Plastic spuitgieten:van materiaalopties tot wanneer te gebruiken

De kans is groot dat u binnen handbereik bent van iets dat is vervaardigd met kunststof spuitgieten. Zeer betrouwbaar en efficiënt, kunststof spuitgieten is een van de meest kosteneffectieve methoden voor het produceren van grote aantallen nauwkeurige, consistente componenten. Van het deksel van afstandsbedieningen tot chirurgische instrumenten die in ziekenhuizen worden gebruikt, van deksels van waterflessen tot interieurelementen van vliegtuigen, kunststof spuitgieten wordt gebruikt om miljarden producten per jaar te vervaardigen.

Voor het eerst ontwikkeld in 1872 door twee broers die op zoek waren naar een alternatief voor ivoor bij de productie van biljartballen, is het proces de afgelopen 100 jaar geavanceerder geworden, gebruikmakend van technische en materiële vooruitgang om een ​​van de meest veelzijdige technieken voor massaproductie te worden. In wezen blijft het een elegant en eenvoudig proces. Thermoplastische pellets worden tot vloeibare toestand verwarmd, in een mal geïnjecteerd, op hun plaats afgekoeld en vervolgens uitgeworpen. Hoewel het vrij eenvoudig klinkt, kunnen zeer complexe en ingewikkelde vormen en producten snel en nauwkeurig worden vervaardigd met zeer weinig materiaalverspilling.

Een van de redenen waarom spuitgieten zo wijdverbreid is, is dat er een breed scala aan materialen beschikbaar is voor het fabricageproces, waardoor het mogelijk is om producten volgens strikte specificaties te vervaardigen. Een ontwerp vraagt ​​bijvoorbeeld om stijfheid of flexibiliteit; UV-stabiliteit; hitte-, chemische, slag- of breukweerstand; vlamvertraging of biocompatibiliteit. Hardheid en gewicht worden ook overwogen, samen met materiaalkosten. Ontwerpers en ingenieurs profiteren van combinaties en aanpassingen om unieke onderdelen te creëren die voldoen aan zeer complexe of ongebruikelijke toepassingsbehoeften.

De zes meest gebruikte materialen in kunststof spuitgieten zijn:

• Polypropyleen (PP)
• Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS)
• Polyamide (nylon)
• Hoge dichtheid polyethyleen (HDPE)
• Polycarbonaat (pc)
• BS+PC Blend

Er zijn duizenden variaties binnen elk van deze materialen, waardoor het perfecte plastic aan de behoeften van het ontwerp voldoet. Elk materiaal heeft zijn sterke en zwakke punten. Polycarbonaat heeft bijvoorbeeld uitstekende slagvastheid, helderheid en optische en mechanische eigenschappen. Het is echter niet bestand tegen chemicaliën en oplosmiddelen. ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen), vaak gecombineerd met polycarbonaat, heeft mechanische taaiheid, een breed temperatuurbereik tolerantie, goede maatvastheid en gemakkelijke fabricage.

Complexe en elegante producten gemaakt met kunststof spuitgieten zijn afhankelijk van goed ontworpen matrijzen, ook wel gereedschappen genoemd. Zodra een product is ontworpen, moet het gereedschap voor fabricage worden ontworpen en gebouwd. Veel elementen zijn belangrijk, zoals dikte, ribontwerp, naafontwerp, hoekovergangen, laslijnen, plaatsing van de poort en goed geplaatste ventilatieopeningen. Deze mallen zijn erg duur; eenmaal gemaakt, gaan ze echter lang mee en zijn ze bestand tegen herhaald gebruik met alleen routineonderhoud. Met lage arbeidskosten, minimale vereisten voor nabewerking en het vermogen om hoge toleranties op te vangen, is het proces effectief en efficiënt voor hoge productieruns en produceert het een consistente kwaliteit van onderdelen met zeer weinig materiaalverspilling.

De hoge opstartkosten voor kunststof spuitgieten maken additive manufacturing-technologieën voor sommige projecten een aantrekkelijk alternatief. Industrieel 3D-printen kan goedkope en risicoarme prototypes van nieuwe ontwerpen opleveren die kunnen worden getest en geperfectioneerd voordat ze in massaproductie worden genomen. Producten kunnen worden bevrijd van de ontwerpbeperkingen van diepgangshoeken, ondersnijdingen en andere gereedschapsvereisten. Zonder de overhead van gereedschap kan additief een economische keuze zijn voor productie van kleine volumes. Bovendien kunnen additieve ontwerpen eenvoudig digitaal worden aangepast zonder dure nieuwe mallen te hoeven maken, waardoor het een aantrekkelijke optie is voor projecten die maatwerk of serialisatie vereisen. Naarmate additieve technologieën volwassen worden om te voldoen aan de behoeften van de wereld van vandaag, wenden ingenieurs en ontwerpers zich tot deze innovatieve benaderingen om nieuwe producten en nieuwe productiemodellen te ontwikkelen.

Redenen om voor spuitgieten te kiezen:

• U wilt een grote hoeveelheid identieke componenten of producten produceren
• Je hecht waarde aan snelle productie en lage arbeidskosten
• Uw ontwerp heeft een complexe geometrie of behoefte aan consistentie en precisie
• U wilt meerdere soorten kunststoffen kunnen gebruiken in afzonderlijke componenten of producten
• U wilt gerecyclede materialen gebruiken en lage uitvalpercentages ervaren in het productieproces
• De initiële kosten voor het ontwerpen van de mal voor productie worden gecompenseerd door lage kosten per item in grote oplagen

Redenen om additieve fabricage te overwegen in plaats van spuitgieten:

• Uw ontwerp moet worden geprototypt of aangepast, wat kostbaar zou zijn als u met mallen werkt
• Je hebt een laag volume nodig dat de kosten van gereedschap niet rechtvaardigt
• Uw ontwerp omvat maatwerk van het ene stuk naar het andere
• Uw ontwerp voldoet niet aan de vereisten voor spuitgietgereedschap, zoals rekening houden met diepgangshoeken en ondersnijdingen
• Uw ontwerp bevat geometrieën die met spuitgieten niet mogelijk zouden zijn
• U wilt veel onderdelen samenvoegen tot één

Het blijkt dat de biljartbal die het spuitgieten voortbracht niet van de grond kwam. Blijkbaar stuiterde het niet van de rails zoals de ontwerpers hadden gehoopt. Wat wel van de grond kwam, was de technologie van kunststofspuitgieten, die nu meer dan honderd jaar oud en wendbaar genoeg is om jaarlijks miljarden veelzijdige producten te maken. Benieuwd welk type productieproces het beste bij uw project past? Aarzel niet om contact op te nemen met ons team.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?