Een korte geschiedenis van kunststof spuitgieten

Spuitgieten is een populair productieproces dat het voor productteams mogelijk maakt om snel grote volumes identieke onderdelen te maken met een constant hoge kwaliteit. Het proces werkt door gesmolten plastic te injecteren door een verwarmd en onder druk staand mondstuk en in een duurzame, temperatuurgecontroleerde metalen mal. Zodra het onderdeel is afgekoeld, gaat de mal open, wordt het onderdeel uitgeworpen, sluit de mal en herhaalt het proces zich.

Deze matrijzen - meestal vervaardigd uit staal, hoewel aluminium een ​​veelgebruikt alternatief is - zijn tijdrovend en duur om te maken, maar de hoge productievolumes verlagen de kosten per eenheid drastisch, waardoor zowel de fabrikant als de klant kunnen profiteren. Spuitgieten wordt vaak gebruikt om artikelen te maken zoals plastic waterflessen, verpakkingen, mechanische onderdelen, stoelen en tafels uit één stuk, en meer.

Hoewel het proces misschien een relatief recente uitvinding lijkt, bestaat het spuitgieten van kunststof al meer dan een eeuw. In dit artikel volgen we de geschiedenis van dit productieproces, van het eenvoudige begin tot de dag van vandaag, inclusief de nieuwe technologieën die klaar zijn om de toekomst van het spuitgieten vorm te geven.

De ontwikkeling en opkomst van kunststofproductie

De geschiedenis van kunststof spuitgieten begint in 1868 toen uitvinder John W. Hyatt het proces van het maken van celluloid patenteerde, een materiaal dat oorspronkelijk bedoeld was om het ivoor dat in biljartballen werd gebruikt te vervangen. In 1872 patenteerden Hyatt en zijn broer Isaiah de eerste spuitgietmachine, die een eenvoudig plunjermechanisme gebruikte om celluloid door een verwarmde cilinder en in een mal te duwen. Het apparaat leidde tot de ontwikkeling van een bloeiende maakindustrie die knopen, kammen, kraagsteunen en andere items van celluloid produceerde.

Oplosbare vormen van celluloseacetaat kwamen in de vroege jaren 1900 beschikbaar en boden een veel minder ontvlambare vervanging voor eerdere materialen. In de aanloop naar de Tweede Wereldoorlog werden veel van de thermoplasten die tegenwoordig veel worden gebruikt - waaronder polystyreen en polyvinylchloride (PVC) - ontwikkeld.

De impact van de Tweede Wereldoorlog op de kunststofproductie

Ontwikkelingen in oorlogstechnologie, waaronder vliegtuigen, zeeslagschepen, tanks en andere vormen van wapens, verbruikten in de loop van de Tweede Wereldoorlog enorme hoeveelheden grondstoffen. De naoorlogse industriële hausse die veel ontwikkelde westerse landen doormaakten, viel samen met een torenhoge vraag naar betaalbare materialen die konden worden gebruikt om onderdelen in massa te produceren. Dit was grotendeels te wijten aan de manier waarop de oorlog de wereldwijde scheepvaartroutes verstoorde en de winning van enorme hoeveelheden natuurlijke hulpbronnen vereiste om tanks, schepen en andere oorlogsproducten te vervaardigen, wat leidde tot wereldwijde tekorten aan rubber en metaal.

Thermoplasten boden betaalbare opties die in staat waren om veel van de marktlacunes op te vullen die door deze materiaaltekorten waren ontstaan. Door spuitgieten konden fabrikanten snel en voordelig onderdelen in grote volumes vervaardigen. Terwijl markten en toeleveringsketens wereldwijd verschoven naar plastic, kwam spuitgieten naar voren als een steunpilaar en vaste waarde voor moderne productiebedrijven.

In 1946 zorgde de extrusieschroefinjectiemachine van James Watson Hendry voor een revolutie in het moderne kunststof spuitgietveld. De roterende schroef van de machine gaf de machinist een betere controle over het productieproces, wat resulteerde in een aanzienlijke verbetering van de kwaliteit van de spuitgegoten onderdelen. Hendry was ook de pionier van het gasondersteunde spuitgietproces, waardoor het mogelijk werd om lange en complexe holle onderdelen te vervaardigen.

Tijdens de tweede helft van de twintigste eeuw werden plastic materialen geavanceerder en concurrerender, met een vergelijkbare sterkte als sommige metalen, maar met een aanzienlijk lager gewicht.

De kunststofproductie overtrof de staalproductie in termen van marktaandeel in de jaren zeventig, en de introductie van lichtgewicht aluminium mallen in de jaren negentig bood in sommige gevallen een snellere, meer kosteneffectieve vervanging voor stalen gereedschappen.

De toekomst van kunststof spuitgieten

De toekomst is rooskleurig voor de kunststofspuitgietindustrie, met verschillende nieuwe technologieën die veelbelovend zijn.

Internet of Things (IoT)-technologieën zoals sensoren en automatiseringsoplossingen zorgen bijvoorbeeld voor meer connectiviteit in het hele productiesysteem. Dit zorgt voor een beter inzicht in de status van het spuitgietproces en voor een betere positionering van fabrikanten om onderdelen van hogere kwaliteit te produceren tegen lagere kosten. Geautomatiseerde oplossingen zoals robotlossers die onderdelen efficiënter kunnen stapelen en ontstapelen, kunnen programmeerbare instellingen, sensoren en andere IoT-functies gebruiken om de productietijdlijnen te verkorten zonder in te boeten aan onderdeelkwaliteit.

Micro-spuitgieten is een ander opkomend proces dat de mechanismen van spuitgieten op microscopische schaal toepast. Dit is vooral van belang in de productie van medische apparaten, waar de technologie productteams in staat zou kunnen stellen om kleinere apparaatassemblages te ontwerpen die potentieel levensreddende procedures kunnen uitvoeren met behulp van minder invasieve methoden en hulpmiddelen.

Er is steeds meer vraag naar milieuvriendelijke spuitgietmaterialen. Hoewel de meeste thermoplasten kunnen worden teruggewonnen en hergebruikt door ze simpelweg te smelten en opnieuw te integreren, dringen voorstanders van duurzaamheid aan op ambitieuzere doelen. Out-of-the-box denken leidt ertoe dat fabrikanten materialen met minder of geen thermoplastische inhoud ontwikkelen en gebruiken, waaronder plantaardige materialen van de volgende generatie, zoals plastic op basis van maïs en vlas.

Plastic spuitgieten:geschikt voor uw deel?

Door spuitgieten kunnen fabrikanten onderdelen van consistente kwaliteit in enorme hoeveelheden produceren - een belangrijke mogelijkheid voor moderne productie. Werk samen met Fast Radius voor uw volgende klus en wij helpen u het maximale uit uw productierun te halen. Neem vandaag nog contact met ons op om aan de slag te gaan.