Binnenkijken in een plastic injectiegietmachine: sleutelcomponenten en hun rollen

Injectiegieten is het meest gebruikte productieproces voor de massaproductie van kunststofonderdelen. Centraal in het gietproces staat de plastic injectiegietmachine, een groot stuk machine dat bestaat uit twee delen: een injectie-eenheid en een sluit-eenheid.

Het injectiegietproces is snel, nauwkeurig, hoog herhaalbaar en extreem kosteneffectief in grote aantallen. Het wordt gebruikt door talloze fabrikanten in sectoren zoals auto, consumentengoederen, verpakking, apparaten en de industriële sector. De waarde als hoog-snelheidsproces ligt in het gebruik van duurzame metalen gereedschappen of gietvormen: eenmaal een gietvorm geproduceerd, kan de cyclusduur voor elke "slag" plastic slechts 30 seconden bedragen.

Echter, het injecteren van plastic in een metalen gietvorm kan niet handmatig gedaan worden. In plaats daarvan zal een injectiegietter — een vakman die gietwerk maakt — een complex stuk apparatuur gebruiken genaamd een injectiegietmachine (gespeld "injection moulding machine" in het VK en sommige andere landen) die in staat is om een gietvorm met grote kracht te vullen.

Dit artikel maakt een diepgaande analyse van de injectiegietmachine, kijkend naar zijn bestanddelen en hoe ze samenwerken om gegoten onderdelen te maken.

Wat doen injectiegietmachines?

Per definitie maken gietprocessen onderdelen via het vullen van een hol object genaamd een gietvorm. Een gietvorm bevat een kaviteit die gevormd is als het gewenste onderdeel. De kaviteit wordt vervolgens gevuld met een vloeibaar materiaal, dat vastzolt binnen de gietvorm. Wanneer het materiaal uit de gietvorm wordt gehaald, is het vast geworden en heeft de vorm van de gietvormkaviteit aangenomen.

Plastic injectiemachines zijn niet altijd nodig voor het gieten van onderdelen. Goedkope siliconen gieten, bijvoorbeeld, omvat het handmatig gieten van een twee-componenten siliconenoplossing in een gietvorm en wachten tot het uithardt. Het zachte siliconenonderdeel kan vervolgens handmatig uit de gietvorm worden getrokken.

Injectiegieten is wat anders. Het vloeibare materiaal moet met zeer hoge druk in de gietvorm geperst worden — iets wat niet bereikt kan worden met handmatig gieten — zodat het snel de gietvormkaviteit bereikt en elk gat en hoekje van de gietvorm bereikt. Bovendien is het materiaal (meestal een thermoplast) alleen in vloeibare toestand omdat het gesmolten is, en de injectiegietmachine is verantwoordelijk voor het smelten ervan.

Het doel van een injectiegietmachine is dus om vast plastic af te smelten tot vloeistof, deze vloeistof met hoge druk in de metalen gietvorm te injecteren, en te zorgen dat de gietvorm niet per ongeluk openklapt door de hoge krachten die betrokken zijn.

Wat zijn de onderdelen van een machine?

Een injectiegietmachine bestaat uit twee hoofddelen. Dit zijn de injectie-eenheid, verantwoordelijk voor het inperken van het gesmolten materiaal in de gietvormkaviteit, en de sluit-eenheid, verantwoordelijk voor het veilig vasthouden van de twee kanten van de gietvorm tijdens injectie en afkoeling (en vervolgens het loslaten om het onderdeel te ejecteren).

Injectie-eenheid

De injectie-eenheid van een plastic injectiegietmachine bestaat uit drie hoofdcomponenten. Deze zijn:

1. De hoopper met plastic granulaat of andere grondstof
2. De verwarmde cilinder
3. De teruggaande schroef

De hoopper is een container waarin de grondstof — meestal in korrel of granulaat vorm — wordt geplaatst.

Om een onderdeel te maken, wordt een deel van de grondstof afgedoseerd in de cilinder eronder, waar verwarmingselementen het plastic afsmelten tot een vloeistof. Een schroefmotoraandrijving draait de grote teruggaande schroef, die een variabele gang heeft zodat het het materiaal naar de punt van de cilinder kan duwen, druk opbouwt, terwijl het het materiaal verder afsmelt.

Wanneer het benodigde hoeveelheid gesmolten materiaal aan de punt van de cilinder is geduwd en druk is opgebouwd, duwt een apparaat genaamd een ram de schroef snel naar de gietvorm, waardoor de "slag" plastic uit de cilinder en in de gietvormkaviteit wordt geperst via een spruitkanaal en een systeem van lopers.

Sluit-eenheid

De sluit-eenheid van een plastic injectiegietmachine bestaat uit drie hoofdcomponenten. Deze zijn:

1. De gietvorm
2. De sluitmotoraandrijving
3. Een bewegende en een stationaire plaat

De lopers leveren het gesmolten materiaal via ingangen in de gietvormkaviteit, de ruimte tussen de twee gietvormhelften. De gietvormhelften heten de kaviteit (de kant dichtbij de cilinder) en kern (verst van de cilinder). Sommige gietvormen bestaan uit meer dan twee stukken en kunnen een zij-actie kern bevatten, bijvoorbeeld.

Gietvormen zijn duur om te maken en zijn doorgaans gemaakt van gereedschapsstaal of aluminium. Gereedschapsstaal gietvormen kosten doorgaans boven de $5.000 (soms tot $100.000), terwijl korter levende aluminium gietvormen goedkoper zijn.

De rest van de sluit-eenheid gebruikt hoge krachten om de gietvorm gesloten te houden tijdens injectie en afkoeling, effectief de krachten van de injectie-eenheid tegenwerkend. De sluitmotoraandrijving en sluitcilinder duwen — met bijv. hydraulische kracht — de bewegende plaat (bevestigd aan gietvormkern) langs een set trekstangen in de richting van de stationaire plaat (bevestigd aan gietvormkaviteit). De kracht van de sluitmotoraandrijving bepaalt de sluitkracht en sluittonnage van de injectiegietmachine.

Wanneer het gesmolten plastic is uitgehard, beweegt de bewegende plaat terug, opent de gietvorm, en uitwerpenn laten de afgeronde plastic onderdelen uit de gietvorm vallen, meestal in een container of op een transportband om een productielijn te creëren.

Typen plastic injectiegietmachines

Machines variëren in grootte en bedrijfswijze. Enkele van de meest voorkomende typen injectiegietmachines zijn:

• Hydraulische machines gebruiken hydraulische krachten om de plastic slag te injecteren en sluitkrachten uit te oefenen. Ze kunnen zeer hoge sluitkrachten creëren.
• Elektrische injectiegietmachines gebruiken servomotoren om injectie- en sluitkrachten te regelen. Ze zijn snel en energiezuinig.
• Verticale injectiegietmachines kunnen hydraulisch, elektrisch of hybride zijn, en nemen een kleinere voetafdruk in beslag door hun oriëntatie. Ze zijn zeer geschikt voor insert molding.
• Desktop injectiegietmachines zijn laagprijs (onder $5.000) gietmachines geschikt voor eenvoudige DIY plastic producten. Ze missen de sluitkrachten en hoge precisie van industriële machines.

FAQ

Wat doen injectiegietmachines?

Plastic injectiegietmachines verwarmen plastic granulaat tot een gesmolten toestand, persten het gesmolten materiaal met hoge druk in een gietvorm, en zorgen ervoor dat de gietvorm gesloten blijft tijdens het proces.

Hoeveel kost een injectiegietmachine?

Industriële machines beginnen bij ongeveer $50.000, met zeer grote machines die meer dan $1.000.000 kosten. Individuele gietvormen kunnen tussen $2.000 en $100.000 kosten.

Wat is het verschil tussen injectie- en compressiegieten?

Compressiegieten vereist geen hoge druk injectie. Vloeibaar materiaal wordt zonder druk in de gietvormkaviteit gegoten, waarna compressie wordt toegepast zodra de gietvormkaviteit al gevuld is. Compressiegieten is minder nauwkeurig dan injectiegieten maar geschikt voor de productie van zeer grote plastic gegoten producten.

3ERP heeft veel jaren ervaring met injectiegieten. Neem contact op voor een gratis offerte voor uw volgende injectiegietorder.