De complete gids voor spuitgieten: Processen, types en best practices

Spuitgieten is een productiemethode die productiebedrijven in staat stelt om snel grote hoeveelheden identieke producten te creëren. Het proces omvat het gebruik van een hoogdruk spuitmond om een verscheidenheid aan vormen te vullen met gesmolten materiaal.

Typische straight-pull spuitgietvormen hebben twee helften — de kern en kaviteit — die scheiden, wat het onderdeel efficiënt laat verwijderen. Voor een straight-pull vorm te ontwerpen, moet een onderdeel in staat zijn om uitgeworpen te worden langs de trekkinglijn zonder enige obstructies. Hoewel dit simpel klinkt, plaatst deze eis eigenlijk significante beperkingen op ingenieurs en ontwerpers.

Ontwerpfeatures die de capaciteit van een onderdeel belemmeren om zich van zijn vorm los te maken langs de trekkinglijn, heten undercuts — maar ze zijn niet noodzakelijk iets dat vermeden moet worden. Feitelijk zijn nuttige ontwerpfeatures zoals klikken en sloten, zijpoorten en gaten, verticale draadgangen en barb-fittings allemaal voorbeelden van undercuts, waarvan veel algemeen gebruikt worden in medische apparatuur en kunststof consumentenproducten. Voordat een onderdeel met undercut-features vrijgegeven kan worden, moet het deel van de vorm dat de undercut creëert eerst verwijderd worden.

Acties zijn speciale features ontworpen in een vorm die gieten van undercut-features toestaan, maar intrekken om ook rechte uitwerping van het onderdeel toe te staan. Terwijl acties de kosten en levertijden geassocieerd met tooling verhogen, betaalt de additionele uitgave zich vaak zelf terug, door fabrikanten in staat te stellen levensvatbare onderdelen met undercut-geometrieën te produceren.

Hier zijn enkele van de meest voorkomende acties.

1. Nocken

Nocken zijn eenvoudige apparaten die de undercut-vormoppervlakken van het onderdeel wegtrekken, wat de vorm open laat. Het meest voorkomende type nok-apparaat gebruikt een hoekige pen om de beweging van de actie te controleren, wat opent en sluit met dezelfde snelheid als de rest van de vorm. Nocken staan veel grotere geometrische complexiteit in onderdeelontwerp toe zonder enige additionele externe setup of aanpassingen van operators tijdens productie te vereisen.

Verder moet de nok-pen zelf gemonitord worden over de productielevenscyclus, aangezien staal een comprimeerbaar en flexibel metaal is, wat kan leiden tot inconsistente onderdeelkwaliteit als additionele belasting de pen comprimeert.

2. Tilliften

Tilliften helpen interne undercuts of interne vlakken zonder afrekking vrij te maken. Nadat het onderdeel afgekoeld is, duwt de tillift omhoog onder een hoek, wat de undercut-sectie uit de vorm verwijdert, en trekt terug van de undercut tijdens uitwerping. Echter, in plaats van een hoekige pen te gebruiken om de beweging van de actie te controleren, worden tilliften aangedreven door de actie van de spuitgietpers die drukt tegen de uitwerplaten.

Een basale actie tillift trekt tegelijkertijd met uitwerping terug — alleen loodrecht op de trekkinglijn. Terwijl de tillift onder een hoek beweegt ten opzichte van de kernvorm, beweegt het zijwaarts ten opzichte van het onderdeel, wat ervoor zorgt dat de undercut-oppervlakken met dezelfde snelheid uitgeworpen worden als de tillift intrekt. Interne features zoals afrekking, ribben en bosses moeten gewijzigd worden om de bewegingsbereik van de tillift te accommoderen.

3. Schuiven

In tegenstelling tot tilliften, laten actie-schuiven externe undercuts vrij. Vergelijkbaar met nok-apparaten, gebruiken schuiven hoekige pennen bevestigd aan de kernvorm om de schuif van het afgeronde onderdeel weg te trekken, wat het gemakkelijk laat verwijderen. Ze kunnen ook solenoïde- of hydraulisch-aangedreven zijn.

4. Ontdraaien

Onderdelen met gedraaide features — zoals schroeven en andere bevestigingsmiddelen — zijn gecompliceerd om uit spuitgietvormen te verwijderen. Externe draadgangen kunnen gemakkelijk in vormontwerp geïntegreerd worden, zolang de draadgangen loodrecht op de trekkinglijn zijn. Interne draadgangen en niet-loodrechte externe draadgangen vereisen een extern ontdraai-mechanisme. De actie wordt in de vorm geïnsereerd voor injectie, dan ontdraaid van het onderdeel nadat het materiaal is uithard.

5. Instortbare kern

Instortbare kern acties zijn nuttig voor het vrijmaken van circulaire undercuts. Onderdelen worden direct om de actie heen gevormd, de kern waarvan instort zodra het materiaal is gezet. Dit stelt de actie — en het onderdeel — in staat om gemakkelijk uit de vorm verwijderd te worden. Instortbare kern acties kunnen ook gebruikt worden om gedraaide features te creëren.

Acties maken undercut-geometrieën mogelijk

Undercuts staan ingenieurs toe om nuttige, geometrisch complexe onderdeelontwerpen te creëren, maar tegen de prijs van het moeilijk maken van onderdelen om uit hun vormen te verwijderen. De oplossing voor fabrikanten is het incorporeren van acties in tools in productietooling, wat ondercut-features toestaat om gemakkelijk van de vorm vrijgegeven te worden zonder het onderdeel te beschadigen.

De hulp van een vertrouwde on-demand, digitale productiepartner zoals Fast Radius helpt het hele productlevenscyclus te vereenvoudigen — van prototyping en tooling tot na-productie en fulfillment. Ons toegewijde team van ontwerpers, ingenieurs en productmanagers werkt onvermoeibaar aan elk project om te waarborgen dat de onderdelen die we creëren gemaakt zijn van hoogwaardige materialen en op tijd geleverd worden. Feitelijk zijn onze processen zo efficiënt, dat in veel gevallen we in staat zijn die tijd- en kostenbesparingen door te geven aan onze klanten. Neem vandaag nog contact met ons op om te beginnen.