Двуцветното шприцване инжектира два материала – или два цвята от един и същи материал – в една матрица в рамките на един машинен цикъл, така че готовата част излиза от инструмента вече от няколко материала. Тази единична промяна премахва няколко последващи операции едновременно: без лепило или щракване за свързване на мека ръкохватка към твърд корпус, без боядисване или тампонен печат за втори цвят, без отделна леща, залепена в отвор за прозорец, и без етикет, който може да се износи от ключ. Меки дръжки, запечатани интерфейси, постоянни двуцветни надписи и светлопропускливи прозорци – всичко това може да се формова в един цикъл.
Компромисът е, че всичко се решава по-рано и е по-скъпо. Двойката смоли трябва да бъде фиксирана преди рязане на стомана, инструментът се нуждае от два комплекта кухини и прецизни затварящи клапани, а пресата се нуждае от втори шприц агрегат. Това ръководство следва веригата на решенията по ред: терминология, цикъл и основните конфигурации на матрицата, как да се сдвояват смоли, правилата за проектиране, които да се прилагат преди пускането на инструментите, режимите на повреди, които се появяват в производството, и как се контролират, както и как двуцветното формоване се сравнява с двуинструментното надформоване, формоването с вложки, декорацията и заваряването. Ръководството завършва с насоки за оценка на напасването по детайл и обем, пътя от прототип до производство и как NOBLE поддържа проекти за двуцветно шприцоване.
Какво е двуцветно Инжекционно формоване и каква е връзката между термините?
Двуцветното шприцване е процес на шприцване на множество материали, при който първи материал се инжектира в кухина, след това матрицата се индексира, завърта или плъзга, а втори материал се инжектира върху или до първия, докато детайлът остава вътре в инструмента. Първият удар оформя основата - обикновено твърдият структурен компонент - а вторият удар добавя контрастен цвят, мек еластомер или прозрачен прозорец. Резултатът е единична част без стъпка на сглобяване.
Двушотронно, 2K, двушотронно и многоматериално формоване: едно семейство, различен акцент
„Двукомпонентен“, „двукомпонентен“ и „2K“ са почти синоними за един и същ последователен процес с два материала и доставчикът може да използва всеки от тях за една и съща оферта. Акцентът се различава леко. „Двуцветен“ описва визуалния резултат — два цвята в една част. „Двукомпонентен“ описва последователността — две стъпки на инжектиране. „2K“ е съкращението за два компонента (Komponenten), често срещано в европейската инструментална и машинна литература.
„Многоматериално“ или „многокомпонентно“ формоване е по-широкият термин. То обхваща двукомпонентна работа, но се простира и до три или повече компонента, както и до варианти като сандвич или съвместно шприцоване, при които външен обвивков материал и сърцевинен материал – често рециклиран, разпенен или запълнен – се инжектират през един и същ инструмент. При сандвич формоването кухината първо се запълва частично с обвивния материал, а след това сърцевинният материал се инжектира в центъра на обвивката; могат да се използват и редуващи се компоненти с различни цветове, за да се получат мраморни ефекти.
Една част може основателно да бъде описана с няколко от тези термини едновременно, така че е добре да се консултирате с вашия доставчик каква конфигурация и коя машина е предвидена в офертата, вместо да разчитате само на етикета.
Какво не е двуцветното формоване
Три процеса често се бъркат с двуцветното формоване и разграничението е важно, защото всеки от тях изисква различна инструментална екипировка и различен механизъм на свързване.
Еднократно отлята част, която по-късно се боядисва, отпечатва или лазерно маркира, не е двуцветно отлята. Вторият цвят се нанася след изхвърлянето, в отделна операция, и се поставя върху повърхността, вместо да се отлива в детайла.
Двуинструментното формоване използва две отделни форми. Субстратът се формова в първия инструмент, след което се прехвърля - ръчно или робот - във втора форма, където се инжектира смолата за формоване. Детайлът напуска инструмента между впръскванията, поради което контролът на замърсяването и толерансът за повторно закрепване стават част от процеса.
Формоването на вложки капсулира предварително изработен компонент, обикновено метал, в един пластмасов удар. Няма химическа връзка между метала и термопласта и такава не е необходима: задържането е чисто механично, постигнато чрез свиване на пластмасата, захващане чрез набраздяване, подрязване или канали на вложката.
Двуцветното формоване се различава от трите по това, че и двата материала се шприцоват в един машинен цикъл и детайлът никога не напуска инструмента между впръскванията. Това е източникът на най-плътното му съвпадение и най-силната му химическа връзка – и на най-високата му цена за инструментална екипировка.
Цикъл на двуцветно шприцване и конфигурации на матриците
Разбирането на цикъла обяснява защо двуцветното формоване се цитира по този начин и защо времето на цикъла не е просто двойно на еднократния цикъл.
Стъпка по стъпка през цикъл от два дози
Първата доза се инжектира в кухината му и се охлажда. Формата се отваря и половината на формата, носеща заготовката от първата доза, се индексира, завърта или плъзга, за да се подравни със стоманата в кухината от втората доза. Втората доза се инжектира над или до заготовката, докато първата доза за следващата част се инжектира в вече свободната кухина от първата доза. Завършената част - тази, носеща и двата материала - се изхвърля, докато заготовката, която току-що е получила втората доза, остава в инструмента.
След стартиране, двата изстрела се изпълняват едновременно, а не последователно: във всеки цикъл една станция формова първа изстрел, докато друга формова върху заготовката от предишния цикъл. При ротационен инструмент въртящата се половина носи идентични кухини за първа изстрел, докато неподвижната половина носи кухини както за първа, така и за втора изстрел; страната на ежектора има два комплекта ежекторни плочи, защото само частите с двата материала се изхвърлят във всеки цикъл.
Конфигурации на матрици и машини
Основните конфигурации се различават по начина, по който преформата се представя на втория кадър, а това от своя страна определя кои геометрии на детайлите може да обработи всяка от тях.
Въртяща се плоча / въртяща се маса. Половината на матрицата се завърта върху подвижна затягаща плоча, в двутактов или четиритактов цикъл, след като първият компонент е бил шприцван и охладен. След това преформата се пълни с втория компонент, докато първият компонент едновременно се шприцва в свободната кухина. Това е подходящо за части, където преформата е частично или едностранно изложена, и се използва за едностранно формоване на големи количества. По-простият вариант завърта вертикална плоча по хоризонтална ос; по-сложният „кубична матрица“ или „въртящ се стек“ завърта централен стек с две или четири страни по вертикална ос и е най-скъпият вариант.
Индексна плоча. Първият компонент се инжектира в кухина, която е част от индексната плоча; преформата се избутва навън и завърта, и чрез преместване на индексната плоча назад преформата се поставя върху другото ядро на матрицата и се формова от двете страни. Това е подходящо за преформи, които трябва да са свободни от едната страна в горната част и частично свободни в долната част.
Плъзгащо разделяне. Необходима е само една кухина с функция за издърпване на сърцевината: след като преформата се инжектира и охлади, разделящият плъзгач се прибира, за да създаде втора кухина, която вторият компонент запълва. Тъй като е необходима само една кухина, процесът е прост и рентабилен и е подходящ за преформи, които трябва да бъдат частично освободени.
Плъзгаща се маса. Формата има сърцевина и две кухини; след като първият компонент бъде инжектиран, формата се отваря и сърцевината се избутва върху втората половина на кухината. Подходяща е за частично или едностранно открити преформи и е особено подходяща за едностранно надформоване на малки количества при производство на прототипи или малки серии.
Трансфер. Робот изважда преформата от първата кухина и я вкарва във втора кухина, където вторият компонент се инжектира след затваряне на формата, докато другата кухина вече се запълва с първия компонент. Това обхваща конструкции, при които преформата трябва да е свободна от двете страни и може да обхваща всички степени на проектиране.
Сандвич / съвместно инжектиране. Кухината е частично запълнена с материала на кожата, а материалът на сърцевината се инжектира в сърцевината на външния материал, създавайки структура „кожа и сърцевина“, а не геометрия „страна до страна“ или „преливане“.
Вариантите с ротационна плоча, подвижна сърцевина и овър-мълд също съществуват като семейство; първите два изискват втори шприцващ агрегат, две ролкови системи и два процеса, докато вариантът с овър-мълд в повечето случаи включва две отделни форми.
Избор на материали за двуцветно шприцване
Изборът на материал е решението, което определя дали детайлът ще се държи здраво, и то трябва да бъде финализирано преди да започне проектирането на матрицата - смяната на двойката по-късно е изключително скъпа.
Химическо свързване срещу механично заключване
Двукомпонентното свързване на материалите работи чрез два механизма. Химическата адхезия се получава, когато вторият материал частично се разтопи и дифундира с все още полуразтопената повърхност на първия материал на молекулярно ниво, образувайки връзка, която може да бъде толкова силна, колкото и всеки от материалите поотделно. Ето защо двукомпонентното формоване разчита до голяма степен на химическо свързване: вторият материал се инжектира върху все още топлия първи материал и прозорецът за здрава връзка е тесен.
Механичното зацепване е алтернативата или резервното решение. Когато смолата за отливане потече в отвори в субстрата – особено отвори, които са сглобени „лястовича опашка“, за да се разширят в долната част – охладеният материал се заключва към субстрата. Увиването на отливката около субстрата или увеличаването на площта на интерфейса с канали, пикове, стълбове или издатини постига същия ефект. Порестият субстрат осигурява малки отвори, в които еластомерът може да мигрира.
Някои двойки се свързват добре химически; други се нуждаят от механични свойства. TPE, формулиран за свързване на полипропилен, няма да свърже поликарбонат, а стандартен стиренов TPE изобщо няма да свърже PP, освен ако класът не е на основата на PP. Следователно, съпоставянето на химичния състав на TPE със семейството субстрати е първото решение за материала и се взема спрямо публикуваните таблици за адхезия на производителя, а не чрез пробен период.
Често срещани двойки субстрат и наслагване
Посочените по-долу двойки са комбинациите, които най-често се отчитат в производството, с качество на свързване и типични приложения, както е публикувано в ръководството за съвместимост.
| Субстрат (доза 1) | Наслагване (Кадър 2) | Качество на облигациите | Типично приложение |
| ABS | Стиренов ТПЕ | отличен | Инструменти с меко покритие, потребителска електроника |
| PC | Стиренов ТПЕ | отличен | Медицински изделия, корпуси за електрически инструменти |
| Смес от PC/ABS | Стиренов ТПЕ | отличен | Автомобилна интериорна облицовка |
| PA6 / PA66 (найлон) | ТПЕ на базата на полиамид | Добър до отличен | Автомобилни конектори под капака |
| PP | Олефинов TPE / TPV | добър | Автомобилни уплътнения, потребителски опаковки |
| ПОМ (ацетал) | Модифициран TPE | Справедливо — необходимо е механично заключване | Зъбни колела, заключващи механизми |
| ABS | ASA | Отлично (същото семейство) | Външно оборудване, двуцветни части |
| PMMA | ABS | добър | Прозрачни прозорци над цветни тела |
За автомобилната работа, PA6 или PA66, съчетани с TPE на полиамидна основа, са стандартът: найлоновият субстрат издържа на топлина и химическо излагане, докато TPE покритието осигурява уплътнение или сцепление, а TPE трябва да бъде специално формулиран за адхезия към полиамид, а не за генеричен стиренов клас. Съществуват хиляди възможни комбинации от субстрат и отливка, а доставчиците на материали могат да идентифицират специални класове, при които стандартната двойка не отговаря на изискванията за производителност.
Едно структурно предупреждение: аморфните върху полукристални комбинации, като например PC върху PA6, могат да работят, но разликата в свиването създава вътрешно напрежение на границата на раздела. Полукристалните материали се свиват повече по време на охлаждане - приблизително 1.5–2.5% спрямо 0.4–0.7% за аморфните смоли - което създава напрежение на срязване върху линията на свързване. Това е управляемо, ако е проектирано за това, но е често срещан източник на деформация в късен етап.
Разлики в температурата на топене и свиването
Първият инжекционен материал трябва да издържи на топлината на втория инжекционен материал. Материалът за втория инжекционен материал трябва да може да се обработва при температура, която няма да разруши първия инжекционен материал, но е достатъчно гореща, за да насърчи взаимната дифузия; разлика в температурата на обработка от приблизително 30–40°C между двата материала обикновено се посочва като работен диапазон. Температурата на топене, която е твърде ниска, за да омекоти повърхността на субстрата, е една от стандартните причини за неуспешна връзка.
Свиването е втората величина за сравнение. Свиването на матрицата е геометричното намаляване на размера на детайла спрямо кухината на матрицата, измерено съгласно ASTM D955-08 на 24–48 часа след изваждане от матрицата. Деформацията е деформация, предизвикана от нееднородно свиване, което възниква по три начина: разлики в свиването в различни посоки поради анизотропия на материала, вариации между региони поради нееднородно налягане и температура и нееднородно свиване по дебелината от различно охлаждане на противоположни повърхности на матрицата. В двуцветна част, различното свиване на двете смоли добавя четвърти източник, поради което сдвояването на материалите и контролът на деформацията се разглеждат заедно в раздела за риска по-долу.
Правила за проектиране преди Инструментална Освободете
Правилата по-долу могат да се приложат преди рязане на стомана. Те са групирани по характеристиката, която управляват, и всяко едно от тях е по-евтино да се фиксира върху чертеж, отколкото в инструмент.
Дебелина на стената, ребра и преходи
Поддържайте дебелината на стената възможно най-постоянна и отстранявайте сърцевината на дебелите маси, вместо да оставяте плътни секции. Тежките издатини и дебелите ребра са стандартните причини за потъвания и вътрешни кухини, тъй като дебелите секции се охлаждат неравномерно; заместването на плътната маса с ребра и клинове намалява и двете. Неравномерната дебелина на стената, дисбалансът на охлаждане и високото свиване са стандартните причини за деформация, така че постепенните преходи между дебели и тънки области вършат същата работа за размерната стабилност.
Тяга, затваряния и разделителни линии
Наклонът е това, което позволява на детайла да се освободи чисто; стените на основата, които ще носят отливка, обикновено са наклонени от 1 до 1.5 градуса на всяка страна. Затварящите елементи контролират изпускането, а лошият дизайн на затварящите елементи или трудната разделителна линия са обичайната причина за тънка излишна пластмаса по ръбовете. Поставянето на разделителната линия е козметично решение, както и техническо, тъй като линията ще бъде видима върху готовия детайл.
При двукомпонентната инструментална обработка, най-важното затваряне е „смачкването“: повдигната област от стомана за вторично впръскване, която се притиска към първия впръскване, за да предотврати изпускането или разливането на материала от вторично впръскване върху повърхността на първия впръскване, където не му е мястото. Смачкването обикновено е 0.003–0.005 инча. В области, където първият впръскване има по-дебела стена, може да е необходимо допълнително смачкване, за да се компенсира по-голямото свиване - постигнато или чрез добавяне на стомана към затварянето от вторично впръскване, или чрез добавяне на материал от първия впръскване чрез отстраняване на стомана.
Зони на свързване и механични блокировки
Когато се очаква химическа връзка, вторият инжекционен заряд трябва да се докосне до чиста, гореща повърхност на първия инжекционен заряд. Замърсяване, остатъци от отделяне на матрицата, контакт с кожата по време на работа или достатъчно дълго забавяне, за да се охлади интерфейсът преди вторият инжекционен заряд, ще попречат на иначе съвместимата двойка.
Когато не е налична химическа връзка, проектирайте зацепването: отвори (където е възможно, с форма на лястовича опашка), ребра, подкоси, жлебове или стълбове на интерфейса. За да предотвратите отлепване, избягвайте открити ръбове на пресования материал; повдигнат ръб на субстратния материал може да защити ръбовете на еластомера, където в противен случай би започнало отлепване.
Две практически бележки относно мекия слой. Тънките слоеве от формован материал – обикновено под 10 мм – ще се усещат твърди, независимо от избора на материал, поради което потребителските продукти често използват редове от по-високи ребра, за да увеличат възприеманата дебелина, като същевременно намалят обема на материала. А дурометърът не е надеждна мярка за възприемана мекота: модулът на огъване, който измерва съпротивлението на огъване, е по-добрият индикатор, като по-ниският модул на огъване се усеща по-мек.
Толеранс на поставяне на портата и регистрация
Местоположението на шлюза влияе върху запълването и при двата впръсквания. Тънките стени, дългите пътища на потока и лошото разположение на шлюза са стандартните причини за къси впръсквания, а шлюз, който позволява на смолата да навлезе твърде бързо в отворено пространство, води до струйно образувание. Позицията на шлюза също трябва да е съобразена с кухината на втория впръскване: частта от първия впръскване трябва да бъде напълно поддържана в кухината на втория впръскване срещу налягане в кухината, защото вторият впръскване прилага хиляди паунда пластично налягане върху пластмасата от първия впръскване, не само върху стоманата. На практика това означава, че няма неподдържан елемент, по-дълъг от около три пъти собствената си дебелина, с ребра или подкоси зад повърхностите, които ще приемат отливката.
Регистрацията е мястото, където двуцветната инструментална екипировка си заслужава цената. Двукомпонентната инструментална екипировка споделя един референтен номер на инструмента, така че и двата материала са позиционирани от една и съща стомана и регистрацията е най-плътната налична. Двуинструменталното формоване натрупва толеранс чрез повторно закрепване между двете форми. При инструментите с ротационни плочи, локаторите на матрицата и машинните плочи са от решаващо значение, за да се поддържа матрицата точно в центъра на ротационната плоча; ако е извън центъра, завъртане на 180° може да повреди водещите щифтове, втулките и затварящите елементи.
Производствени рискове и как те се контролират
Режимите на отказ при двуцветното формоване са добре характеризирани и всеки от тях има стандартен набор от контроли, които принадлежат към плана за валидиране, а не към реакция на брак.
Изкривяване от несъответствие при свиване
Деформацията е изкривяване, предизвикано от нееднородно свиване, а при двуцветен детайл различното свиване на двете смоли е допълнителен източник в допълнение към вариациите в посоката, регионите и дебелината, които всеки формован детайл може да покаже. Аморфните над полукристалните двойки са най-ясният случай, тъй като разликата в свиването оказва напрежение на срязване върху линията на свързване и може да се прояви като деформация в късен етап.
Контролите са по-скоро структурни и термични, отколкото козметични: балансирана дебелина на стената и постепенни преходи, балансирано охлаждане и на двете страни на матрицата, двойка материали, чиято разлика в свиването е разбираема и приемлива, и симулация на потока във матрицата преди рязане на стомана. Симулацията е евтиният начин да се открие, че геометрията не може да се задържи плоска.
Разслояване и слаба връзка
Разрушаване на връзката може да се появи след термично циклиране, дори когато детайлът е преминал проверката при вземане на проба, поради което валидирането на връзката трябва да включва термично циклиране, а не еднократен тест за опъване върху нов детайл. Причините са твърде ниска температура на стопилката, за да омекоти повърхността на субстрата, несъвместима химия на TPE, мокър или замърсен субстрат, остатъци от отделяне от матрицата, обработка по време на прехвърляне или достатъчно дълго забавяне, за да се охлади интерфейсът преди втория изстрел.
Режимът на повреда ви показва кой е. Кохезивната повреда - при която TPE се разкъсва, преди интерфейсът да се освободи - е предпочитаният резултат, защото означава, че съединението е по-здраво от еластомера. Адхезивната повреда, при която TPE се отлепва от основата, сочи към интерфейса и следователно към химичния състав или процеса. Публикуваните тестове за отлепване съгласно ASTM D6862 третират адхезията над около 15 lbf на инч от ширината като отлична, а при или под около 10 lbf на инч - като лоша. Когато химичният състав е незначителен, механичните блокировки действат като резервен вариант, а проверките за свързване са на етапа на вземане на проби.
Къси кадри, интерфейсна светкавица и дисциплина на процеса на работа
Късите впръсквания идват от тънки стени, дълги пътища на потока и лошо разположение на затвора и се решават в инструмента и модела на запълване, а не чрез неопределено повишаване на налягането. Интерфейсното избухване идва от недостатъчно смачкване, неадекватна опора на първия впръскване, лош дизайн на затварящия механизъм или хидравлични цилиндри, които не са достатъчно здрави, за да издържат на пластичното налягане в кухината.
По-финият риск е дисциплината на процеса. Тъй като двата изстрела взаимодействат, формовъчните производители често обработват първия изстрел, за да решат проблеми с процеса на втория изстрел или обратното. Това стеснява прозореца на процеса и повишава риска от брак: смачкване, опора, отклонение и цилиндри с малък размер могат да бъдат обработени, за сметка на марж на качество. Тонажът също се изразходва частично при ротационните инструменти, тъй като кухините са разположени извън центъра - първият изстрел на едната половина, вторият изстрел на другата - така че пълният тонаж на машината не е наличен, за да компенсира пластичното налягане в кухините.
Двуцветно формоване в сравнение с други процеси
Алтернативите на двуцветното формоване не са негови по-лоши версии; те са различни позиции по отношение на цената на инструменталната екипировка, структурата на цикъла, здравината на свързване и обемната икономия.
Формоване с два инструмента и вложка
Двуинструментното формоване използва две отделни форми и стандартни преси, като субстратът се прехвърля между инструментите ръчно или с робот. Това е най-гъвкавият от начините: инструментът за формоване може да бъде сменен или ремонтиран без бракуване на инструмента за субстрат, двата впръсквания могат да се извършват на различни преси или дори на различни места и е подходящ за развойна дейност, въвеждане на нови продукти и обеми, които не биха амортизирали двуинструментен инструмент. Разходите са стъпка на прехвърляне, риск от замърсяване и труд между впръскванията, както и по-хлабава регистрация, защото повторното закрепване натрупа толеранс.
Формоването с вложки използва една матрица плюс функции за локализиране на вложките и капсулира предварително изработен компонент, обикновено метал, в един пластмасов удар. Задържането е чисто механично - назъбване, подрязване, канали - без химическа връзка. Инструменталната обработка е най-лесният от трите метода, но зареждането на вложките е операция на цикъл: при малък обем оператор зарежда вложките в отворения инструмент всеки цикъл, което въвежда вариации между отделните хора в поставянето и ориентацията; при обем, роботи или зареждащи устройства с купа възстановяват повторяемостта и отстраняват оператора от цикъла.
Двукомпонентното формоване използва специална преса с два или повече шприцващи агрегата и един 2K инструмент с два комплекта кухини и контрол на смачкването и затварянето. То се характеризира с най-висока цена на инструментална екипировка и най-ниска цена на детайл при обем, най-силна химическа връзка, защото интерфейсът остава горещ, и най-плътно съвпадение, защото и двата впръсквания споделят един референтен инструмент.
| Атрибут | Двуинструментално формоване | Поставете формоване | Двукратно формоване |
| Какво е присъединено | Твърда пластмасова основа плюс втора пластмаса, обикновено TPE или TPU | Предварително изработен компонент, обикновено метален, капсулиран в пластмаса | Две пластмаси в една част, често твърда плюс еластомер |
| Машина | Две стандартни преси или една преса и две форми | Една стандартна преса; вертикална скоба, обща | Специализирана преса с два или повече шприцващи модула |
| Мухъл | Две отделни форми | Една матрица плюс функции за локализиране на вложката | Един 2K инструмент, два комплекта кухини, контрол на плътното смачкване и затварянето |
| Цикъл | Два цикъла плюс стъпка на прехвърляне | Един цикъл плюс зареждане на вложките при всеки изстрел | Един комбиниран цикъл; впръскванията се изпълняват паралелно след стартиране |
| Механизъм на облигации | Химично слепване на стопилката плюс механично заключване, където е необходимо | Чисто механично капсулиране | Химична стопилка, най-силна, защото интерфейсът остава горещ |
| Работа между стъпките | Частта се прехвърля ръчно или с робот | Вложката се зарежда всеки цикъл | Няма; детайлът никога не напуска инструмента |
| Относителна цена на инструментите | Среден | Най-ниска | Най-висока |
| Относителна цена на детайл при обем | Среден | Повдига се с труд за зареждане на вложките | Най-нисък обем |
| Регистрация между материалите | Разхлабване; толеранс при повторно закрепване на стекове | Задава се според местоположението на вложката | Най-стегнато; и двата изстрела споделят един референтен инструмент |
| Типична употреба | Дръжки, уплътнения, меко докосване при ниска и средна сила на звука | Резбови вложки, клеми, щифтове, втулки | Дръжки с голям обем, постоянни надписи, козметични елементи |
Боядисване, печат и декорация във формата
Процесите на декориране добавят стъпки след формоването, докато двуцветното формоване създава цвят, текстура и надписи във формата. Боядисването и тампонният печат нанасят втория цвят върху готовата част и носят разходи за обработка на част плюс ограничение на издръжливостта, обвързано с покритието или мастилото; двуцветното формоване няма такава износваща се повърхност, защото цветът е материалът.
Декорацията в матрицата (IMD) е отделно семейство - етикетиране в матрицата (IML), филм в матрицата (IMF) и трансфер в матрицата (IMR) - при които филм или отпечатано мастило се поставя в кухината и се свързва по време на формоването. IMD понякога се комбинира с двуцветно формоване и комбинацията е по-взискателна, отколкото поотделно. Качеството на двуцветната IMD зависи от структурата на продукта, дизайна на входа за лепило, избора на материал както за първия, така и за втория цветен компонент, техниката на обработка на филма, дебелината на филма и параметрите на инжектиране, а характерните дефекти включват отмиване на мастилото, слаба адхезия между цветните слоеве, повърхностни вдлъбнатини и неясни текстури. Отмиването на мастилото при двуцветната IMD се причинява предимно от неоптимален дизайн на входа за матрицата, като изборът на филм и дебелината на филма са вторични фактори; второто инжектиране добавя сложност, защото стопилката контактува с горната част на филма, преди потенциално да диспергира мастилото в долната част. Когато материалът на филма съответства на първия и втория цветен компонент - например PC за трите - здравината на свързване се подобрява.
Ултразвуково заваряване и монтаж
Заваряването съединява отделно формовани части и добавя стъпка на сглобяване, както и ограничения при проектирането на съединенията: двата компонента се нуждаят от прост инструмент от един материал, материалите не е необходимо да са химически съвместими и всеки от тях може да се ревизира самостоятелно. Това, което не може да направи, е да премахне съединението. Двуцветното формоване елиминира както операцията по сглобяване, така и съединението, поради което е стандартното решение за постоянно четливи ключове и козметични елементи, където не е приемливо да се вижда разделителна линия. Компромисът е цената на инструментите и ограничението за двойки материали, които ще се свържат.
Рамка за обем и икономика
Логиката на разходите е обичайна и си струва да се посочи ясно. Двуцветната инструментална екипировка носи най-високите първоначални разходи - два комплекта кухини, прецизни затварящи клапани и специална преса - така че се изплаща при по-големи обеми. Двуинструменталното формоване е по средата: два инструмента на стандартни преси. Формоването с вложки има най-ниската цена на инструмента, но увеличава труда на детайл с нарастването на обема. Декорацията добавя обработка на детайл, а заваряването добавя операция по сглобяване.
Практическата последователност на решенията е следната: първо изискване за свързване (нуждае ли се съединението от химическа адхезия или ще е достатъчно механично задържане?), след това двойка материали, след това обем, след това бюджет за инструменти, накрая толеранс на регистрация. Отговарянето на тези въпроси в този ред избягва често срещаната грешка при избора на процес, преди двойката свързване и материал да е установена.
Подходящо ли е двуцветното шприцване за вашата част и Размер?
Двуцветното формоване е правилният отговор за специфична комбинация от функция и обем на детайла, а сигналите са разпознаваеми, преди да бъде поискана оферта.
Критерии за съответствие
Четири сигнала благоприятстват двуцветното формоване. Първо, истинска двуматериална функция: меко захващане, уплътнение, прозорец или постоянна двуцветна легенда, която не може да се износи. Второ, връзка, която трябва да е здрава и постоянна, където химическата адхезия върху гореща повърхност е предимство, а не риск. Трето, регистрация, която трябва да е плътна - козметично оформяне, където не е приемливо да се вижда разделителна линия, или ключове и легенди, които трябва да останат на мястото си. Четвърто, обем, достатъчно висок, за да амортизира инструмента и специализираната преса.
Когато дизайнът все още е в процес на разработка или обемът не амортизира 2K инструмент, двуинструментното формоване обикновено е по-подходящо. Когато вторият материал е метал, а не пластмаса, формоването с вложка е подходящото сравнение.
От прототип до масово производство
Реалистичният път преминава през шест етапа. Първо се сдвояват концепцията и материалите, като се установяват въз основа на данни за адхезията, а не на пробно производство. Следват DFM преглед и симулация на потока във формата, за да се тестват запълването, балансът на охлаждане и деформацията, преди да се ангажира стоманата. След това идва създаването на прототип: многоматериални меки на допир части могат да бъдат прототипирани в адитивни материали, които се доближават до твърдо-еластомерна сглобка, което обикновено е достатъчно, за да се тества геометрията на захвата и ергономичността, или може да се използва инструмент с плъзгаща се маса за малки серии, където са необходими реални двукомпонентни части рано. След това T1 вземането на проби валидира размерите и характеристиките на свързване, включително термично циклиране. Следва установяването на технологичния прозорец, като и двата дози се настройват заедно, вместо единият да компенсира другия. След това производството протича с проверка по време на процеса.
Валидирането на връзката е част от този път, а не след него. Най-надеждният тест преди инструментална обработка е да се формоват плоски плаки от двата материала последователно, използвайки тестова матрица, след което да се извърши тест за отлепване съгласно ASTM D903 и тест за адхезия с кръстосано щриховане съгласно ASTM D3359. Повечето доставчици на TPE публикуват и информационни листове за адхезия, показващи измерената якост на отлепване спрямо обичайни основи, и те трябва да бъдат поискани преди финализиране на избора на материал.
Изберете NOBLE за поддръжка на вашите проекти за двуцветно шприцване
NOBLE е китайско-британско съвместно предприятие и китайски производствен партньор, удостоен от правителството с наградата „Национално високотехнологично предприятие“. С над 10 години опит, NOBLE предоставя цялостно персонализирано производство от прототипиране до пълно производство, а нашите инженерни и технологични възможности подпомагат клиентите както чрез прототипиране, така и чрез партидно производство за двуцветни проекти за шприцване.
Нашето управление на качеството е сертифицирано по ISO 9001:2015 и ISO 13485:2016. Втората сертификация е важна за екипи, разработващи медицински изделия и хирургически инструменти, където се използва двуцветно формоване, за да се комбинират различни твърдости и цветове в един компонент.
Ние предлагаме пълно обслужване от проектиране до сглобяване — не само производство. Този обхват означава, че решенията, описани в това ръководство, могат да бъдат обработени в рамките на един проект: сдвояване на материалите и DFM преглед преди пускане на инструментите в експлоатация, прототипи на части за тестване на геометрията на захвата и ергономичността, симулация на потока във формата и вземане на проби, както и производство с инспекция.
Поддържащи възможности, като факти от първа страна за нашите операции:
- Бързо време за изпълнение. Вашите части могат да бъдат завършени бързо в рамките на 7-10 дни с подкрепата на цялостен CNC софтуер и опитни инженери.
- Ценообразуване в реално време. Бърза и професионална оферта може да бъде предложена в рамките на 24 часа, след като подадете заявка за оферта (RFQ) с необходимата информация.
- Вътрешни възможности. Обширните вътрешни възможности отговарят на изискванията - от проектиране и прототипи до масово производство на части, вместо да се разчита на външни поръчки.
- Сложно оборудване за тестване. Пълен набор от оборудване за инспекция и цялостна система за контрол на качеството помагат да се гарантира, че прототипите и компонентите се създават с висока точност.
- Водеща в индустрията експертиза. Усъвършенствана технология за бързо прототипиране и бързо производство за обработка на различни метални и пластмасови материали съгласно заявените спецификации.
За да обсъдите проект за двуцветно шприцване, изпратете заявка за оферта (RFQ) с необходимата информация за детайлите и нашият екип ще ви отговори с оферта и препоръчителен път от прототип до производство.
Често задавани въпроси за двуцветно шприцване
Каква е разликата между двукомпонентно, 2K, двукомпонентно и многоматериално формоване?
„Двукомпонентно шприцоване“, „2K“ и „двукомпонентно шприцоване“ са почти синоними на един и същ последователен процес с два материала в един машинен цикъл. Многоматериалното или многокомпонентното шприцоване е по-широкият термин, обхващащ двукомпонентна работа плюс варианти с три или повече компонента и „сандвич“/съвместно шприцоване. „Двуцветно“ подчертава визуалния резултат; „двукомпонентно шприцоване“ подчертава броя на стъпките на шприцоване.
Коя конфигурация на матрицата е подходяща за коя част?
Ротационната плоча е подходяща за частично или едностранно открити преформи при голям обем. Индексната плоча е подходяща за преформи, свободни от едната страна в горната част и частично свободни от долната, с покритие от двете страни. Плъзгащата се разделителна плоча е простият и рентабилен избор, когато преформата трябва да бъде частично освободена. Плъзгащата се маса е подходяща за прототипи и малки серии с едностранно покритие. Трансферът обхваща дизайни, при които преформата трябва да е свободна от двете страни. Сандвич/съвместното шприцване създава структура тип „кожа и сърцевина“.
Кои двойки смоли се свързват химически и кои се нуждаят от механично заключване?
ABS, PC и PC/ABS със стиренов TPE се свързват отлично; PA6/PA66 с TPE на полиамидна основа се свързва добре до отлично; PP с олефинов TPE или TPV се свързва добре; ABS с ASA се свързва отлично като двойка от едно и също семейство; PMMA с ABS се свързва добре. POM с модифициран TPE е само справедлив и се нуждае от механично заключване. Стандартният стиренов TPE изобщо няма да свърже PP, освен ако класът не е на PP-базирана основа.
Кои са ключовите правила за проектиране преди пускането на инструменталната екипировка в експлоатация?
Постоянна дебелина на стената с издълбани маси и ребра вместо плътни секции; адекватен наклон на газ (обикновено 1–1.5 градуса на страна при стени на основата, носещи отливка); смачкване типично от 0.003–0.005 инча при затваряне на втория впръскване, с допълнително смачкване, когато първият впръскване е дебел; пълна опора на първия впръскване срещу налягането в кухината на втория впръскване, без неподдържан елемент, по-дълъг от около три пъти дебелината му; и механични блокировки, където химическата връзка не е гарантирана.
Как се контролират изкривяването и деламинацията?
Деформацията се контролира чрез балансирани стени и постепенни преходи, балансирано охлаждане, двойка материали с разбрана разлика в свиването и симулация на потока във формата преди обработка. Разслояването се контролира чрез правилно сдвояване на материалите, поддържане на повърхността на първия удар гореща и чиста, механични блокировки като резервно копие и проверки на свързването при вземане на проби, които включват термично циклиране. Кохезионното разрушаване (разкъсвания на TPE) е предпочитаният резултат; адхезионното разрушаване (чисто отлепване) сочи към химични проблеми или проблеми с процеса.
Как двуцветното формоване се сравнява с прекаленото формоване, формоването с вложки, декорирането и заваряването по отношение на инструменталната екипировка и икономията на обема?
Двуцветното формоване има най-висока цена на инструментална екипировка и най-ниска цена на детайл при обем, с най-силна химическа връзка и най-плътна регистрация. Двуинструменталното формоване над формоването е по средата по отношение на цената на инструменталната екипировка и цената на детайл и е най-гъвкаво за разработка. Формоването с вложки има най-ниска цена на инструментална екипировка, но увеличава труда на детайл при обем. Декорирането добавя обработка на детайл след формоването. Заваряването добавя стъпка на сглобяване и ограничения при проектирането на съединенията.
Как да преценя дали двуцветното формоване е подходящо за моята част и обем?
Търсете истинска функция за два материала, здрава и постоянна връзка, строги изисквания за регистрация и достатъчно висок обем, за да се амортизира инструментът. След това следвайте пътя от прототип до производство: сдвояване на материали, DFM и симулация, прототип (адитивен или инструмент с плъзгаща се маса за малки серии), T1 вземане на проби със свързване и валидиране на термичен цикъл, установяване на технологичния прозорец и производство с проверка по време на процеса.
