Welk productieproces voor kunststof is geschikt voor mij?

Kunststoffen zijn een familie van zeer veelzijdige productiematerialen - sommige zijn zacht en flexibel; andere zijn stijf en slagvast. Dit brede scala aan fysieke eigenschappen garandeert dat, ongeacht de toepassing, de fabricage van kunststof onderdelen over het algemeen tijd- en kostenefficiënt is.

Ongeacht het eindgebruik - of onderdelen nu worden gebruikt om innovatieve fauteuilontwerpen, onderdelen voor elektrisch gereedschap of prothetische ledematen te maken - het is belangrijk dat ontwerpers en ingenieurs weten hoe ze het juiste productieproces voor hun behoeften kunnen selecteren.

Soorten productie van plastic producten

Aangezien kunststoffen in verschillende vormen, maten, duurzaamheid en kleuren verkrijgbaar zijn, hoeft het geen verrassing te zijn dat er verschillende productieprocessen zijn die de productie van kunststof onderdelen mogelijk maken. Hier volgt een kort overzicht van enkele van de meest voorkomende.

3D-printen

Dit proces maakt gebruik van CAD-ontwerpen en -modellen om driedimensionale onderdelen te maken door telkens een laag van het productiemateriaal toe te voegen totdat het onderdeel volledig is gevormd. Het belangrijkste voordeel van 3D-printen is dat het, in vergelijking met andere productieprocessen, veel minder ontwerpbeperkingen heeft, waardoor het een bijzonder economische methode is om stukken met complexe geometrieën te maken.

In tegenstelling tot bijvoorbeeld CNC-bewerking, waarbij ingenieurs misschien moeten overwegen hoe de freeskop krappe plekken zal bereiken, evenals de grootte van de gereedschappen die nodig zijn om fijne details in de geometrie van het onderdeel te creëren, maakt 3D-printen gecompliceerde ontwerpkenmerken mogelijk - zoals gebogen interne kanalen — te maken zonder gereedschap.

Additive is in staat tot ingewikkelde ontwerpen die moeilijk of onmogelijk efficiënt te maken zijn met andere productieprocessen. Het zorgt er ook voor dat een onderdeel als één massief stuk wordt gemaakt, in plaats van als meerdere componenten die vervolgens worden geassembleerd.

CNC-bewerking

Dit proces omvat het gebruik van computergestuurde snijgereedschappen zoals frezen, draaibanken en boren in tandem met rotatie om plastic onderdelen te maken.

In tegenstelling tot additieve fabricageprocessen, is CNC-bewerking een subtractief proces, wat betekent dat materiaal geleidelijk uit het blok wordt verwijderd dat uiteindelijk het voltooide onderdeel wordt, het werkstuk genoemd. Er zijn twee brede categorieën van CNC-bewerkingen:frezen, waarbij gebruik wordt gemaakt van draaiende gereedschappen en een vast werkstuk; en draaibank, waarbij gebruik wordt gemaakt van vast gereedschap en een draaiend onderdeel.

CNC-bewerking kan een effectief alternatief zijn voor het maken van onderdelen die moeilijk te vormen zijn of die nauwe toleranties vereisen, waardoor de methode ideaal is voor zowel prototyping als het maken van bepaalde producten voor eindgebruik, waaronder bussen en tandwielen. De complexiteit van onderdelen kan echter snel de kosten per onderdeel verhogen bij het gebruik van bewerkingsprocessen, en bepaalde geometrische vormen — zoals gebogen binnenkanalen — kunnen moeilijk, zo niet onmogelijk te maken zijn met behulp van subtractieve productie.

Spuitgieten

Zoals de naam al doet vermoeden, omvat dit proces het injecteren van onder druk staand gesmolten thermoplastisch materiaal in vormen van gehard staal of aluminium. Deze matrijzen, die geometrisch complex kunnen zijn, resulteren in onderdelen met nauwe toleranties, iteratieve nauwkeurigheid en hoogwaardige oppervlakteafwerking - dit alles maakt spuitgieten tot een effectief proces voor grote productieruns.

Hoewel spuitgieten duur is om met gereedschap in gebruik te nemen - het maken van de mallen kan kostbaar zijn en enkele maanden duren - kan geen enkel ander productieproces van kunststofproducten hun vermogen evenaren om snel grote productieruns te produceren, wat de kosten drastisch verlaagt per onderdeel.

Extrusiegieten

Het extrusiegietproces is vergelijkbaar met spuitgieten in die zin dat gesmolten kunststoffen nodig zijn om onderdelen te maken. In plaats van het gesmolten materiaal in een mal te injecteren, dwingen extrusiesystemen het plastic door een matrijs die het plastic een vaste vorm geeft.

Kunststof buizen, rietjes, goten, deurstijlen, slangen en andere symmetrische onderdelen kunnen efficiënt worden gemaakt met extrusiesystemen. Door hun eenvoudigere vormen hebben door extrusie gemaakte onderdelen vaak lage productie- en gereedschapskosten.

Urethaan gieten

Het urethaangietproces omvat het maken van een siliconenmal uit een hoofdpatroon van het definitieve ontwerp van het onderdeel. Zodra de mal is uitgehard en het hoofdpatroon is verwijderd, kan de mal worden gebruikt om individuele kopieën van het onderdeel te maken met een hoge mate van nauwkeurigheid en precisie, evenals een goede oppervlakteafwerking.

Gegoten urethaan siliconen mallen zijn minder duurzaam dan de hard-tooled die worden gebruikt voor spuitgieten, maar ze kunnen veel sneller en kosteneffectiever worden gemaakt. Dit maakt het gieten van urethaan een goede keuze voor productie van kleine tot middelgrote volumes met korte doorlooptijden.

Vacuümvorming

Vacuümvormen maakt gebruik van een vacuüm om vellen verwarmd, kneedbaar plastic over mallen met één oppervlak te duwen. Dit proces wordt vaak gebruikt met thermoplasten zoals slagvaste polystyreenplaten. Dit proces wordt gebruikt om duurzame producten te maken in verschillende vormen, waaronder beschermende bekledingen, straatnaamborden en verpakkingen voor smaak- of geurgevoelige producten.

Roto-molding

Het rotatiegietproces omvat het roteren van een holle mal gevuld met een harspoeder terwijl de mal wordt verwarmd en afgekoeld, waardoor wordt gegarandeerd dat de wanden gelijkmatig worden gecoat en vrij van uitzakkingen of vervormingen. Het is een effectieve methode voor het maken van zeer stabiele onderdelen met uniforme wanddiktes, zoals plastic tanks en containers, waarvoor doorgaans geen extra oppervlakteafwerking nodig is.

Te overwegen factoren bij het vervaardigen van plastic onderdelen

Omdat er een breed scala aan productieprocessen beschikbaar is, is het belangrijk om degene te kiezen die het meest geschikt is voor het onderdeel. Hier zijn een paar overwegingen om in gedachten te houden.

Materiaal

Het aanbrengen van onderdelen is een primaire overweging bij het selecteren van een levensvatbaar materiaal, en het bepalen van de meest gunstige fysieke eigenschappen voor het onderdeel in kwestie kan helpen bij het beperken van de materiaalkeuzes.

Het is echter belangrijk op te merken dat sommige materialen het meest geschikt zijn voor specifieke productieprocessen. Elastische, lage durometer polyurethaan onderdelen zijn bijvoorbeeld eenvoudig te produceren met urethaangietwerk, maar uiterst moeilijk om mee te werken als het gaat om 3D-printen. In sommige gevallen kunnen de gewenste materiaaleigenschappen zelfs worden verbeterd door strategisch een productiemethode te selecteren.

Formulier

Factoren zoals strikte tolerantievereisten, unieke interne kenmerken of een hoge mate van geometrische complexiteit zullen helpen bepalen welke productieprocessen het meest economisch en efficiënt zijn. Als het onderdeel een specifiek proces vereist, kan het nodig zijn om revisies van het ontwerp voor fabricage (DFM) te maken om de kosteneffectiviteit van de productie te optimaliseren.

Levertijd

De deadlines voor het eindproduct zullen helpen bij het bepalen van de beste productiemethode, aangezien de productietijden per proces aanzienlijk kunnen verschillen. Afhankelijk van het onderdeel en de machine kunnen sommige 3D-printers binnen een paar uur voltooide, levensvatbare onderdelen produceren. Aan de andere kant van het spectrum, terwijl het eigenlijke spuitgietproces erg snel is - in veel gevallen in staat om cyclustijden van minder dan een minuut te bereiken - kan het maanden duren voordat de matrijzen gereed zijn om te voltooien, wat het productieschema verlengt.

Volume en kosten

Een laatste belangrijke factor om in gedachten te houden is het benodigde productievolume. Spuitgietsystemen vereisen hoge initiële kosten, waardoor ze vaak economisch zijn voor grote oplagen, maar kosteninefficiënt voor prototyping. Andere processen, zoals CNC-bewerking, hebben lagere initiële kosten, maar kunnen gemakkelijk meer kosten per onderdeel, afhankelijk van de hoeveelheid handmatige arbeid. Het vinden van de juiste balans tussen productievolume en kosteneffectiviteit is de sleutel.

Je bestelling van plastic onderdelen starten

De verscheidenheid aan beschikbare kunststofproductieprocessen spreekt voor de veelzijdigheid van kunststof. Het juiste proces voor een bepaald onderdeel is afhankelijk van een aantal factoren, waaronder de toepassing, het ontwerp, het productievolume en de doorlooptijd van het onderdeel.

Bij Fast Radius werken we nauw samen met onze klanten om ervoor te zorgen dat hun onderdelen worden gemaakt met het meest effectieve en efficiënte productieproces. Als je vragen hebt over hoe we werken, of als je klaar bent om met de productie te beginnen, neem dan vandaag nog contact met ons op.

Lees meer over de productie van kunststoffen en de andere diensten die we aanbieden in ons informatiecentrum. Daar kunt u ook lezen over de verschillende soorten kunststoffen die beschikbaar zijn, van stevig, biocompatibel polyurethaan voor meerdere doeleinden tot rubberachtig en flexibel elastomeer polyurethaan, en meer.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?