Top 5 gietvorm- en injectiegiettrends die 2021 vormgeven

Injectiegieten is een eenvoudig en effectief productieproces met een rijke geschiedenis. De eerste injectiegietmachine werd in 1872 gemaakt door John Wesley en Isaiah Wyatt, en gebruikte een zuiger om kunststof door een verwarmde cylinder in een gietvorm te injecteren.

De injectiegietindustrie progresseerde langzaam na deze initiële ontwikkeling, maar beleefde een renaissance tijdens de jaren 1940 toen de Tweede Wereldoorlog een opschaling in de vraag naar massaproduceerde producten creëerde. James Watson Hendry bouwde de eerste extrusieschroef injectiemachine in 1946, wat ingenieurs grotere controle gaf, en ging door om talrijke bijdragen aan de industrie te leveren die definiëren wat we vandaag als injectiegieten zien.

In 2020 kan kunststof injectiegieten in een breed scala aan industrieën gevonden worden, van luchtvaart, tot verpakking, tot kinderspeelgoed. Hoewel de technologie al jaren bestaat, blijft het veld van injectiegieten, gietvormmaken, en kunststoffen evolueren in reactie op nieuwe technologische vooruitgang, marktdisrupties, en andere sociale en economische factoren.

Hier zijn vijf cruciale industrietrends die waarschijnlijk de richting van gietvormmaken, kunststoffen, en injectiegieten in het komende jaar zullen vormgeven.

1. Een wereldwijde verschuiving naar duurzaamheid

Duurzaamheid is een belangrijke overweging voor elk type productie, maar de kunststofindustrie is met name onder de loep genomen voor haar tekortkomingen in dit opzicht. Sinds 1950 heeft de wereld 8 miljard ton kunststof geproduceerd en slechts 9% daarvan is gerecycled — de overige 91% worden geïncineerd of laten accumuleren op stortplaatsen. Wat meer is, wordt geschat dat productie alleen 21% van alle broeikasgasuitstoot voor zijn rekening neemt.

De opkomst van de eco-bewuste consument en een bredere culturele verschuiving naar duurzaamheid hebben productiebedrijven geïnspireerd om hun operaties te onderzoeken en na te denken over hoe ze afval kunnen reduceren. Dit kan omvatten het efficiënter draaien van injectiegietmachines om stroom te besparen, producten te creëren van 100% gerecyclede materialen, het implementeren van hernieuwbare of hybride energiebronnen in productiefaciliteiten, meer bewust zijn van materiaalafval, en meer.

Hoewel de duurzaamheidstrend veelbelovend is, moeten productteams bewust zijn van hoe deze trends hun vermogen om aan cruciale projectvereisten te voldoen kunnen beïnvloeden. Bijvoorbeeld, gerecyclede materialen kunnen de fysieke en mechanische eigenschappen van het eindonderdeel negatief beïnvloeden.

Veel gerecyclede kunststoffilamenten op de markt vandaag hebben kwaliteitsproblemen die de mogelijkheid belemmeren om consistent hoogwaardige onderdelen van de ene productierun tot de andere te bereiken. In dit geval, kan het gebruik van virgin kunststoffilament de beste manier zijn om een schoon, functioneel onderdeel te bereiken. Het afstappen van virgin kunststof en naar een meer duurzame toekomst bewegen zal tijd en onderzoek kosten, maar het is een waardige inspanning voor de meeste productiebedrijven.

2. Een hernieuwde interesse in bioplastics

Geïnspireerd door de duurzaamheidstrend, verkennen veel fabrikanten de voordelen van het gebruik van bioplastic voor gietvormmaken en injectiegieten.

Bioplastics, of PLA bioplastics, zijn alternatieven voor petroleum-gebaseerde kunststoffen die afgeleid zijn van biomassa zoals maïs, suikerriet, zeewier, of zelfs garnalenschillen. Bioplastics zijn biologisch afbreekbaar, koolstof-neutraal, en breken af tot alleen biomassa, koolstofdioxide, en water in natuurlijke omgevingen. Als fabrikanten producten en verpakking van bioplastics creëren, kunnen ze helpen momentum creëren naar meer eco-vriendelijke markten en milieuschade reduceren.

Deze toon al veel belofte. Volgens European Bioplastics, wordt de wereldwijde markt voor bioplastics verwacht om 25% te stijgen tot 2023. Hoewel PLA bioplastics milieuvriendelijk zijn en mechanische eigenschappen bieden die vergelijkbaar zijn met petroleum-gebaseerde polyesters, moeten productteams bewust zijn van de beperkingen van dit materiaal.

Bijvoorbeeld, bioplastics zijn niet volledig vervuiling-vrij omdat er nog oogst-, raffinage-, en verzendkosten in overweging genomen moeten worden, zelfs al is het materiaal zelf hernieuwbaar. Ook kan de recycleerbaarheid van bioplastics gemakkelijk gecompromitteerd worden. Bioplastics worden vaak gecombineerd met niet-recycleerbare polymeren om hun sterkte te vergroten, en deze hybride bioplastics zullen ontbinden tot niet-toxische materialen in drie maanden onder specifieke compostageomstandigheden. Echter, als deze hybride bioplastics in een traditionele stortplaats terechtkomen, kan die zelfde ontbinding ten minste 100 jaar duren. Geen kunststof is perfect, maar we zijn opgewonden om te zien wat vooruitgang in bioplastics 2021 zal brengen.

3. Experimenteren met materiaalalternatieven

In 2020 stond het gebruik van composietmaterialen uit als een van de grote trends in de auto- en luchtvaartindustrie — en we verwachten dat deze trend zal voortduren. Een composietmateriaal is een heterogene mengsel van twee of meer materialen die samengebracht worden om een sterker algehele product te maken. Ingenieurs kunnen het materiaal nog sterker maken door glas- of koolstofvezels aan de omringende polymermatrix toe te voegen.

Per pond, zijn composieten sterker dan hoogpresterende materialen zoals staal en lichter, wat ze ideaal maakt voor veel auto-, luchtvaart-, en bouwtoepassingen. Composieten bieden productteams een duurzame, flexibele, en kosteneffectieve alternatief voor de materialen die ze gewend zijn te gebruiken voor gietvormmaken en injectiegieten. Fabrikanten en ingenieurs zouden meer composietmaterialen in 2021 moeten verwachten, met name naarmate ze meer tractie krijgen in de medische en militaire ruimtes.

4. Een toename in vraag naar lichtgewicht materialen

Over de hele lijn willen consumenten en fabrikanten lichtere producten. In de auto- en luchtvaartsectoren vertalen lichtere onderdelen zich vaak in betere brandstofverbruik of langere batterijlevenstijd.

Wat betreft medische apparaatproductie, kunnen gewrichtsvervangingen en stents gemaakt van lichtgewicht materialen patiëntuitkomsten dramatisch verbeteren. Naarmate de lightweighting trend samengaat met het toegenomen gebruik van composietmaterialen, zouden ingenieurs en productteams gewichtsbeschouwingen meer gemakkelijk in hun ontwerplannen voor 2021 moeten incorporeren.

5. Toegenomen gebruik van automatisering

Automatisering en het toegenomen gebruik van software, machine learning, en geavanceerde analytics in productie zijn groeiende trends die waarschijnlijk in 2021 zullen voortduren. Vandaag de dag is programmeren eenvoudiger dan in jaren verleden, wat leidt tot snellere productiecycli, verminderde downtime, en efficiëntere onderhoud.

Automatisering biedt ook meer controle over het injectiegietproces. Fabrikanten, ingenieurs, en productteams zouden de kans moeten grijpen om software te gebruiken om gietvormmaken en injectiegieten te verbeteren als ze dat nog niet gedaan hebben.

Ontwerpers en productteams zouden ook mould flow analyse in 2021 moeten benutten om een concurrentievoordeel te behouden. Mould flow analyse gebruikt software om de injectiegietcyclus te simuleren en te voorspellen hoe de gietvorm gevuld zal worden, wat met name nuttig is tijdens de ontwerpfase. Ingenieurs kunnen mould flow analyse gebruiken om te testen op krimp, vervorming, onevenredige vulpatronen, en nog veel meer voordat ze doorgaan naar prototyping. Deze intelligente software kan ook voorspellen hoe de gietvorm zal reageren wanneer geïnjiceerd met geperste gesmolten materialen.

De technologie kan duur zijn, maar de technische en economische voordelen wegen de kosten ver op.

Kijken naar de toekomst van gietvormmaken

2020 was een onvoorspelbaar en ongekend jaar. Sommige fabrikanten, ingenieurs, en productteams zouden in verleiding kunnen komen om terug te keren naar de status quo, maar ze kunnen betere resultaten in 2021 bereiken door in te grijpen op enkele van de waardevolle kansen uitgebeeld in de bovengenoemde trends. Automatisering, lightweighting, en een hernieuwde toewijding aan milieuvriendelijke productie zullen gietvormmaken zeker binnenkort op schudden. Een geseasonde productiepartner kan productteams helpen hun volgende zet hun beste zet te maken.

Wanneer productteams partnerschap aangaan met Fast Radius, krijgen ze het beste van beide werelden — ervaring en innovatie. We hebben jaren besteed aan het perfecten van multi-proces on-demand productie en met die stevige fundering, zijn we vrij om onze vingers op de pols te houden van wat er volgt in gietvormmaken, kunststoffen, en injectiegieten. Onze partners kunnen lage schrootpercentages, lage arbeidskosten, en expert ontwerp- en ingenieursondersteuning doorheen de productontwikkeling, productie, en fulfillment fasen verwachten. Neem vandaag nog contact met ons op voor een offerte — laten we iets ongelooflijks creëren.

Voor meer productie-industrie inzichten en trendprojecties voor 2021, bekijk de gerelateerde blogartikelen in het Fast Radius kenniscentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?

Start uw offerte