De kunst en wetenschap van prototype spuitgieten

Gepost op juni. 1e, 2020, | By WayKen Snelle productie

We kennen veel in massa geproduceerde plastic producten. Plastic emmers, telefoonhoesjes, het merendeel van speelgoed zoals LEGO is allemaal van plastic. Duizenden spuitgietmachines werken dag en nacht om die alledaagse dingen wereldwijd te produceren. Maar wat doen die bedrijven als ze een nieuw onderdeel ontwikkelen? Al die machines vereisen zeer complexe tooling, dus hoe werkt prototype spuitgieten precies? Bestaat er zoiets als snel spuitgieten evenals rapid prototyping in andere productietechnieken? Je vindt hier de antwoorden op al die vragen.

Wat dicteren de behoeften aan spuitgietprototypes?

Vooruitgang houdt ons altijd in een ontwikkelingsrace. Het bedrijf dat meer nieuwe functies maakt, produceert meer nieuwe producten in een kortere tijdspanne, zal de strikte concurrentiepositie van de wereldmarkt overleven. Daarom is productontwikkeling een van de duurste onderdelen van de productie. Spuitgieten is een proces dat gewoonlijk wordt geassocieerd met massaproductie. De complexe geharde matrijzen met koelkanalen en geautomatiseerde processen produceren in een duizelingwekkend tempo identieke onderdelen. Maar als we iets nieuws moeten maken, een niet-getest onderdeel moeten produceren, komen we op een probleem. Hoe de trage massaproductietechniek ombuigen tot een flexibele Prototype Spuitgietmethode? Het antwoord daarop is snel spuitgieten.

RIM is een behoorlijk nieuwe tak van spuitgieten die goede perspectieven biedt op flexibiliteit. Ik zou zeggen dat deze techniek is als een lite-versie van een software die je op je pc uitpakt en in een paar minuten gebruikt in plaats van het hele ding urenlang te installeren. U kunt snelle mallen niet permanent gebruiken, maar het is een goed koopje om er een batch prototype van te maken.

Maar laten we eerst eens kijken hoe u het productieproces van de spuitgegoten onderdelen sneller kunt maken zonder in gespecialiseerde technieken te hoeven gaan.

Ontwerp voor prototype spuitgieten

Veel startups en ontwerpingenieurs besteden niet veel aandacht aan de productiemethode wanneer ze een product ontwerpen. Dit is wat veel goede ideeën verdrinkt. Wanneer u op maat gemaakte spuitgietonderdelen maakt, moet u met veel parameters rekening houden. Een van de belangrijkste is de wanddikte. Een ideaal vormdeel heeft overal een constante wanddikte. Hoe dunner de wanden, hoe sneller het onderdeel kan worden geproduceerd. In werkelijkheid is dat vaak niet mogelijk, dus we houden het bij geleidelijke veranderingen in de valdikte. Het toevoegen van hoeken en afrondingen is ook een belangrijke overweging, omdat u het onderdeel hierdoor gemakkelijk kunt uitwerpen. Voordat u het ontwerp bevestigt, moet u altijd controleren of het uit de holte kan worden geworpen.

Ontwerp gereedschap

Het gereedschap omvat de spuitgietmatrijshelften en de uitstoters. Snelle spuitgietgereedschappen zijn nog complexer, maar kunnen sneller worden vervaardigd. Het belangrijkste verschil is flexibiliteit. Een prototype mal moet de mogelijkheid bieden om deze aanzienlijk snel aan te passen. Dat is de reden waarom fabrikanten van gietprototypes de neiging hebben om de mallen in meer elementen te splitsen in vergelijking met conventionele mallen. Op deze manier, als u de holte wilt wijzigen, haalt u deze van het gereedschap en brengt u er alleen wijzigingen aan aan, als u de holte en de koelkanalen en de ejectors moet wijzigen, kunt u ze allemaal verwijderen en tegelijkertijd opnieuw vervaardigen. Ja, en ook vanaf nul produceren. Als je alle onderdelen tegelijk maakt, maak je het hele object sneller af.

Een andere belangrijke ontwerpoverweging (afgezien van de standaard vloeistofstroom, wanddikte en koelkanalen) is de levensduur van de matrijs. Een conventionele mal is ontworpen voor een maximale levensduur. Daarom gebruiken ze gehard staal en nemen ze veel tijd in beslag voor de bewerking. Spuitgietprototype en aangepaste spuitgietgereedschappen zouden maar een korte tijd mee moeten gaan. Daarom kunnen we afzien van harde staalsoorten en vasthouden aan hardere aluminiumlegeringen. Die zijn veel gemakkelijker te verwerken, maar kunnen ervoor zorgen dat de mal de prototyping- en verificatiefasen doorstaat.

Waarom ervaren ingenieurs nodig zijn om goede mallen te maken

Zodra de prototypevorm is ontworpen, is het een goed idee om het fabricageproces te controleren voordat u de prototypematrijs produceert. Slechts een paar jaar geleden was dit niet mogelijk. Moderne technische analysemethoden hebben echter een lange weg afgelegd. Een ervaren productie-ingenieur kan de geavanceerde analysehulpmiddelen voor eindige elementen gebruiken om te repliceren hoe een vloeibaar polymeer de mal zou vullen en hoe deze zou afkoelen. Ervaring op het gebied van productie stelt ingenieurs in staat om vormstroomprocessen met goede precisie te repliceren. Ze kunnen ontwerpfouten vroegtijdig opsporen en onnodige remakes van de proto-mal voorkomen.

Prototype spuitgieten

Het machinaal bewerken van mallen is op zich een complex proces omdat de belangrijkste oppervlakken zich vaak in afgesloten ruimtes bevinden, maar het veranderen van het materiaal naar een zachter materiaal en het toevoegen van meer scheidingen zal veel doen om de productietijd van de prototypematrijs te verkorten. De belangrijkste dingen beginnen zodra de mal klaar is.

Dan moet je eindelijk de mal gebruiken en je spuitgegoten onderdelen krijgen. Maak je geen zorgen, je zult zeker iets fout doen voor het eerste deel. Het vormproces is vrij complex, maakt gebruik van een aantal verschillende materiaaleigenschappen, dus het is niet altijd mogelijk om elk probleem in het ontwerp nauwkeurig te verantwoorden. Met prototype spuitgieten start u het systeem, krijgt u het eerste prototype onderdeel en voert u de matrijs opnieuw uit.

Foutopsporing in hulpprogramma's

Het opnieuw maken van de mal om beter bij uw onderdelen te passen, wordt gereedschapsfoutopsporing genoemd. Welke problemen kunnen zich voordoen bij uw spuitgietmatrijzen? Ten eerste kunnen er defecten zijn waarbij de wanddikte niet optimaal is voor het proces. U zult kleine deuken zien in het deel waar het materiaal ongelijkmatig is gestold en u kunt sommige gebieden tegenkomen waar het materiaal helemaal niet kan komen. Het is dus belangrijk om de malstroom van het polymeer te controleren met de FEA-methode.

Een ander wijdverbreid probleem zijn de storingen in de koeling. Sommige gebieden hebben misschien te veel tijd nodig om af te koelen en als u het onderdeel te vroeg uitwerpt, kunt u het verpesten. Zorgen voor de juiste koelcyclus is een van de meest complexe problemen bij de productie van spuitgietmatrijzen.

Nadat uw tool is gedebugd, gefeliciteerd, hebt u met succes een spuitgegoten prototype gemaakt. U moet echter begrijpen dat de ontwerpoptimalisatie nog niet is voltooid en dat de ontwerper kan terugkeren naar een eerdere stap om het prototype te verbeteren.

Waarom kiezen voor Wayken voor spuitgietprototypes?

Heeft u een meer kosteneffectieve en snelle manier nodig om onderdelen te vervaardigen? Met meer dan 10 jaar ervaring in het spuitgieten van prototypes, kunnen we echte spuitgegoten onderdelen produceren voor functionele testen, waardoor de productiekloof voor productiegereedschap wordt verkleind. Bovendien kunnen klanten hier ook betaalbare, hoogwaardige aluminium mallen vinden en de snelle doorlooptijden helpen u ontwerprisico's te verminderen en de productiekosten te verlagen. Wilt u meer weten over ons vermogen om spuitgietprototypes te produceren, aarzel dan niet om contact op te nemen met ons team.