ABS-spuitgieten:ken het proces en de overwegingen

Spuitgieten is een gangbaar productieproces met verschillende varianten afhankelijk van de gebruikte grondstof. Een van dergelijke varianten van het proces is het ABS-spuitgietproces. Zoals de naam al aangeeft, is de grondstof voor deze spuitgietvariant ABS-kunststof.

Wat is ABS-kunststof?

ABS staat voor Acrylonitril Butadieen Styreen. Dit plastic materiaal bestaat uit drie monomeren waaruit de naam bestaat. Elk van deze monomeren draagt ​​zijn eigenschappen bij aan de polymeerkunststof om het een breed scala aan eigenschappen te geven.

De eigenschappen van het plastic zijn onder meer chemische bestendigheid, hardheid en hittebestendigheid die worden bijgedragen door acrylonitril. Andere eigenschappen zijn onder meer slagvastheid en taaiheid (verleend door butadieen) en sterkte en glans bijgedragen door styreen. Ondanks het brede scala aan functies, is het relatief een van de goedkoopste kunststoffen om te kopen. Het is ook een van de gemakkelijkste kunststoffen om te gebruiken bij spuitgieten vanwege de gemakkelijke verwerkbaarheid.

Ondanks zijn veelgeprezen sterkte en taaiheid, is dit sterke plastic niet zo ongevoelig voor UV-licht. Daarom is het beperkt buitengebruik. Fabrikanten van onderdelen hebben echter manieren gevonden om de eigenschappen van dit plastic te manipuleren om UV-licht te weerstaan ​​door verschillende additieven en vulstoffen te gebruiken, zoals acryl-, glas- en roestvrijstalen vezels. Deze additieven veranderen de eigenschappen van het plastic en verbeteren het gebruik ervan voor verschillende toepassingen.

Deze eigenschappen en het potentieel voor manipulatie maken ABS het meest gebruikte polymeer in het spuitgietproces. Wilt u weten hoe deze kunststof wordt gebruikt voor het vervaardigen van diverse eindproducten? Dan is het volgende gedeelte een must-read.

ABS-spuitgietproces

Dit gedeelte belicht de verschillende stappen die fabrikanten moeten volgen tijdens het ABS-kunststofgietproces. Ze omvatten:

Materiaalvoorbehandeling

Voordat een stuk ABS-kunststof wordt gebruikt voor de productie, moet het goed worden gedroogd. De gebruikte droogtemperatuur ligt binnen het bereik van 80 – 85°C gedurende 2 – 4 uur. Een andere droogmethode is het gebruik van een droogtrechter met een temperatuur van 80°C. Dit laatste proces duurt echter maar 1 – 2 uur.

Kalibratie van de spuitgietmachine

Na het behandelen van het materiaal is de volgende stap het gereedmaken van de ABS-vormmachine voor het werk. Dit omvat het instellen van parameters zoals de compressieverhouding, klemkracht en spuitgietdruk. De typische waarden voor deze parameters omvatten een compressieverhouding groter dan 2, een klemkracht variërend van 4700 tot 62000 ton per vierkante meter (t/m²) en een spuitgietdruk groter dan 1500 bar.

Mold en Gate Design

De mal is vrij essentieel om te bepalen hoe het afgewerkte ABS-product zal uitpakken. Daarom is het ontwerp van de mal en de poort heel belangrijk in het proces. De dikte van de ABS-mal varieert van 0,025 - 0,05 mm, terwijl de poortlengte is ingesteld op minder dan 1 mm. Ook is de diameter van het kanaal waar het gesmolten ABS doorheen stroomt ingesteld op 3 mm, terwijl de breedte van de ontluchtingsopening varieert van 4 – 6 mm. Ten slotte ligt de gebruikte matrijstemperatuur altijd in het bereik van 60 – 65°C.

Temperatuur spuitgieten

De spuitgiettemperatuur die voor een bepaald ABS-spuitgietproces wordt gebruikt, is afhankelijk van de kwaliteit/kwaliteit van het gebruikte ABS. Hieronder vindt u voorbeelden van enkele soorten ABS-kunststof die vaak worden gebruikt bij het vormen van ABS-kunststof en de optimale spuitgiettemperatuur die wordt gebruikt:

• Vlambestendige kwaliteit:200 – 240 °C, de optimale temperatuur binnen 220 °C – 230°C.
• Gelegalvaniseringsgraad:250 – 275 °C, met de optimale temperatuur van 270 °C.
• Glasvezelversterkte kwaliteit:230°C – 270°C.
• Hoge slagvastheid:220°C – 260°C, optimale temperatuur bij 250°C.
• Hittebestendige kwaliteit:240°C – 280°C, optimale temperatuur bij 265°C – 270°C.

Spuitgietsnelheid

De spuitgietsnelheid is afhankelijk van de kwaliteit van het ABS-kunststof en de eisen van het eindproduct. Vlambestendige ABS-kunststoffen kunnen bijvoorbeeld alleen lage spuitgietsnelheden gebruiken. Ook kunnen producten die een nauwkeurige oppervlakteafwerking vereisen, hoge spuitgietsnelheden in meerdere fasen vereisen.

Verblijftijd

De verblijftijd is de tijd die een kunststofkorrel nodig heeft om van het spuitgietvat naar de spuitgietmatrijs te gaan. Voor ABS-kunststoffen is de verblijftijd bij een temperatuur lager dan 265°C meestal tussen de 5 – 6 minuten. Voor vlamvertragende ABS-kunststof is de verblijftijd echter korter en is de temperatuur veel lager.

Terugdruk

Het is raadzaam om de tegendruk van het ABS-spuitgietproces zo laag mogelijk te houden om slijtage te voorkomen. De acceptabele druk is meestal rond de 5 bar.

Andere bewerkingen

Andere activiteiten die tijdens ABS-vormprocessen worden uitgevoerd, zijn onder meer gedecoreerde vormstukken met behulp van lasermarkering of hot stamping, ultrasoon lassen, enz.

Opruimen

Sommige ABS-kwaliteiten hebben de neiging om aan de malschroef te kleven na het verwijderen van het onderdeel. Dus de beste manier om dit op te ruimen is door even te wachten tot het residu is weggesleten en vervolgens de compartimenten van de spuitgietmachine grondig te reinigen met polystyreen.

Voordelen van ABS-spuitgieten

Er zijn veel redenen waarom ABS-spuitgieten een van de meest populaire vormen van kunststofgieten is. Enkele van de voordelen zijn:

Nauwkeurige reproduceerbaarheid

Door de verwerkbaarheid van ABS is het het meest geschikte materiaal om te gebruiken bij het maken van complexe onderdelen. De verwerkbaarheid maakt het gemakkelijk om complexe en functionele onderdelen te reproduceren met behulp van het plastic. Afgezien van het feit dat de onderdelen nauwkeurig worden geproduceerd, behouden ze nog steeds hun functionele integriteit, zelfs bij gebruik in extreme omstandigheden, dankzij de hardheid van het plastic.

Hoge treksterkte

ABS-vormdelen zijn vanwege hun hoge treksterkte geschikt voor toepassingen die zware lasten moeten dragen. Hun vermogen om zware mechanische schokken te weerstaan, maakt dit plastic een goede budgetoptie voor toepassingen met hoge spanning.

Recyclebaarheid

De recycleerbaarheid van ABS maakt het een perfect materiaal voor gebruik in herbruikbare toepassingen. Recyclingbedrijven kunnen de plastic onderdelen gemakkelijk versnipperen en vermengen met vers ABS om te gebruiken voor de productie van nieuwe onderdelen.

Nadelen van ABS-spuitgieten

Ondanks de vele voordelen heeft ABS ook zijn tekortkomingen. Enkele van deze nadelen zijn:

Slechte weerstand tegen vermoeidheid

Hoewel ABS-onderdelen meestal een hoge treksterkte hebben, zijn ze vanwege hun slechte weerstand tegen vermoeiing niet langdurig bestand tegen zware belastingen. Het ABS-kunststof onderdeel kan gemakkelijk degraderen als het constant wordt blootgesteld aan omgevingen met veel stress.

Ondermaatse UV-bestendigheid

Een van de grootste tekortkomingen van ABS-kunststof zijn de slechte zonlichtprestaties. Het materiaal heeft de neiging af te breken bij constante blootstelling aan zonlicht. Fabrikanten van onderdelen verbeteren echter hun prestaties in zonlicht door additieven aan het ABS-plastic toe te voegen tijdens het gieten.

Te overwegen factoren tijdens ABS-spuitgieten

Wanneer u probeert een ABS-spuitgietbatch te starten, moeten er een paar factoren zijn. Deze factoren zijn essentieel voor het succesvol gieten van onderdelen. Ze omvatten:

Vochtigheid in materiaal voor het vormen

ABS-kunststof heeft enkele hygroscopische eigenschappen (het kan vocht uit de lucht opnemen) en absorbeert ook water eromheen. De aanwezigheid van water in gegoten ABS-kunststof kan echter structurele defecten in de kunststof veroorzaken. Daarom is het essentieel om ervoor te zorgen dat het gebruikte ABS-plastic goed wordt gedroogd. Er zijn twee parametertypes voor het drogen van het plastic:ofwel drogen bij 80 – 95°C gedurende 3 – 4 uur of gebruik een droogtrechter bij 80°C gedurende 1 – 2 uur.

Temperatuurregeling

Het regelen van de temperatuur is cruciaal tijdens ABS-spuitgieten, omdat oververhitting van het plastic kan leiden tot thermische degradatie. Deze thermische degradatie is te wijten aan het breken van de chemische bindingen in het plastic, wat bruine korrels op het afgewerkte onderdeel kan veroorzaken.

Werken met een spuitgietmachine met een goede temperatuurbeheersing is essentieel omdat dit proces nog veel warmte vereist. Wanneer de ABS-onderdelen in productie bijvoorbeeld een hoge glansgraad hebben, is de temperatuur die bij de productie wordt gebruikt hoger dan normaal. Het is echter belangrijk op te merken dat hoe hoger de temperatuur die wordt gebruikt voor het injectieproces, hoe korter de blootstellingstijd moet zijn.

Onderdeel en matrijsontwerp

Door de onderdelen vóór het spuitgietproces te ontwerpen, kan worden bepaald of het produceren van het onderdeel daadwerkelijk mogelijk is. Hier zijn enkele algemene principes die werken bij het ontwerpen van ABS-onderdelen:

• De dikte van de wanden van het onderdeel moet uniform zijn. Als er enige variatie zou zijn, zou deze niet meer dan 25% van elkaar moeten zijn. Dit is belangrijk omdat uniforme muren stress op de gebrekkige muur helpen voorkomen.
• Ook moet de wanddikte de straalgrootte bepalen. De verhouding van de straal tot de wanddikte mag niet minder zijn dan 0,3. De gouden regel hier is dat hoe groter de straal, hoe minder spanning. De straal moet echter binnen redelijke grenzen blijven, aangezien een grote straal verzakkingen op het onderdeel veroorzaakt.
• Voor de mal moet de dikte variëren van 0,025 tot 0,05 mm. De lengte van de poort moet ook ongeveer 1 mm zijn, de diameter van het stroomkanaal moet ongeveer 3 mm zijn en de breedte van de ontluchtingsopening moet variëren van 4 tot 6 mm.

Ten slotte heeft het spuitgietkoelproces een optimaal ontwerp nodig om problemen met krimp te voorkomen.

Toepassingen van ABS-spuitgieten

ABS-kunststof wordt om verschillende redenen in verschillende industrieën gebruikt. Vanwege het gemak van gieten, de lage productiekosten en de weerstand tegen fysieke en chemische veranderingen, is dit polymeer de favoriet van een fabrikant geworden. Hier zijn enkele voorbeelden van industrieën waar ABS-kunststof onderdelen zijn gebruikt:

• Bouwsector: Vanwege de weerstand tegen fysische en chemische en zware schokken, gebruiken fabrikanten ABS-kunststoffen om buizen en hulpstukken te maken die in gebouwen worden gebruikt.
• Automobielindustrie: ABS-kunststof is een veelgebruikte grondstof voor lichtgewicht auto-onderdelen. Voorbeelden van auto-onderdelen die zijn gemaakt van ABS-kunststof zijn onderdelen voor veiligheidsgordels, eenlingen in de portieren, bekleding van de stijlen, onderdelen van het dashboard, enz.
• Consumentenindustrie: ABS-kunststoffen zijn te vinden in veel huishoudelijke apparaten zoals keukenmachines, stofzuigers, koelkastvoeringen, enz.

Andere toepassingen zijn onder meer de gezondheids-, sport- en elektrische industrie.

De kosten van het ABS-spuitgietproces

Als u sommige onderdelen probeert te produceren met behulp van spuitgieten, is het alleen maar goed dat u de kosten van het hele proces leert kennen voordat u doorgaat. Om de kosten in te schatten, moet u rekening houden met verschillende kosten. Voorbeelden van de verschillende kosten die ermee gemoeid zijn, zijn:

Apparatuurkosten

U besteedt uw productie waarschijnlijk uit aan bedrijven met de benodigde apparatuur. Deze bedrijven brengen u een aparte vergoeding in rekening voor de gebruikte apparatuur. Als u echter van plan bent om de apparatuur te krijgen, moet u een bedrag betalen binnen het bereik van $ 50.000 - $ 200.000. Naast het kopen van de apparatuur, moet u de apparatuur ook onderhouden, wat u een fortuin kan kosten. De kosteneffectieve optie is om de productie uit te besteden.

Matrijskosten

Dit wordt ook wel de gereedschapskosten genoemd. Dit drijft de kosten van het ABS-spuitgietproces op. Er zijn drie verschillende methoden die worden gebruikt bij het maken van spuitgietmatrijzen. Ze omvatten CNC-bewerking, 3D-printen en elektrische ontladingsbewerking (EDM). Deze methoden kunnen zo laag zijn als $ 100 voor eenvoudige 3D-geprinte mallen met een laag volume. De prijs kan ook oplopen tot $ 100.000 voor enorme productieruns of mallen met complexe ontwerpen.

Materiaalkosten

Dit zijn de kosten voor het kopen van het materiaal (in dit geval ABS). U kunt het materiaal vinden voor een prijs variërend van $ 1 tot $ 5 per kg.

Servicekosten

De kosten zijn hier verantwoordelijk voor de vergoeding van het personeel dat de taken uitvoert en voor de opstelling en het onderhoud van de machines. Voorbeelden van parameters waarmee hier rekening wordt gehouden, zijn:

• Bewakingskosten:dit gaat naar de operators die de machines bedienen.
• Instelkosten:dit gaat naar de tijd die nodig is om de mal in te stellen en het voltooide onderdeel te produceren.
• Reparatiekosten:reparatiekosten dekken het onderhoud van onderdelen met defecten en gereedschappen die worden gebruikt om de apparatuur te onderhouden.
• Hoewel er geen vaste prijs is voor ABS-gieten, is de algemene regel dat hoe groter het aantal onderdelen, hoe lager de prijs per onderdeel.

Conclusie

ABS-spuitgieten is een proces dat vrij eenvoudig te realiseren lijkt. Het zijn echter technische details die alleen experts begrijpen. Daarom is het belangrijk om uw ABS-gieten uit te besteden aan bedrijven die de praktische principes van het productieproces echt begrijpen.

Bij WayKen kunnen we, met geavanceerde productietechnologieën en middelen, onze klanten professionele rapid prototyping-services bieden, waaronder CNC-bewerking, snel spuitgieten, vacuümgieten, enz. Vraag dus vandaag nog een offerte aan en u kunt er zeker van zijn dat u high wordt -kwaliteit spuitgietonderdelen tegen een scherpe prijs.

Veelgestelde vragen

Bij welke temperatuur smelt ABS-plastic?

ABS is amorf, dus het heeft geen echte smelttemperatuur. De overgangstemperatuur is echter ongeveer 105°C (221°F).

Hoe giftig is ABS-plastic?

ABS is onschadelijk en niet giftig. Dit is een van de vele redenen waarom het een populair plastic materiaal is in de productie. Het wordt echter niet aangemoedigd om het in medische implantaten te gebruiken.

Hoe Ik los het probleem van vlamvertragers op ABS-spuitgieten ?

Om te voorkomen dat de uitgassen die afkomstig zijn van de vlamvertragende ABS-kunststof die vocht absorbeert, moet u ervoor zorgen dat het materiaal volledig is gedroogd. Ook moet u tijdens het spuitgietproces zorgen voor een goede temperatuur- en verblijftijdcontrole om thermische degradatie van de ABS-kunststof te voorkomen.