mõned tööriistatootjad nimetavad neid vorme perevormideks, kuna kõik osad on omavahel seotud. Näited hõlmavad plastmudelite komplekte.

Hallituse ladustamine

Tootjad kaitsevad kohandatud vorme kõrgete keskmiste kulude tõttu väga pikkade sammudega. Säilitatakse täiuslik temperatuuri ja niiskuse tase, mis tagab iga kohandatud vormi võimalikult pika eluea. Kohandatud vorme, näiteks selliseid, mida kasutatakse kummi sissepritsevormimiseks, hoitakse väändumise vältimiseks temperatuuri ja niiskusega kontrollitavas keskkonnas.

Tööriista materjalid

Sageli kasutatakse tööriista terast. Kerge teras, alumiinium, nikkel või epoksü sobivad ainult prototüübiks või väga lühikesteks tootmistöödeks. Kaasaegne kõva alumiinium (7075 ja 2024 sulamid), millel on nõuetekohane vormidisain, suudab vormide nõuetekohase hoolduse abil hõlpsasti valmistada vorme, mille eluiga on vähemalt 100,000 XNUMX.

mehaaniline

Vormid ehitatakse kahe peamise meetodi abil: tavaline töötlemine ja EDM. Tavaline töötlemine on tavapärasel kujul olnud ajalooliselt meetodiks survevaluvormide ehitamiseks. Koos tehnoloogia arenguga sai CNC-töötlemine domineerivaks vahendiks keerukamate vormide valmistamiseks täpsemate vormide detailidega vähem kui traditsiooniliste meetoditega.

Elektrilahenduse töötlemine (EDM) või sädemerosiooniprotsess on hallituse valmistamisel laialt levinud. Lisaks sellele, et protsess võimaldab ka vormida raskesti töödeldavad vormid, võimaldab see eelkuumendatud vorme vormida nii, et kuumtöötlemine pole vajalik. Karastatud vormi muutmine tavapärase puurimise ja jahvatamisega nõuab vormi pehmendamiseks tavaliselt lõõmutamist, millele järgneb kuumtöötlus, et seda uuesti karastada. EDM on lihtne protsess, mille käigus tavaliselt vasest või grafiidist valmistatud vormitud elektrood langetatakse väga aeglaselt vormi pinnale (mitme tunni jooksul), mis on sukeldatud parafiinõlisse (petrooleumi). Tööriista ja vormi vahele rakendatav pinge põhjustab vormi pinna sädemete erosiooni elektroodi pöördkujul.

Maksma

Vormi sisse lülitatud õõnsuste arv korreleerub otseselt vormistamiskuludega. Vähem õõnsused nõuavad palju vähem tööriistade tööd, nii et omakorda õõnsuste arvu piiramine toob kaasa madalamad esialgsed tootmiskulud sissepritsevormi ehitamiseks.

Kuna õõnsuste arv mängib kulude vormimisel olulist rolli, on ka detaili keerukus keeruline. Keerukus võib olla seotud paljude teguritega, nagu pinna viimistlus, tolerantsinõuded, sise- või väliskeermed, peened detailid või lisatavate allalõigete arv.

Täiendavad üksikasjad, näiteks sisselõiked või mis tahes funktsioonid, mis põhjustavad täiendavaid tööriistu, suurendavad hallituse kulusid. Kulude suurenemist mõjutavad veelgi südamiku pinnavorm ja vormide süvend.

Kummist sissepritsega vormimisprotsess annab kõrge saagikusega vastupidavaid tooteid, muutes selle kõige efektiivsemaks ja kulutõhusamaks vormimismeetodiks. Järjepidevad vulkaniseerimisprotsessid, mis hõlmavad täpset temperatuuri kontrolli, vähendavad märkimisväärselt kogu jäätmematerjali.

Süstimisprotsess

Sissepressimisvormiga juhitakse granulaarset plasti prügikastiga kuumutatud tünni. Kuna graanulid liiguvad kruvitüübi abil aeglaselt edasi, surutakse plastik kuumutatud kambrisse, kus see sulab. Kolvi edenedes surutakse sulanud plast läbi düüsi, mis toetub vormile, lastes sellel siseneda vormiõõnde läbi värava- ja juhtsüsteemi. Vorm jääb külmaks, nii et plast tahkub peaaegu kohe, kui vorm on täidetud.

Sissepritse vormimise tsükkel

Plastiku sissepritsevormi ajal toimuvat sündmuste jada nimetatakse survevalu vormimistsükliks. Tsükkel algab vormi sulgemisel, millele järgneb polümeeri süstimine vormiõõnde. Kui õõnsus on täidetud, hoitakse hoiderõhku materjali kahanemise kompenseerimiseks. Järgmisel etapil kruvi pöördub, suunates järgmise lasku esi kruvi. See põhjustab kruvi tagasitõmbumist järgmise võtte ettevalmistamise ajal. Kui osa on piisavalt jahtunud, avaneb vorm ja osa väljutatakse.

Teaduslik versus traditsiooniline vormimine

Tavapäraselt tehti vormimisprotsessi süstimisosa ühe konstantsel rõhul õõnsuse täitmiseks ja pakkimiseks. See meetod võimaldas aga mõõtmetes tsüklilt tsüklile suuresti varieeruda. Nüüd kasutatakse sagedamini teaduslikku või lahtisidestatud vormimist, meetodit, mille on välja töötanud RJG Inc.. Selles on plastiku sissepritsimine „lahti ühendatud” etappideks, et võimaldada detailide mõõtmete paremat kontrolli ja tsüklist tsüklini (mida tavaliselt nimetatakse -shot tööstuses) järjepidevus. Kõigepealt täidetakse õõnsus kiiruse (kiiruse) reguleerimise abil umbes 98% ulatuses. Ehkki rõhk peaks olema piisav soovitud kiiruse saavutamiseks, on rõhu piiramine selles etapis ebasoovitav. Kui õõnsus on 98% täis, lülitub masin kiiruse juhtimiselt rõhu reguleerimisele, kus õõnsus on konstantsel rõhul „välja pakitud“, kus soovitud rõhu saavutamiseks on vajalik piisav kiirus. See võimaldab detailide mõõtmeid kontrollida tolli tuhandiku täpsusega või paremani.

Erinevat tüüpi survevalu protsessid

Ehkki enamik survevaluseadmeid on hõlmatud ülaltoodud tavapärase protsessi kirjeldusega, on mitmeid olulisi vormimisvariante, sealhulgas, kuid mitte ainult:

• Valuvorm
• Metallist survevalu
• Õhukese seinaga survevalu
• Vedela silikoonkummi sissepressimine

Pressvormimisprotsesside põhjalikuma loetelu leiate siit:

Protsessi tõrkeotsing

Nagu kõik tööstuslikud protsessid, võib ka survevalu abil tekitada vigaseid osi. Survevormimise valdkonnas tehakse tõrkeotsing sageli uurides defektseid osi konkreetsete defektide osas ja käsitledes neid defekte vormi kavandamise või protsessi enda tunnustega. Katseid tehakse sageli enne täielikku tootmist, et ennustada defekte ja määratleda sobivad tehnilised andmed süstimisprotsessis kasutamiseks.

Uue või võõra vormi esmakordsel täitmisel, kui selle vormi löögi suurus pole teada, võib tehnik / tööriista seadistaja proovisõidu teha enne täielikku tootmist. Ta alustab väikese löögikaaluga ja täidab järk-järgult, kuni vorm on 95–99% täis. Kui see on saavutatud, rakendatakse väikest kogust hoidmisrõhku ja pikeneb hoidmisaeg kuni värava külmumiseni (tahkumisaeg). Värava külmumisaja saab määrata, pikendades hoidmisaega ja seejärel osa kaaludes. Kui detaili kaal ei muutu, on teada, et värav on külmunud ja detaili enam materjali ei süstita. Väravate tahkumise aeg on oluline, kuna see määrab tsükliaja ning toote kvaliteedi ja konsistentsi, mis ise on tootmisprotsessi ökonoomikas oluline küsimus. Hoidmisrõhku suurendatakse seni, kuni detailid on valamutest vabad ja osa kaal on saavutatud.

Vormidefektid

Sissepritsevormimine on keeruline tehnoloogia, millel on võimalikke tootmisprobleeme. Need võivad olla põhjustatud vormide defektidest või sagedamini vormimisprotsessist ise.

Meetodid, näiteks tööstuslik CT-skaneerimine, võivad aidata neid defekte leida nii väliselt kui ka sisemiselt.

Tolerantsid

Vormimise tolerants on parameetrite, nagu mõõtmete, raskuse, kuju või nurga jne, kõrvalekalde täpsustatud täpsustus. Selleks, et tolerantside seadistamisel oleks maksimaalne kontroll, on tavaliselt kasutatavast protsessist paksuse miinimum- ja maksimumpiir. Pritsevormimine on tavaliselt võimeline tolerantsidega, mis on samaväärsed IT-klassiga umbes 9–14. Termoplastist või termoreaktsiooni võimalik tolerants on ± 0.200 kuni ± 0.500 millimeetrit. Spetsialiseeritud rakendustes saavutatakse masstootmises tolerantsid nii läbimõõdul kui ka lineaarsetel tunnustel kuni ± 5 µm. Pinna viimistlus võib olla 0.0500 kuni 0.1000 um või parem. Võimalikud on ka karedad või veerisega pinnad.

Võime nõuded

Selle survevormimisprotsessi jaoks vajalik võimsus sõltub paljudest asjadest ja varieerub kasutatud materjalide vahel. Tootmisprotsesside teatmik väidab, et võimsuse nõuded sõltuvad "materjali erikaalust, sulamistemperatuurist, soojusjuhtivusest, detaili suurusest ja vormimiskiirusest". Allpool on tabel leheküljelt 243, millel on sama viide, nagu eespool mainitud, mis illustreerib kõige sagedamini kõige sagedamini kasutatavate materjalide jaoks vajaliku võimsuse omadusi.

Robotvormimine

Automatiseerimine tähendab, et osade väiksem suurus võimaldab mobiilsel kontrollisüsteemil kontrollida mitut osa kiiremini. Lisaks automaatkontrollisüsteemidele paigaldatavatele kontrollsüsteemidele saavad mitmeteljelised robotid eemaldada vormid ka osadest ja paigutada need edasisteks protsessideks.

Konkreetsed juhtumid hõlmavad osade eemaldamist vormist kohe pärast nende loomist, samuti masinnägemissüsteemide kasutamist. Robot haarab detaili pärast seda, kui väljutustihvtid on välja tõmmatud, et see osa vormist vabastada. Seejärel teisaldab need kas hoiukohta või otse kontrollisüsteemi. Valik sõltub toote tüübist, samuti tootmisseadmete üldisest paigutusest. Robotitele paigaldatud nägemissüsteemid on märkimisväärselt parandanud vormitud osade kvaliteedikontrolli. Mobiilrobot saab metallkomponendi paigutuse täpsuse täpsemalt kindlaks teha ja kontrollida kiiremini kui inimene seda suudab.

Galerii