1. Supramulare Etapele procesului
1.1 Selectarea materialului
Selectarea materialelor este un pas crucial. Materialele selectate trebuie să îndeplinească cerințele privind proprietățile fizice atât în interiorul, cât și în exteriorul produsului. Luați în considerare utilizarea preconizată a produsului, cum ar fi ergonomia, confortul sau performanța de absorbție a șocurilor și dacă produsul trebuie să fie impermeabil sau rezistent la căldură. În plus, materialul de turnare a acoperirii în sine trebuie să fie, de asemenea, ferm lipit pentru a preveni separarea după turnare.
1.2 Proiectarea și construirea matriței
Proiectarea matriței trebuie să ia în considerare proprietățile și grosimea ambelor materiale. Acest lucru este diferit de proiectarea standard a matriței. Grosimea peretelui trebuie să fie uniformă (nu mai mare de 4 mm). Porțile trebuie plasate la cea mai groasă secțiune a peretelui. Raportul de curgere trebuie să rămână sub 150/litru.
La fel ca alte matrițe de injecție, matrițele de supraturnare sunt prelucrate cu mașini CNC. Sunt fabricate din metale durabile, cum ar fi oțelul sau aluminiul. Acest lucru le ajută să reziste la presiunea și temperatura din timpul turnării prin injecție.
1.3 Turnare prin injecție Echipament
Echipamentul este proiectat personalizat în funcție de materiale și de ordinea de stratificare a acestora. Pentru supraturnarea a două materiale, echipamentul poate utiliza mai multe unități de injecție. Aceste unități sunt configurate cu o matriță rotativă. Acest lucru permite fiecărei mașini de injecție să injecteze cu precizie propriul material.
Mai întâi, mașina de injecție injectează un strat de material de bază. După răcire, formează un substrat rigid supraturnat. Apoi, o altă mașină de injecție adaugă material deasupra. În unele cazuri, substratul este realizat separat într-o mașină de injecție. Apoi, stratul de elastomer este injectat.
1.4 Popping și Check
După finalizarea formării, piesele sunt scoase din matriță. Apoi, se efectuează o inspecție completă a pieselor pentru a detecta defecte precum lipirea incompletă, bule sau defecte de suprafață.
1.5 Post procesare
Acest proces are ca rezultat, în cele din urmă, o componentă solidă, care este o combinație a tuturor materialelor injectate. Cu toate acestea, această componentă poate necesita o anumită post-procesare. De exemplu, îndepărtarea excesului de material, lustruirea pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței sau întărirea suplimentară pentru a spori performanța materialului. Obiectivul este de a obține aspectul estetic dorit și caracteristicile funcționale pentru componentele supraturnate.
2. Sfaturi de design pentru suprafațarea modelării
2.1 Înțelegerea proprietăților materialelor
Conceptul central al tehnologiei de turnare este de a proiecta piese din plastic cu caracteristicile necesare. Prin urmare, selecția materialelor ar trebui să se bazeze pe acest aspect. Cu toate acestea, trebuie luate în considerare și compatibilitatea și proprietățile fizice ale materialului, cum ar fi punctul de topire și coeficientul de dilatare.
Deoarece cele două materiale sunt diferite, punctele lor de topire și coeficienții de dilatare pot fi, de asemenea, diferiți. Unele rășini se contractă în timpul procesului de sedimentare, ducând la deformare. Pentru a evita această situație, se recomandă utilizarea unui material de bază (material de bază) cu un modul de încovoiere și un punct de topire ambele mai mari decât cele ale materialului auxiliar.
Grosimea este, de asemenea, foarte importantă. Un strat de elastomer (TPE) mai gros poate oferi o absorbție mai bună a șocurilor și flexibilitate. Dimpotrivă, un strat de elastomer mai subțire se simte mai dur și este o alegere ideală pentru realizarea structurilor de nervuri de armare.
2.2 Optimizarea geometriei pieselor și matrițelor
Designul matriței trebuie să fie capabil de turnare prin injecție multiplă pentru a asigura o grosime uniformă a peretelui, cuprinsă între 2 și 4 milimetri. Evitați utilizarea nervurilor adânci și a colțurilor ascuțite pentru a reduce concentrarea de stres și a facilita curgerea materialului topit.
Raza maximă la colțurile ascuțite trebuie să fie mai mică de 0.5 milimetri. În general, trebuie adoptat un unghi de deformare de 1 grad pe inch adâncime pentru a facilita demularea pieselor.
2.3 Îmbunătățirea conexiunii
În mod ideal, materialele ar trebui amestecate la nivel molecular prin legături chimice. Pentru a obține cel mai bun efect de legare, temperatura de contact ar trebui să fie apropiată de punctul de topire al materialului.
Dacă legarea chimică nu este fezabilă, se pot adopta metode mecanice de interconectare. O altă metodă este texturarea materialului de bază, permițând rășinii să umple golurile pentru a asigura aderența.
3. Tipuri de materiale de supraturnare
3.1 Termoplastice
Termoplastele sunt materiale care devin mai plastice atunci când sunt încălzite și se întăresc atunci când sunt răcite. Aceste materiale pot fi reutilizate. Pot fi topite și remodelate de multe ori fără modificări chimice. Câteva termoplastice comune includ:
3.2 Policarbonat (PC)
PC-ul are o rezistență excelentă la impact și o claritate optică excelentă. Printre aplicațiile comune se numără sticla antiglonț și echipamentul de protecție. Pe lângă faptul că este rezistent și durabil, rezistă și la decolorare. Cu toate acestea, PC-ul se zgârie ușor. De asemenea, se degradează sub expunere prelungită la UV, cum ar fi îngălbenirea.
3.3 Polietilenă (PE)
Polietilena (PE) are o gamă foarte largă de utilizări, de la pungi de plastic la recipiente de înaltă rezistență. În cazul supraturnării, variantele sale HDPE și LDPE oferă numeroase opțiuni. Acestea pot fi utilizate pentru aplicații de la structuri rigide la piese flexibile.
3.4 Polipropilenă (PP)
Polipropilena (PP) are o rezistență chimică și proprietăți mecanice excelente. Printre aplicațiile comune se numără piese auto, bunuri de larg consum și balamale mobile care necesită îndoire repetată. Rezistența sa chimică o face ideală pentru aplicații sanitare. Cu toate acestea, PP are doar o rezistență medie la UV. Necesită stabilizatori pentru utilizare în exterior.
3.5 Acrilonitril butadien stiren (ABS)
ABS-ul este un termoplastic rezistent și durabil, cu o gamă largă de utilizări în multe industrii. Are o rezistență excelentă la impact, o bună rezistență la căldură și o suprafață netedă. ABS-ul este ușor de modelat și vopsit. Este ideal pentru aplicații de aspect. Cu toate acestea, nu rezistă bine la substanțe chimice.
3.6 Elastomeri
Principala caracteristică a elastomerilor este elasticitatea și textura lor moale. Prin urmare, aceștia formează adesea stratul exterior al produselor din plastic dur. Următorii trei elastomeri sunt utilizați în mod obișnuit în supraturnare:
3.7 Poliuretan termoplastic (TPU)
TPU este un material versatil care combină avantajele cauciucului și plasticului. Este durabil, flexibil și rezistent la uzură. Este ideal pentru aplicații care necesită o atingere moale, cum ar fi huse de telefon, garnituri și garnituri de etanșare. Rezistă la ulei și se lipește bine de materiale plastice precum PC și ABS. Cu toate acestea, costă mai mult.
3.8 Elastomer termoplastic (TPE)
TPE este o clasă de copolimeri (de obicei un amestec de polimeri din plastic și cauciuc). Acesta combină proprietățile mecanice și termice ale termoplasticelor cu elasticitatea elastomerilor. Sunt potriviți pentru aplicații de supraturnare care necesită o priză moale, cum ar fi mânerele periuțelor de dinți, mânerele sculelor și produsele de îngrijire personală.
3.9 Cauciuc siliconic
Siliconul are o rezistență excelentă la căldură, flexibilitate și izolație. În supraturnare, siliconul este utilizat în principal pentru etanșări impermeabile, izolații
cabluri și carcase de protecție electronice. Se lipește bine de metal și unele materiale plastice. Este ideal pentru produse medicale și vase de gătit care necesită rezistență la temperaturi ridicate și sterilizare.
| Industrie | Aplicație specifică | Caracteristici obținute |
| Electronice de larg consum: | Huse pentru priză | Durabilitate și siguranță mai bune |
| Garnituri | Performanță excelentă de etanșare | |
| Carcase de telefon supramodelate | Aderență și absorbție a șocurilor mai bune | |
| Carcase electronice | Protecția împotriva factorilor de mediu | |
| Automotive | Piese interioare (borduri, butoane) | Aspect plăcut, senzație de confort |
| Piese exterioare (bari de protecție, ornamente) | Rezistența la intemperii | |
| Dispozitive medicale | Echipamente de turnare portabile (scanere, controlere) | Design ergonomic |
| Dispozitive medicale purtabile | Confortabil, durabil | |
| Seringi, monitoare pentru pacienți | Siguranță și funcționalitate | |
| Consumabile de laborator, ace, catetere, dilatatoare | Confortul utilizatorului, siguranța | |
| Butoane tactile | Operare mai ușoară | |
| Echipamente industriale | Mânere și mânere pentru scule | Aderență mai bună, mai puține vibrații |
| Huse de protecție | Protecție mecanică și de mediu | |
| Bunuri de larg consum | Electrocasnice (mânere, butoane) | Utilizabilitate și design mai bune |
| Articole sportive (mânere de bicicletă, mânere de fitness) | Prindere confortabilă, durabilă | |
| Telecomunicaţii | Cabluri supraturnate, conectori supraturnate | Durabilitate, izolație, reducerea stresului |
4. Aplicații ale supraturnării
Supraturnarea este un proces popular de turnare prin injecție. TPE este un material de supraturnare utilizat în mod obișnuit. Substratul poate fi orice material, de la plastic la metal. Acest lucru face ca supraturnarea să fie un proces industrial important. Numeroasele sale aplicații sunt enumerate mai jos.
5. Avantajele supraturnării
Pentru producătorii cărora le pasă de design, aderență și aspect, produsele supraturnate sunt foarte atractive. Costul procesului nu este ridicat. După ani de îmbunătățire, satisfacția clienților este, de asemenea, foarte ridicată. Iată principalele avantaje ale supraturnării.
5.1 Mai durabil
Supraturnarea adaugă un strat de material pentru a proteja componentele principale și a le proteja de solicitările mecanice și de influențele mediului. De exemplu, piesele de etanșare ale camerelor impermeabile pot bloca praful și apa, protejând componentele interne.
5.2 Arată mai bine și este, de asemenea, mai ușor de utilizat
Poate crea un contur care se potrivește mai bine formei mâinii și un mâner moale, ceea ce face produsul mai ușor de utilizat. De exemplu, aparatele de bucătărie precum blenderele folosesc mânere laminate, care sunt mai confortabile de ținut în mână.
5.3 Economisiți mai multe materiale
Două materiale sunt topite în aceeași matriță pentru a forma o piesă integrantă. Dacă se face separat, se vor folosi mai multe materiale și chiar mai multe se vor irosi în procesele ulterioare.
5.4 Funcții mai integrate
Telecomanda este realizată cu taste soft formate prin laminare, care sunt sensibile și confortabile la apăsare. Același lucru este valabil și pentru sculele electrice. Zona de prindere este fabricată din plastic dur, ceea ce le face mai stabile și mai ușor de utilizat atunci când sunt ținute în mână.
5.5 are performanțe mai bune
Supraturnarea poate combina mai multe materiale pentru a produce piese compozite mai bune decât cele realizate dintr-un singur material. De exemplu, componentele de control de pe bordul unei mașini, după ce sunt laminate cu plastic moale, au o senzație de atingere mai bună și sunt mai rezistente la uzură.
6. Limitările supraturnării
6.1 Probleme de probabilitate substanțială
Nu toate materialele se lipesc bine. Dacă aderența dintre straturi este insuficientă, aceasta va duce la o legătură slabă. Produsul final se poate deteriora sub presiune din cauza aderenței slabe.
6.2 Creșterea complexității de fabricație
Supraturnare implică mai multe etape de turnare prin injecție și poate utiliza materiale diferite, necesitând astfel modele complexe de matrițe. Această complexitate duce la un ciclu de producție extins și necesită echipamente dedicate.
6.3 Cost inițial mai mare
Datorită necesității unor stocuri multiple de materiale și a unor matrițe dedicate pentru placarea fiecărui material, costul inițial al acestui proces este relativ ridicat. Prin urmare, costul unitar de producție este, de asemenea, relativ ridicat.
6.4 Constrângeri de proiectare
Supraturnarea are anumite restricții privind forma geometrică și selecția materialelor pieselor. Din cauza diferențelor de puncte de topire și proprietăți mecanice, este posibil ca unele forme complexe sau combinații de materiale să nu fie realizabile.
7. Turnare în două etape și supraturnare
Turnarea în două straturi și supraturnarea sunt adesea confundate. Dar nu sunt același lucru.
Supraturnarea este de obicei un proces în doi pași. Mai întâi, se turnează un substrat dur. Apoi, substratul este plasat într-o altă matriță. Se injectează plastic moale pentru a acoperi suprafața. Necesită două matrițe sau două injecții.
Turnarea în două trepte este un proces într-o singură etapă. Utilizează o mașină de injecție în două trepte și o matriță rotativă. Cele două materiale sunt injectate unul după altul în aceeași mașină. Se formează într-un singur ciclu. Nu necesită manipularea manuală a substratului. Eficiența este mai mare, iar consistența este bună.
Simplu spus, supraturnarea se concentrează pe funcțiile „moi față de dur”, cum ar fi aderența și etanșarea. Turnarea în două etape se concentrează pe eficiența „multicoloră într-una singură”. Se potrivește producției de loturi mari.
8. Co-turnare și supraturnare
Co-turnarea este de fapt un tip de supraturnare. Este o ramură a acesteia. Caracteristicile și utilizările lor sunt practic aceleași. Diferența este că co-turnarea topește două materiale împreună în același timp. Prin urmare, are cerințe privind materialele: punctele de topire trebuie să fie apropiate, iar proprietățile de lipire trebuie să se potrivească.
Cea mai comună combinație este un substrat din plastic dur cu un strat de cauciuc. Cu toate acestea, două materiale similare pot fi, de asemenea, turnate împreună.
9. Ce capacități ar trebui să aibă un furnizor de supraturnare?
Un furnizor de încredere de materiale de supraturnare trebuie să aibă în primul rând capacitatea de a potrivi materialele. Trebuie să știe care materiale plastice dure și materiale plastice moi se pot lipi. Trebuie să știe care dintre ele necesită blocări mecanice. Acest lucru evită delaminarea după producție.
În al doilea rând, au nevoie de capacitate de proiectare și fabricație a matriței. Supraturnarea necesită de obicei două matrițe sau o matriță cu două jet-uri. Are cerințe ridicate pentru precizia poziționării și proiectarea canalelor de turnare. Furnizorul trebuie să evalueze poziția porții, calea de curgere a plasticului și efectul de răcire.
În al treilea rând, au nevoie de capacitatea echipamentului de procesare. Au nevoie de o mașină de injecție cu două jet-uri sau de un echipament de injecție corespunzător. Trebuie să controleze stabil temperatura și presiunea. Acest lucru asigură o legătură fermă între substrat și stratul de suprafață.
În al patrulea rând, au nevoie de capacitate de control al calității. Au nevoie de certificare a sistemului ISO. Au nevoie de echipamente de inspecție precum CMM și mașini de măsurare vizuală. Trebuie să verifice rezistența legăturii, precizia dimensională și defectele de aspect. Loturile trebuie să fie trasabile.
În cele din urmă, au nevoie de capacitate de asistență inginerească. Trebuie să ofere feedback DFM în timpul etapei de proiectare. Îi ajută pe clienți să optimizeze structura și selecția materialelor. Nu ar trebui să aștepte până când desenul este corectat pentru a face o ofertă.
10. De ce să alegeți NOBLE ca producător de supraturnare?
NOBLE oferă asistență completă pentru proiectele de supraturnare. Vă ajutăm cu revizuirea designului și potrivirea materialelor. Oferim feedback DFM pentru a îmbunătăți designul pieselor. Construim matrițe de precizie atât pentru substrat, cât și pentru supraturnare. Ne ocupăm de supraturnare manuală și în două etape. De asemenea, oferim inspecție în linie pentru a verifica calitatea legăturii. Echipa noastră acceptă loturi mici și producție în masă. Urmărim fiecare piesă, de la materia primă până la produsul finit. Acest lucru îndeplinește cerințele ISO 13485 pentru proiectele medicale. De la prototip la producție, susținem întregul proces.
FÎntrebări frecvente despre supramodelare:
1. Ce este o turnare în matriță și cum funcționează?
Turnarea în matriță este un proces de turnare prin injecție în doi pași. Mai întâi, o piesă de bază este turnată din plastic. Această piesă se numește substrat. Apoi, se plasează materialul de bază într-o altă matriță. Se injectează al doilea material pe aceasta. Acest material este de obicei plastic moale sau cauciuc. Se înfășoară în jurul substratului, formând un strat exterior subțire. Aceste două materiale trebuie combinate prin mijloace chimice sau mecanice. În caz contrar, stratul exterior se va decoji. Ultima piesă este dură în interior, dar moale în exterior.
2. Ce materiale pot fi folosite pentru acoperirea profilelor decorative?
Pentru replicarea matriței se folosesc două materiale. Materialul de bază este de obicei plastic dur, cum ar fi ABS, PC, nailon, PBT sau PP. Poate fi și metal. Stratul superior al matriței este de obicei un material moale, cum ar fi TPE, TPU sau silicon. Aceste două materiale trebuie să fie compatibile. Au nevoie de puncte de topire similare și proprietăți adezive bune. Unele combinații sunt lipite chimic, cum ar fi TPE și ABS. Altele necesită blocări mecanice, cum ar fi canelarea sau zimțarea, pentru a lipi straturile împreună.
3. Care sunt principalele avantaje ale turnare prin compresie?
Turnarea prin compresie are mai multe avantaje cheie. Îmbunătățește aderența și confortul, ceea ce îl face un mâner excelent pentru scule și un dispozitiv medical. Îmbunătățește funcțiile de etanșare și impermeabilitate, protejând componentele interne de influența prafului și a umezelii. De asemenea, poate absorbi șocurile și vibrațiile. Turnarea prin laminare reduce numărul de piese și etapele de asamblare, economisind costurile cu forța de muncă. Permite un design bicolor și o suprafață moale la atingere. Piesa finală este mai durabilă deoarece stratul este ferm lipit și nu se dezlipește ușor.
4. Care sunt greșelile comune de proiectare la turnarea prin suprapunere?
Greșelile frecvente includ colțurile ascuțite și grosimea neuniformă a peretelui. Colțurile ascuțite pot cauza concentrarea stresului și fisuri. Pereții neuniformi pot cauza urme de scufundare sau zone slabe. O altă greșeală este amplasarea necorespunzătoare a ușii. Dacă poarta este orientată direct spre substrat, topitura o poate împinge din poziția sa. În plus, ignorarea compatibilității materialelor poate duce la delaminare. În cele din urmă, uitarea unghiului de curgere a aerului va îngreuna ejecția. Un design bun evită colțurile ascuțite, menține grosimea peretelui între 2 și 4 mm și utilizează un unghi de tiraj adecvat.
5. Cum să alegi un furnizor potrivit de replicare a mucegaiului?
Căutați patru abilități cheie. În primul rând, potrivirea materialelor. Furnizorii trebuie să știe care plastic dur și plastic moale se lipesc bine. În al doilea rând, proiectarea și fabricarea matrițelor. Aceștia trebuie să aibă experiență în utilizarea modului dual și a poziționării precise. În al treilea rând, controlul calității. Ar trebui să aibă certificare ISO, echipamente CMM și trasabilitate completă. În al patrulea rând, asistență tehnică. Un furnizor bun va oferi feedback DFM cât mai curând posibil pentru a vă ajuta să optimizați designul, în loc să aștepte doar cotația finală a desenului.
