Kunststoff-Spritzgießen wird verwendet, um geformte Gegenstände herzustellen, indem Kunststoffmaterial erhitzt und in eine konventionelle Form eingespritzt wird. Die meisten unserer alltäglichen Kunststoffgegenstände bestehen aus Kunststoff-Spritzgießverfahren. Die Abkürzung für Kunststoff-Spritzgießen ist PIM. Obwohl es möglicherweise nicht... Obwohl es keine Raketenwissenschaft ist, handelt es sich dennoch um ein multiplex Herstellungsverfahren.

Es erfordert ausgezeichnete Erkennungsgabe, um es zuzuordnen, und es gibt viele Faktoren, die berücksichtigt werden müssen. PIM ist eine der häufigsten Methoden, um Kunststoff vom Primärstoff in ein in Spritzgießformen verwendetes Objekt zu verwandeln. Dieses Verfahren wird traditionell für thermoplastische Stoffe verwendet, die einzeln verdampft, angepasst und gekühlt werden können..

Definition des Spritzgießens 

Der Spritzgießprozess ist eine alte Technik, bei der mehrere Artefakte mit der Spritzgießmaschine hergestellt werden.

• Indem eine benötigte Energiemenge für ihre fortgeschrittenen Endergebnisse verwendet wird.
• Durch die Weiterentwicklung des neuen Effektplans und seiner Existenz im erforderlichen Bereich.
• Das Spritzgießen macht das Ergebnis und die Kosten sehr schnell.

Hintergrund / Geschichte 

Das Kunststoff-Spritzgießverfahren begann im Jahr 1872, als die erste Formmaschine erfunden und sichtbar wurde. Isaiah und John Hyatt waren zwei Brüder, die diese Maschine erfanden, um Knöpfe, Kämme und Gegenstände zu formen.  Dies markierte den Beginn der Kunststoffherstellung. Zwei deutsche Wissenschaftler, Arthur Eichengrun und Theodore Becker, entwickelten 1903 chemische Formen von Celluloseacetat; diese waren bemerkenswert weniger brennbar als frühere. 

Als die 1930er Jahre für viele Menschen dunkle Zeiten wurden, war es für die Kunststoffherstellung eine Zeit des Wandels. Viele der beliebtesten Thermoplaste, wie Polystyrol, Polyolefine und Polyvinylchlorid (PVC), wurden damals eingeführt.

Was ist Kunststoff-Spritzgießen

Kunststoff-Spritzgießen ist das Verfahren, bei dem der Primärstoff auf seinen Schmelzpunkt erhitzt, die klebrige Substanz in eine Form gedrückt und erlaubt wird, in eine angepasste Form zu fließen. Spritzgegossene Werkzeuge werden ineffektiv für jedes Ergebnis verwendet, das Sie erleben, von Elektronik bis Haushaltsgeräte und von Lebensmittelverpackungen bis Automobilen.

Auf höchster Ebene ist es ein müheloses Verfahren. Dennoch steckt sehr komplexe Wissenschaft darin, Fähigkeiten vom Formen der Objekte bis zum Verständnis der chemischen und physischen Effekte des Stoffes zu entwickeln.

Teile der Spritzgießmaschine

An Spritzgießmaschine besteht aus den folgenden zehn Teilen. Diese Namen sind Trichter, Schraubenbewegung, Heizelemente, Düsen, Extraktionsstift, geteilte Formen, Spannvorrichtungen, Einspritzvorrichtungen, Antriebseinheiten und Hydraulikeinheiten.

Was ist der Zyklus des Spritzgießens 

Das heutige Verfahren hat sich bemerkenswert weiterentwickelt und kultiviert, sodass vollständig geschlossene Hülsen, automatisierte und mikroprozessor-gesteuerte Maschinen zum ‚Median‘ geworden sind. Selbst das grundlegende Spritzgießen ist noch ein vergleichsweise einfaches Verfahren. Das thermoplastische Spritzgießen erfordert die Leitung des polymeren Materials in Pulver- oder Partikelform von einem Zuführtrichter zu einer beheizten Trommel.

In der Trommel wird das Thermoplast erhitzt und mit einer Kolbenanpassung in eine Form injiziert. Die Form wird unter Verstärkung in einer Plattenspannung fixiert und bei einer Temperatur gehalten, die deutlich unter dem Schmelzpunkt des Thermoplasts liegt. Das flüssige Thermoplast härtet innerhalb der Form schnell aus, was die Entnahme des Elements nach einer vorgegebenen Kühlzeit ermöglicht. Die wichtigsten Schritte beim Spritzgießen mit einer Reaktionsbolzenmaschine sind wie folgt:

Formverbund und Verschraubung

Die Form wird innerhalb der Plattenspannung geschlossen und mit erforderlicher Kraft gespannt, um die Form während des Kunststoffspritzprozesses dicht zu halten und ein Austreten des Kunststoffs auf der Oberseite der Form zu vermeiden. Moderne Spritzgießmaschinen reichen von etwa 1 bis 40.000 metrischen Tonnen verfügbaren Bolzenkraft. Viele Systeme sind für das Öffnen/Schließen und das Anbringen von Formen erhältlich, wobei sie zwei Haupttypen aufweisen.

 Der direkte hydraulische Verriegelung ist eine Strukturstütze, bei der das Arbeitsmaschinendesign durch einen hydraulischen Kolbenantrieb gesteuert wird, der auch die notwendige Kraft erzeugt, um die Form während des Einspritzvorgangs geschlossen zu halten. Andererseits können kleinere zusätzliche Kolben verwendet werden, um die Hauptbewegung der Platte auszuführen, und eine automatische Sperrverstellung wird eingesetzt, um die Verriegelungskraft von einem Kraftverstärker auf der Rückseite der Maschine zu übertragen, der sich nur wenige Millimeter durch Geräte bewegt. 

Die zweite Art der allgemeinen Verriegelungseinstellung ist die Kipppalettenverriegelung. Bei diesem Typ wird eine mechanische Kipppalettenvorrichtung, die am hinteren Ende der Arbeitsplatte befestigt ist, durch einen vergleichsweise kleinen hydraulischen Zylinder aktiviert; dies ermöglicht die Entwicklung der Platte und auch die Verriegelungskraft, wenn die Kipppalettenverbindung schließlich durch eine einfache Schnallenverstellung verriegelt wird.

Mittlere Dosierung oder Metering

Der Zylinder wird während der Kühlphase mit einem Medium nachgefüllt, um die nächste Formung zu ermöglichen. Der Einspritzbolzen rotiert und aufgrund seiner Spiralform wird das Medium in klebriger oder pulverförmiger Form vom Zuführtrichter in das hintere Ende des Zylinders gesaugt.

Der Schlitz, der den Zuführtrichter mit der Einspritztrommel verbindet, ist in der Regel wassergekühlt, um ein vorzeitiges Schmelzen und zukünftiges Medium-Brückenbildung zu vermeiden, was die Mahlzeit verkompliziert.  Die Drehzahl des Bolzens wird in Umdrehungen pro Minute (rpm) eingestellt und über einen Zugangsschlüssel am hinteren Ende des Bolzens geregelt. Das Drehen des Bolzens kann als eine kontinuierliche Geschwindigkeit während des Meterings oder in verschiedenen Geschwindigkeitsstufen erfolgen.

Formöffnung und Teileausstoß

Die Form wird geöffnet, wenn die Kühlzeit abgeschlossen ist, und der Ausstoß erfolgt. Dies geschieht in der Regel mit Ausstoßstiften in den Vorrichtungen, die über eine Ausstoßplatte mit einem hydraulischen Aktuator verbunden sind oder durch ein luftgesteuertes Ausstoßventil an der Vorderseite des Formwerkzeugs. Das Formteil kann frei in eine Montagebox fallen, auf ein bewegliches Förderband gelangen oder von einem mechanischen Roboter entfernt werden.

Im letzten Fall ist die Rotation des Formteils vollständig mechanisch. In einem halbmechanischen System kann der Mechaniker an diesem Ende des Zyklus eingreifen, um das Formteil manuell zu entnehmen. Sobald das Formteil aus dem Formwerkzeug entfernt wurde, kann der gesamte Zyklus wiederholt werden.

Formplotting

Formeinschub ist an sich äußerst vielfältiger und komplexer Inhalt. Es eignet sich jedoch, um primäre Formmerkmale zu realisieren und einfache Spritzgusswerkzeuge zu erstellen. Bei diesem Typ befindet sich die Form in zwei Hälften, die üblicherweise als Arbeits- und feste Hälfte bezeichnet werden.

Vom Einspritzpunkt aus wird ein Positionsring an die Rückseite der Platte geformt. Diese Entdeckungen konzentrieren die Form in den dauerhaften Behälter. Zusammen mit dem Positionierungsring ist ein Angussstrauch sichtbar. Der Angussstrauch wird mit einem Bereich dargestellt, um ihn mit der Einspritzdüse des Elements zu verbinden, sodass das Medium direkt vom Einspritzdüsen-Element entlang der Formspaltung fließt. 

Im Falle einer Ein- oder Mehrfach-Form kann der Anguss jetzt auf das Werkstück zuführen. Bei einer Mehrfach-Form bietet der Anguss ein in die Werkzeugfläche gefrästes Kanalsystem, das als Transferstruktur zur Spaltung für das Fluidmedium dient. Eine beheizte oder heiße Laufstruktur kann im dauerhaften Teil der Form integriert sein, sodass der Anguss- und Laufstrukturbereich kontinuierlich flüssig bleibt und daher am Ende des Kreislaufs nicht austritt. 

Anwendung von PIM

Das thermoplastische Spritzgießverfahren bei Proto Labs ist ein Qualitätsverfahren, das eine Aluminiumform umfasst. Aluminium leitet Wärme deutlich besser als Stahl, sodass keine Kühlkanäle erforderlich sind. Die Zeit, die wir für die Kühlung aufwenden, kann genutzt werden, um die Belastung zu überwachen, kosmetische Aspekte zu berücksichtigen und ein Standardteil herzustellen. Grundsätzlich bestehen Kunststoff-Spritzgießmaschinen aus zwei Einheiten: einer Schließeinheit und einer Einspritzeinheit.

1- Die Schließeinheit öffnet und schließt eine Form und gibt die fertigen Produkte aus.

2- Die Einspritzeinheit erhitzt Kunststoff und injiziert das flüssige Material in die Form. Das Spritzgießverfahren beginnt, wenn eine Schraube gedreht wird, um Kunststoff zu erhitzen, der aus einem Trichter in die Maschine gefördert wird. 

Das flüssige Kunststoffmaterial sammelt sich vor der Schraube. Dieser Vorgang wird als Dosierung bezeichnet. Während der flüssige Kunststoff in die Form eintritt, steuert die Einspritzmaschine die Geschwindigkeit, mit der die Schraube voranschreitet, und kontrolliert die Einspritzgeschwindigkeit. 

Die Maschine steuert auch die Verweilkraft, die Belastung nach dem Füllen des Kunststoffs in die Spalten der Form. Wenn die Schraube ihre Geschwindigkeit ändert, wird die Belastung an der Stelle eingestellt, an der entweder die Schraubenposition oder die Einspritzbelastung einen festgelegten Wert erreicht.

Vorteile von PIM 

Wenn wir über die Vorteile des Kunststoffspritzgießens sprechen, sind diese kaum zu zählen. Dazu gehören:

Unendliche Vielfalt: Effektiv kann jede Form, die Sie sich vorstellen können, als Kunststoffteil hergestellt werden.

Niedrige Stückkosten: Da die Kosten für die Herstellung der Form hoch sind, führen äußerst automatisierte Fertigungsverfahren zu einem geringen Stückpreis.

Hohe Produktion: Teile können sehr schnell hergestellt werden.

Kosten-effizient: TDie fortgeschrittenen Kosten für das Bearbeiten können aus irgendeinem Grund gering sein, aber auf lange Sicht ist Spritzgießen aus Kunststoff viel kosteneffizienter.

Versorgungsbewusste Konsequenzen: Das Einspritzverfahren arbeitet nur so viel Substanz, wie für jedes Teil erforderlich ist, und jede nach dem System verbleibende Substanz kann zerkleinert und wiederverarbeitet werden.

Mängel des Kunststoffspritzgießens

Kosten für Werkzeuge, wie Formenentwurf und Produktion, sowie lange Produktionszeiten sind die bedeutendsten Schwachstellen bei der Auswahl des Kunststoffspritzgießens. Das wird häufig eine minimale Kapazitätsprüfung durchführen, um die Wahl des Spritzgießens gegenüber einem anderen formbaren Herstellungsverfahren zu genehmigen. 

Eine Lösung für dieses Problem ist, dass Prototypen von Formen mit günstigeren Technologien hergestellt werden können, wie Produzieren hochpräzise Produktion und 3D-Druck. 3D-Druck wird zu einer begehrteren Option, da die Preise für 3D-Druckmaschinen sinken. 

Sobald die Form fehlerfrei ist, ist der Prozess der Herstellung komplexer Werkzeuge leicht wiederholbar zu den geringstmöglichen Kosten. Designbeschränkungen verhindern manchmal, dass das Spritzgießen die geeignetste Methode zur Herstellung des Teils ist. Der Werkzeugentwurf kann manchmal angepasst werden, um ihn flexibler für die Herstellung durch Kunststoffspritzgießen zu machen. 

Gründe für die Wahl von PIM

Es gibt viele Gründe, warum Kunststoffspritzgießen die beste Wahl für viele Unternehmen ist, da es die am besten verkaufbare und produktivste Form des Spritzgießens ist. Einer der Gründe ist, dass die Methode die schnellste ist, wenn man sie mit anderen Herstellungsverfahren vergleicht. Es ist auch kosteneffizienter und strukturierter und hat daher eine höhere Effizienz. Abhängig von der Komplexität des Entwurfs und der Formbeschreibung liegt die Zykluszeit in der Regel zwischen 15 und 200 Sekunden.

Nichts ist empfindlicher als das Kunststoffspritzgießen als Herstellungsverfahren für Kunststoffteile. Es bietet noch mehr Vorteile gegenüber anderen Kunststoffformverfahren, weil das System weniger komplex, aber authentischer ist. Es besitzt die Flexibilität, die komplexe technische Entwürfe erfordern, und die Kostenregulierung, die viele Unternehmen wünschen, um ihre Basis gesund zu halten. Hier sind einige Gründe, warum Sie Kunststoffspritzgießen gegenüber anderen Herstellungsverfahren wählen sollten.

Hochgradig systematischer und schneller Aufbau

Es gibt viele Gründe, warum Spritzgießen aus Kunststoff die beste Wahl für viele Unternehmen ist, da es die meistverkaufte und produktivste Methode des Spritzgießens ist. Einer der Gründe ist, dass die Methode die schnellste ist, wenn man sie mit anderen Produktionsverfahren vergleicht. Sie ist auch kosteneffizienter und strukturierter und hat daher eine höhere Bauqualität. Natürlich liegt die Zykluszeit im Allgemeinen zwischen 15-200 Sekunden, abhängig von der Komplexität des Entwurfs und der Formbeschreibung.

Kann das komplexe Design anpassen

Da die Spritzform unter hohem Druck wiederverwendet wird, wird der Kunststoff im Entwurf komprimiert und fester in die Wände gedrückt.

Im Vergleich zu anderen Formverfahren kann nur das Spritzgießverfahren alle Komponenten in das Werkzeug aufnehmen.

Das bedeutet, dass es keine Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl der Komponenten im Entwurf gibt.

Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil der hohen Kraft bei diesem Verfahren ist, dass Kunststoffformen komplizierte und filigrane Details produzieren können, ohne zu viel zu kosten.

Der Einsatz des Spritzgießens kann komplexe Entwürfe bedienen und gleichzeitig die Produktionskosten niedrig halten.

Erhöhte Kraft

Bei Produktionswerkzeugen benötigen Sie zwei erforderliche Komponenten: die acht Farben und das Medium. Wenn beide vorhanden sind, gibt es keine Einschränkungen bei den Entwurfsmöglichkeiten. In der modernen Polymertechnik gibt es viele Verfahren. Dies ist auch die Hauptursache für die Entwicklung einer breiten Palette von Harzen, die eingesetzt werden können.

Fühlen Sie sich frei, unsere professionellen Monteure zu kontaktieren um Ihre Anforderungen zu besprechen.