1. многокомпонентное формование Шаги процесса
1.1 Выбор материала
Выбор материала — важнейший этап. Выбранные материалы должны соответствовать требованиям к физическим свойствам как внутри, так и снаружи изделия. Необходимо учитывать предполагаемое использование изделия, например, эргономику, комфорт или амортизацию, а также необходимость в водонепроницаемости или термостойкости. Кроме того, сам материал для формования покрытия также должен быть прочно скреплен, чтобы предотвратить расслоение после формования.
1.2 Проектирование и изготовление пресс-форм
При проектировании пресс-формы необходимо учитывать свойства и толщину обоих материалов. Это отличается от стандартного проектирования пресс-форм. Толщина стенок должна быть равномерной (не более 4 мм). Литниковые каналы следует располагать в самой толстой части стенки. Коэффициент текучести должен оставаться ниже 150/литр.
Как и другие пресс-формы для литья под давлением, пресс-формы для литья под давлением изготавливаются на станках с ЧПУ. Они производятся из прочных металлов, таких как сталь или алюминий. Это позволяет им выдерживать давление и температуру во время литья под давлением.
1.3 Литье под давлением Подобрать оборудование
Оборудование проектируется индивидуально с учетом используемых материалов и порядка их послойного нанесения. Для литья под давлением двух материалов может использоваться несколько инжекционных блоков. Эти блоки оснащены вращающейся пресс-формой. Это позволяет каждой инжекционной машине точно впрыскивать свой собственный материал.
Сначала литьевая машина впрыскивает слой базового материала. После охлаждения он образует жесткую подложку, полученную методом литья под давлением. Затем другая литьевая машина наносит материал сверху. В некоторых случаях подложка изготавливается отдельно в одной литьевой машине. Затем впрыскивается слой эластомера.
1.4. Взбалтывание и проверка
После завершения формовки детали извлекаются из формы. Затем проводится тщательный осмотр деталей для выявления дефектов, таких как неполное склеивание, пузырьки или дефекты поверхности.
1.5 Постобработка
В результате этого процесса получается твердый компонент, представляющий собой комбинацию всех впрыскиваемых материалов. Однако этот компонент может потребовать некоторой постобработки. Например, удаления излишков материала, полировки для улучшения качества поверхности или дополнительной полимеризации для повышения эксплуатационных характеристик материала. Цель состоит в достижении желаемого эстетического вида и функциональных характеристик для компонентов, полученных методом литья под давлением.
2. Советы по проектированию методом литья под давлением
2.1 Понимание свойств материала
Основная концепция технологии литья заключается в проектировании пластиковых деталей с требуемыми характеристиками. Поэтому выбор материалов должен основываться на этом. Однако необходимо также учитывать совместимость и физические свойства материала, такие как температура плавления и коэффициент теплового расширения.
Поскольку эти два материала различны, их температуры плавления и коэффициенты теплового расширения также могут отличаться. Некоторые смолы сжимаются в процессе осаждения, что приводит к деформации. Чтобы избежать этой ситуации, рекомендуется использовать основной материал (базовый материал) с модулем упругости при изгибе и температурой плавления выше, чем у вспомогательного материала.
Толщина также имеет большое значение. Более толстый слой эластомера (ТПЭ) обеспечивает лучшее поглощение ударов и гибкость. Напротив, более тонкий слой эластомера кажется более твердым и является идеальным выбором для изготовления армирующих ребристых конструкций.
2.2 Оптимизация геометрии деталей и пресс-форм
Конструкция пресс-формы должна обеспечивать возможность многократного литья под давлением для гарантирования равномерной толщины стенок в диапазоне от 2 до 4 миллиметров. Следует избегать использования глубоких ребер и острых углов, чтобы уменьшить концентрацию напряжений и облегчить поток расплавленного материала.
Максимальный радиус на острых углах должен быть менее 0.5 миллиметра. В целом, для облегчения извлечения деталей из формы следует использовать угол уклона 1 градус на дюйм глубины.
2.3 Улучшение связи
В идеале материалы должны смешиваться на молекулярном уровне посредством химических связей. Для достижения наилучшего эффекта сцепления температура контакта должна быть близка к температуре плавления материала.
Если химическое скрепление невозможно, можно использовать механические методы скрепления. Другой метод заключается в текстурировании основного материала, что позволяет смоле заполнить зазоры и обеспечить адгезию.
3. Виды материалов для литья под давлением
3.1 Термопласты
Термопласты — это материалы, которые становятся более пластичными при нагревании и затвердевают при охлаждении. Эти материалы можно использовать повторно. Их можно многократно плавить и придавать им новую форму без химических изменений. К распространенным термопластам относятся:
3.2 Поликарбонат (ПК)
Поликарбонат обладает превосходной ударопрочностью и оптической прозрачностью. Он широко применяется в пуленепробиваемом стекле и защитном снаряжении. Помимо прочности и долговечности, он также устойчив к выцветанию. Однако поликарбонат легко царапается. Кроме того, он разрушается под воздействием длительного ультрафиолетового излучения, например, желтеет.
3.3 Полиэтилен (ПЭ)
Полиэтилен (ПЭ) имеет очень широкий спектр применения, от пластиковых пакетов до высокопрочных контейнеров. В технологии литья под давлением его разновидности — полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) и полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) — предлагают множество вариантов. Их можно использовать для изготовления как жестких конструкций, так и гибких деталей.
3.4 Полипропилен (ПП)
Полипропилен (ПП) обладает превосходной химической стойкостью и механическими свойствами. Он широко применяется в автомобильной промышленности, производстве потребительских товаров и шарнирных соединений, требующих многократного изгиба. Благодаря своей химической стойкости он идеально подходит для санитарных применений. Однако ПП обладает лишь средней устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Для использования на открытом воздухе ему необходимы стабилизаторы.
3.5 Акрилонитрилбутадиенстирол (ABS)
АБС-пластик — это прочный, долговечный термопластик с широким спектром применения во многих отраслях промышленности. Он обладает превосходной ударопрочностью, хорошей термостойкостью и гладкой поверхностью. АБС-пластик легко формуется и окрашивается. Он идеально подходит для отделочных работ. Однако он плохо противостоит химическим веществам.
3.6 Эластомеры
Главная особенность эластомеров — их эластичность и мягкая текстура. Поэтому они часто образуют внешний слой изделий из твердых пластмасс. В литье под давлением обычно используются следующие три эластомера:
3.7 Термопластичный полиуретан (ТПУ)
ТПУ — это универсальный материал, сочетающий в себе преимущества резины и пластика. Он прочный, гибкий и износостойкий. Идеально подходит для применений, требующих мягкости на ощупь, таких как чехлы для телефонов, уплотнители и прокладки. Он устойчив к маслам и хорошо сцепляется с пластиками, такими как ПК и АБС. Однако он стоит дороже.
3.8 Термопластичный эластомер (ТПЭ)
ТПЭ (термопластичные эластомеры) — это класс сополимеров (обычно смесь пластиковых и резиновых полимеров). Они сочетают в себе механические и термические свойства термопластов с эластичностью эластомеров. Они подходят для применения в литье под давлением, где требуется мягкий захват, например, для ручек зубных щеток, рукояток инструментов и средств личной гигиены.
3.9 силиконовая резина
Силикон обладает превосходной термостойкостью, гибкостью и теплоизоляционными свойствами. В литье под давлением силикон в основном используется для водонепроницаемых уплотнений и теплоизоляции.
Кабели и электронные защитные корпуса. Хорошо склеивается с металлом и некоторыми видами пластика. Идеально подходит для медицинских изделий и посуды, требующих высокой термостойкости и стерилизации.
| Промышленность | Специальное приложение | Достигнутые характеристики |
| Потребительская электроника: | Крышки розеток | Повышенная прочность и безопасность |
| Прокладки | Отличная герметичность | |
| Формованные чехлы для телефонов | Улучшенное сцепление и амортизация. | |
| Электронные корпуса | Защита от факторов окружающей среды | |
| Автомобильная | Внутренние детали (приборная панель, ручки управления) | Привлекательный внешний вид, приятные тактильные ощущения |
| Внешние детали (бамперы, отделка) | Прочность | |
| Медицинские приборы | Ручное формовочное оборудование (сканеры, контроллеры) | Эргономичный дизайн |
| Носимые медицинские приборы | Удобный, прочный | |
| Шприцы, мониторы пациента | Безопасность и функциональность | |
| Лабораторные расходные материалы, иглы, катетеры, расширители. | Комфорт пользователя, безопасность | |
| Кнопки с мягким касанием | Более простая операция | |
| Промышленное оборудование | Ручки и захваты для инструментов | Улучшенное сцепление, меньшая вибрация |
| Защитные чехлы | Механическая и экологическая защита | |
| Потребительские товары | Бытовая техника (ручки, защелки) | Улучшенная юзабилити и дизайн |
| Спортивные товары (велосипедные ручки, рукоятки для фитнеса) | Удобный хват, прочный | |
| Телекоммуникации | Кабели с литой оболочкой, разъемы с литой оболочкой | Долговечность, теплоизоляция, снятие напряжения |
4. Применение технологии литья под давлением
Литье с наложением слоев — популярный процесс литья под давлением. В качестве материала для наложения слоев обычно используется термопластичный эластомер (ТПЭ). В качестве основы может использоваться любой материал, от пластика до металла. Это делает литье с наложением слоев важным промышленным процессом. Многочисленные области его применения перечислены ниже.
5. Преимущества литья под давлением
Для производителей, которым важен дизайн, сцепление и внешний вид, изделия, изготовленные методом литья под давлением, очень привлекательны. Стоимость процесса невысока. После многих лет совершенствования удовлетворенность клиентов также очень высока. Вот основные преимущества литья под давлением.
5.1 Более прочный
Технология литья под давлением добавляет слой материала для защиты основных компонентов и предотвращения их механических нагрузок и воздействия окружающей среды. Например, уплотнительные элементы водонепроницаемых камер могут блокировать пыль и воду, защищая внутренние компоненты.
5.2. Выглядит лучше и удобнее в использовании.
Это позволяет создать контур, лучше соответствующий форме руки, и мягкую ручку, что облегчает использование изделия. Например, в кухонных приборах, таких как блендеры, используются ламинированные ручки, которые удобнее держать в руке.
5.3 Экономьте больше материалов
Два материала сплавляются в одной и той же форме, образуя цельную деталь. Если это делать по отдельности, будет использовано больше материалов, и еще больше будет потрачено впустую при последующей обработке.
5.4 Более интегрированные функции
Пульт дистанционного управления выполнен с использованием мягких кнопок, изготовленных методом ламинирования, которые чувствительны и удобны при нажатии. То же самое относится и к электроинструментам. Область захвата выполнена из твердого пластика, что делает их более устойчивыми и удобными в использовании.
5.5 демонстрирует более высокие показатели.
Технология литья под давлением позволяет комбинировать несколько материалов для получения более качественных композитных деталей, чем те, которые изготовлены из одного материала. Например, элементы управления на приборной панели автомобиля, после ламинирования мягким пластиком, приятнее на ощупь и более износостойки.
6. Ограничения метода литья под давлением
6.1 Вопросы существенной вероятности
Не все материалы хорошо сцепляются. Если межслойная адгезия недостаточна, это приведет к слабому сцеплению. В результате, из-за слабой адгезии, готовое изделие может разрушиться под воздействием силы.
6.2 Увеличение сложности производства
Технология литья под давлением с многократным использованием различных материалов может включать сложные конструкции пресс-форм. Эта сложность приводит к увеличению производственного цикла и требует специального оборудования.
6.3 Более высокая первоначальная стоимость
Из-за необходимости наличия нескольких складских запасов материалов и отдельных форм для литья облицовочных материалов для каждого типа материалов, первоначальные затраты на этот процесс относительно высоки. Следовательно, себестоимость единицы продукции также относительно высока.
6.4 Ограничения проектирования
Технология литья под давлением имеет определенные ограничения в отношении геометрической формы и выбора материалов деталей. Из-за различий в температурах плавления и механических свойствах некоторые сложные формы или комбинации материалов могут быть недостижимы.
7. Двухкомпонентное литье и литье с наплавкой
Двухкомпонентное литье и литье с наплавкой часто путают. Но это не одно и то же.
Литье под давлением обычно представляет собой двухэтапный процесс. Сначала формуется твердая основа. Затем основа помещается в другую форму. Мягкий пластик впрыскивается для покрытия поверхности. Для этого требуется две формы, или две инъекции.
Двухкомпонентное литье — это одноэтапный процесс. В нем используется одна двухкомпонентная инжекционная машина и одна вращающаяся пресс-форма. Два материала впрыскиваются последовательно в одну и ту же машину. Они формируются за один цикл. Ручная обработка заготовки не требуется. Эффективность выше, а стабильность — хорошая.
Проще говоря, литье под давлением ориентировано на «мягкие» функции, такие как сцепление и герметизация. Двухкомпонентное литье ориентировано на эффективность «многоцветного покрытия в одном изделии». Оно подходит для крупносерийного производства.
8. Соформование и литье под давлением
Соформование — это, по сути, разновидность литья под давлением. Это его ответвление. Их характеристики и применение в основном одинаковы. Разница заключается в том, что при соформовании два материала плавятся вместе одновременно. Поэтому к материалам предъявляются определенные требования: температуры плавления должны быть близки, а свойства сцепления должны совпадать.
Наиболее распространенное сочетание — это твердая пластиковая основа со слоем резины. Однако два похожих материала также можно формовать вместе.
9. Какими возможностями должен обладать поставщик материалов для литья под давлением?
Надежный поставщик материалов для литья под давлением должен, прежде всего, обладать возможностью подбора материалов. Он должен знать, какие твердые и мягкие пластмассы могут соединяться. Он должен знать, для каких из них необходимы механические замки. Это позволит избежать расслоения после производства.
Во-вторых, им необходимы возможности проектирования и изготовления пресс-форм. Для литья под давлением обычно требуется две пресс-формы или одна двухкомпонентная. К точности позиционирования и конструкции литниковых каналов предъявляются высокие требования. Поставщик должен оценить положение литникового канала, путь потока пластика и эффект охлаждения.
Во-третьих, им необходимо технологическое оборудование. Им нужна двухкомпонентная инжекционная машина или соответствующее инжекционное оборудование. Необходимо обеспечить стабильный контроль температуры и давления. Это гарантирует прочное сцепление подложки и защитного слоя.
В-четвертых, им необходимы возможности контроля качества. Им нужна сертификация по системе ISO. Им необходимо контрольно-измерительное оборудование, такое как координатно-измерительные машины и машины машинного зрения. Они должны проверять прочность соединения, точность размеров и наличие дефектов внешнего вида. Партии должны быть отслеживаемыми.
Наконец, им необходима инженерная поддержка. Они должны предоставлять обратную связь по DFM (проектированию с учетом технологичности конструкции) на этапе проектирования. Они помогают клиентам оптимизировать конструкцию и выбор материалов. Им не следует ждать утверждения чертежа, чтобы составить коммерческое предложение.
10. Почему стоит выбрать компанию NOBLE в качестве производителя изделий, изготовленных методом литья под давлением?
Компания NOBLE оказывает полную поддержку проектам по литью под давлением. Мы помогаем с анализом конструкции и подбором материалов. Мы предоставляем обратную связь по DFM (технологиям проектирования для производства) для улучшения конструкции деталей. Мы изготавливаем прецизионные пресс-формы как для основного материала, так и для литья под давлением. Мы работаем с ручным и двухкомпонентным литьем под давлением. Мы также обеспечиваем контроль качества соединения на производственной линии. Наша команда поддерживает как мелкосерийное, так и массовое производство. Мы отслеживаем каждую деталь от сырья до готового изделия. Это соответствует требованиям ISO 13485 для медицинских проектов. От прототипа до серийного производства мы поддерживаем весь процесс.
FЧасто задаваемые вопросы о литье под давлением:
1. Что такое литье в форму и как оно работает?
Литье в форму — это двухэтапный процесс литья под давлением. Сначала из пластика формуется основная деталь. Эта деталь называется подложкой. Затем подложка помещается в другую форму. На нее впрыскивается второй материал. Обычно это мягкий пластик или резина. Он обволакивает подложку, образуя тонкий внешний слой. Эти два материала должны быть соединены химическим или механическим способом. В противном случае внешний слой отслоится. Последняя деталь имеет твердую внутреннюю поверхность и мягкую внешнюю.
2. Какие материалы можно использовать для облицовки молдингов?
Для изготовления пресс-форм используются два материала. В качестве базового материала обычно используется твердый пластик, такой как ABS, PC, нейлон, PBT или PP. Также может использоваться металл. Верхний слой пресс-формы обычно представляет собой мягкий материал, такой как TPE, TPU или силикон. Эти два материала должны быть совместимы. Они должны иметь схожие температуры плавления и хорошие адгезионные свойства. Некоторые комбинации соединяются химическим путем, например, TPE и ABS. Другие требуют механической фиксации, например, с помощью прорезей или накатки, для соединения слоев.
3. Каковы основные преимущества литье под давлением?
Метод компрессионного формования имеет ряд ключевых преимуществ. Он улучшает захват и комфорт, что делает его отличным материалом для рукояток инструментов и медицинских изделий. Он улучшает герметичность и водонепроницаемость, защищая внутренние компоненты от воздействия пыли и влаги. Он также способен поглощать удары и вибрацию. Ламинированное формование сокращает количество деталей и этапов сборки, экономя трудозатраты. Оно позволяет создавать двухцветные изделия и поверхности с мягким покрытием. Готовое изделие более долговечно, поскольку слой прочно скреплен и не легко отслаивается.
4. Какие распространенные ошибки проектирования встречаются при изготовлении накладных профилей?
К распространённым ошибкам относятся острые углы и неравномерная толщина стенок. Острые углы могут вызывать концентрацию напряжений и растрескивание. Неровные стенки могут приводить к просадкам или образованию слабых мест. Ещё одна ошибка — неправильная компоновка литникового канала. Если канал расположен непосредственно напротив подложки, расплав может сместить его. Кроме того, игнорирование совместимости материалов может привести к расслоению. Наконец, игнорирование угла воздушного потока затруднит выталкивание. Хорошая конструкция предполагает избегание острых углов, поддержание толщины стенок в пределах от 2 до 4 мм и использование соответствующего угла уклона.
5. Как выбрать подходящего поставщика услуг по изготовлению пресс-форм для копирования?
Ищите поставщиков, обладающих четырьмя ключевыми компетенциями. Во-первых, подбор материалов. Поставщики должны знать, какие виды твердого и мягкого пластика хорошо склеиваются. Во-вторых, проектирование и изготовление пресс-форм. Им необходим опыт использования двухрежимных и точных методов позиционирования. В-третьих, контроль качества. У них должна быть сертификация ISO, оборудование CMM и полная прослеживаемость. В-четвертых, инженерная поддержка. Хороший поставщик предоставит обратную связь по DFM как можно раньше, чтобы помочь оптимизировать ваш проект, а не просто ждать окончательного предложения по чертежам.
