Gasondersteunde spuitgiettechniek in productie

De productietechniek gasondersteund spuitgieten (GAIM) verbetert de prestaties van onderdelen door middel van gasinjectiemethoden. GAIM maakt voornamelijk gebruik van stikstofgas als het standaard operationele gastype. De standaard spuitgietprocedure (SIM) verschilt omdat er tijdens de materiaalinjectie gasinjectie plaatsvindt in de matrijsholte. Deze aanpak is cruciaal in vergelijking met SIM als traditionele methode. Het vermindert en verbetert de kwaliteit van de spuitgietproducten en het materiaalverbruik. De algemene impact is een hoog niveau en complexe geometrieën en dunne wanden van productiedelen.

Basisprincipes van GAIM

Operators brengen precieze hoeveelheden gas in de matrijsholte door middel van gasondersteund spuitgieten. Het proces van gesmolten kunststof vindt plaats voordat het gas is ingebracht. Het gas produceert een holle kern in het bestaande onderdeel. Dankzij de kern kunnen productieprocessen zowel het materiaal als het gewicht verminderen. De methode behoudt de structurele kwaliteit en integriteit van het systeem.

Injectie van materiaal

Het spuitgieten met behulp van gas begint met standaard spuitgieten. Er wordt spuitgietplastic onder hoge druk in de matrijsholte geplaatst. Onder sterke druk wordt de kunststof in de matrijs geplaatst om een nauwkeurige vorm te creëren. De producten van GAIM zijn superieur aan die van standaard spuitgieten.

Gasinjectiefase

Stikstofgas stroomt door een putmondstuk bij het vullen van de kern. Het gas gaat door de gaskanalen door het plastic materiaal. Het ontwikkelt een druk die de gesmolten kunststoffen in de kern aanpast. Het proces minimaliseert de hoeveelheid materiaal die van toepassing is, dunne buitenwanden en gasbakken.

Koelfase

De derde fase van het spuitgietproces met gasondersteuning is de afkoelfase. De koelfase vergt tijd omdat de vorm van het product al vastligt. De koelfase gaat vooraf aan de gasinjectiefase. Het doel is om het kunststofmateriaal op de gasbel te laten stollen. Het proces volgt de gastoevoer naar een doorsnede van een gaskanaal. De benadering is meestal halfrond. Het stolproces zorgt ervoor dat de holle doorsnede niet instort. Daarnaast is het verantwoordelijk voor het handhaven van een uniforme koelsnelheid voor het gas. Dit koelproces is van vitaal belang om kunststoffen effectief te laten stollen.

Spuitgieten

Het laatste stadium is het uitwerpen van de mal. Hierbij wordt de matrijs geopend om het afgewerkte onderdeel vrij te geven. Het betreden van de matrijs moet gebeuren voordat de aangewezen periode verstrijkt. Het gas speelt een essentiële rol bij het openen van de mal om door de luchtspleet te ontsnappen. De holle holte in het maldeel vult het resterende segment aan. Na de vorming van de mal komt het onderdeel eruit via het open vormgedeelte.

Belangrijkste voorstanders van GAIM

Een goede structuur van essentiële componenten blijft cruciaal voor spuitgieten met gasondersteuning.

• Gasinjectiesysteem: Masters van gasinjectiesystemen vergemakkelijken het spuitgieten met behulp van gas. Het systeem bevat een drukregeling voor de stikstoftoevoer en een regelklep die de gasstroom regelt. De spuitmond gebruikt zijn ontwerp om het bestaande gas naar de matrijsholte te transporteren.
• Spuitgietmachine: Speciale kleppen en regelaars voor het beheer van de gasstroom veranderen standaard spuitgietmachines aanzienlijk door de integratie van het gasinjectiesysteem. Fabrikanten implementeren de bijgewerkte productieapparatuur om gelijktijdig zowel standaardstukken als spuitgietproducten met gasinjectie te produceren vanuit één enkele installatie. Dit verlaagt de productiekosten van fabrikanten.

Vormontwerp

De ontworpen matrijzen bevatten gasondersteunde functies voor een goede luchtstroom die holle elementen genereert in gegoten onderdelen. Het samenstellen van het juiste matrijsontwerp blijft essentieel om de juiste gasdistributie te bereiken. Het gas gaat door specifieke breuken langs de zwakke punten om een essentiële doorsnede te vormen. De spuitgietmatrijzen moeten voorzieningen bevatten waardoor het gas de matrijsruimte kan binnendringen.

Vergelijking met standaard spuitgieten

De materialen voor gasondersteund spuitgieten moeten beter presteren vanwege de efficiëntiefactor van deze methode. Voor het spuitgieten in het verleden en in het verleden is volledig caviteitsmateriaal nodig voor de deelvorming. De impact hiervan is de grote hoeveelheid materiaal die gebruikt wordt, vooral voor dikke en grote onderdelen. Aan de andere kant creëert het gas een hol centrum. Het effect is de lage hoeveelheid materiaal die gebruikt wordt om sterkte en duurzaamheid te behouden.

Gewichtsvermindering: Beperkt materiaalgebruik biedt een voordeel in gewichtsvermindering. Het gasgestuurde spuitgietproces ontwikkelt holle secties in het midden van het onderdeel, wat resulteert in minder gewicht en meer sterkte. Standaard spuitgieten vereist een vulling in de holte, wat extra gewichtskosten met zich meebrengt. De vulling is daarom een verspilling in vergelijking met spuitgieten met gasondersteuning.

Afwerking en kwaliteit van het oppervlak: Spuitgieten met behulp van gas kan meer oppervlakteafwerkingen bieden dan onderdelen van standaard spuitgieten. De druk van de gasinjectie helpt bij het verwijderen van de materiaalstroom, lucht en onvolkomenheden.

Cyclustijdframe: Gasgestuurde spuitgietprocessen hebben meer tijd nodig dan standaard spuitgieten om een cyclus uit te voeren. Het hele proces duurt langer dan de koeltijd tijdens het gasinjecteren. De cyclustijd voltooit soms zijn uitvoering binnen een korte periode. De standaard spuitgiettechnologie staat voor uitdagingen bij het verwerken van korte cycli, wat moeilijk wordt bij complexe vormen en lichte toepassingen.

Flexibiliteit van onderdeelontwerp: GAIM blinkt uit wanneer voor het maken van onderdelen complexe geometrieën nodig zijn. Het leidt ook tot dunne wanden en technische interne structuren. Het maken van holle kernen in productontwerpen blijkt moeilijk of onhaalbaar met standaard spuitgietprocessen.

Wanneer spuitgieten met gasondersteuning gebruiken?

Industrieën die een hoge kwaliteit van oppervlakteafwerking nodig hebben, vinden spuitgieten met behulp van gas een essentiële technologie. De gasdruk helpt fouten en defecten door luchtinsluitingen te elimineren. Het maakt ook vloeilijnen en zinksporen mogelijk, typisch voor processen met standaardondersteuning die dikke wanden produceren. De gladdere oppervlakteafwerking minimaliseert de vraag naar nabewerking.

Belangrijke onderdelen en gewichtsvermindering

Spuitgieten met behulp van gas is cruciaal voor het ontwikkelen van grote onderdelen en voor gewichtsbesparing. Het helpt bij gewichtsvermindering door te focussen op dunne wanden. De grote onderdelen worden gevormd uit het holle gedeelte binnenin de spuitgietmatrijs. Kunststof onderdelen, vooral in de automobielsector, consumentenproducten en ruimtevaart, zijn gericht op een minimaal gewicht. Het percentage van het gewicht dat niet wordt gebruikt, ligt tussen 20-40 procent. Structurele integriteit is een essentieel resultaat van dit productieproces, omdat het de geïnformeerde productie van dashboards mogelijk maakt en tegelijkertijd een sterke integriteit in rugleuningen en bekledingsonderdelen garandeert.

Ontwikkeling van ingewikkelde structuren

Het spuitgietproces met behulp van gas levert de juiste resultaten voor het maken van onderdelen met ingewikkelde ontwerpen en slanke wandstructuren. Fabrikanten bereiken holle ruimtes met gasinjectie om de productie van ingewikkelde interne structuren minder ingewikkeld te maken. De auto-industrie kan bumpers en binnenpanelen ontwikkelen met gasondersteund spuitgieten. De ontwerpen liggen tussen traditionele spuitgietprocessen en procedures met gasinjectie. Fabrikanten ondervinden moeilijkheden bij het werken met wanden van aanzienlijke afmetingen en vaste materialen onder hoge druk.

Beperkt materiaalgebruik

Fabrikanten houden de kosten van grondstoffen tijdens grote producties actief in de gaten omdat deze een essentiële rol spelen. De geassisteerde injectietechniek is essentieel om de materiaalkosten te verlagen zonder de sterkte van het product aan te tasten. Het proces is noodzakelijk, vooral bij de productie van onderdelen met grote volumes. De kostenbesparende aanpak is typerend voor de auto-industrie en wordt gebruikt voor onderdelen van apparaten zoals industriële behuizingselementen.

Onderdelen met interne structuren

GAIM is een oplossing voor onderdelen met interne kenmerken zoals holtes, ribben en kanalen. Het proces maakt de productie van holle structuren met interne vormen mogelijk. De voordelen van standaard spuitgieten zijn moeilijk te overwinnen. Essentiële medische hulpmiddelen die van deze technologie zijn afgeleid, zijn onder andere flessen, spuiten en containers.

Gebruikelijke materialen voor spuitgieten met gasondersteuning

ABS

Acrylonitril-butadieenstyreen (ABS) is een van de belangrijkste grondstoffen voor GAIM. Het heeft uitstekende vloei-eigenschappen, geschikte mechanische eigenschappen en een gemakkelijke verwerking. ABS is cruciaal voor de productie van consumentengoederen en elektronische behuizingen. De goede gasdoorlaatbaarheid maakt het praktisch voor het spuitgietproces met gasondersteuning.

PP

Polypropyleen (PP) is effectief in de auto- en verpakkingsindustrie. Dankzij de goede thermische stabiliteit en vloeibaarheid kan het complexe onderdelen vormen in holle structuren en de sterkte verbeteren. De goede chemische weerstand van polypropyleen maakt het geschikt voor chemisch zware omgevingen.

PA

Polyamide (nylon) is cruciaal in GAIM vanwege de hoge mechanische sterkte en hittebestendigheid. Het GAIM-proces produceert effectief auto-onderdelen en de toepassing breidt zich uit naar medische, industriële en elektrische onderdelen. Het vereist echter een effectieve controle en heeft soms een hoge viscositeit.

PC

Polycarbonaat (PC) speelt een belangrijke rol bij de productie van hoogwaardige GAIM-onderdelen. Het GAIM-proces richt zich op dimensionale stabiliteit, weerstand, impact en transparantie. De koolstofstructuur maakt deel uit van het grotere product. De hoge thermische stabiliteit en sterkte maken het geschikt voor onderdelen in omgevingen met hoge temperaturen. Het is ook gasdoorlatend, waardoor het nuttig is voor het GAIM-proces. Toch is een effectieve prijscontrole nodig om mogelijke defecten te voorkomen.

PS

GAIM levert effectieve prestaties en is compatibel met het essentiële materiaal polystyreen (PS). Ontwerpers gebruiken PS in hun systemen om kosten te besparen wanneer hoge prioriteit het belangrijkst is. De materiaaleigenschappen van PS zijn onder andere lage sterkte, hittebestendigheid en eenvoudige productie-eigenschappen.

PE

Polyetheen (PE) wordt gebruikt in de gasondersteunde spuitgiettechniek om verschillende industriële onderdelen en verpakkingen te maken. Dit materiaal vloeit goed, is bestand tegen chemicaliën en is goed bestand tegen schokken. Ondanks de goede eigenschappen tijdens het spuitgieten, is PE minder hittebestendig dan andere materialen van het GAIM-proces.

Technische kunststoffen

Technische kunststoffen definiëren een collectieve groep materialen onder één naam. De drie materialen die samen technische kunststoffen vormen zijn PEEK, PEI en PPS. Deze polymeren bieden essentiële functionaliteit door hun opmerkelijke mechanische eigenschappen en solide chemische en thermische eigenschappen. De eigenschappen van hun toepassingen maken ruimtevaartbedrijven, producenten van medische apparatuur en autofabrikanten tot potentiële gebruikers. Voor de productie van materialen zijn geavanceerde spuitgietsystemen nodig die momenteel op de markt verkrijgbaar zijn.

Voordelen en nadelen van spuitgieten met gasondersteuning

Verdiensten

• Complex ontwerp van onderdelen: Gasinjectie door de mal vormt structurele elementen, waaronder holle kanalen en holtes. De oplossing van holtes en ribben wordt gespuitgiet. Het systeem maakt de productie mogelijk van ingewikkelde vormen die geavanceerde functionele resultaten opleveren. Bovendien resulteert het proces in ontwerpflexibiliteit en esthetiek, en flexibiliteit en esthetiek gecompliceerde en uitdagende multifunctionaliteit van onderdelen terwijl dezelfde productiestappen worden doorlopen.
• Mindere materialen voor ontwerpen: Voor de holle kern bij gasondersteund spuitgieten wordt minder materiaal gebruikt dan bij standaard spuitgieten. Meer dan 20 tot 40 procent van het materiaal wordt niet gebruikt. Het kleinere volume is van groot belang voor de onderdelen, waardoor er minder 20-40 procent verspild wordt en de matrijs minder overvol raakt. Fabrikanten profiteren van lagere materiaalkosten, waardoor een economisch proces ontstaat.
• Gewichtsvermindering: Het gasgestuurde proces is essentieel om lichte onderdelen te maken die hun structurele integriteit behouden. Tijdens het spuitgieten met gasondersteuning is de holte in het midden cruciaal voor deurpanelen met gasondersteuning, koelkasttrays en vliegtuigfabrikanten Dergelijke producten benadrukken meer licht, en lichtheid draagt bij aan betere algemene prestaties. Minder gewicht is van vitaal belang voor transport, wat de algemene kostenefficiëntie verbetert.
• Verbeterde oppervlakteafwerking: De volledige gasdruk versterkt de vermindering van defecten tijdens het gieten. Zinksporen, vloeilijnen en luchtinsluitingen zijn vaak voorkomende defecten tijdens het gieten. De kwaliteit van de oppervlakteafwerking is glad en consistent omdat vormbare onderdelen er uitstekend moeten uitzien. Kleine fouten in het oppervlak vereisen een minimale nabewerking, wat tijd en productiekosten bespaart.

Minpunten

• Lange cyclustijd: Het spuitgietproces met gasinjectie vereist meer stappen, waaronder extra gasinjectie en koeling, waardoor het proces langer duurt. Het proces kan op sommige gebieden concurrerend zijn. De extra tijd is echter een uitdaging vanwege de extra stappen. Omgevingen waar met hoge snelheid geproduceerd wordt, geven de voorkeur aan andere factoren dan het proces omdat ze geen invloed hebben op de productiesnelheid. De techniek werkt minder goed als snelle productietijden de belangrijkste vereiste zijn.
• Beperkingen die de toepasbare materialen beperken tot een specifieke set: Producten van materialen die bestand zijn tegen gastransmissie en slechte vloei-eigenschappen vertonen, worden problematisch tijdens de fabricage. Het belemmert het gasinjectieproces en het succes ervan. Materialen met een hoge viscositeit kunnen verantwoordelijk zijn voor het onvolledig vullen van matrijzen. Ze kunnen ook verantwoordelijk zijn voor onvolledig vullen en onjuiste gasverdeling. In het eindproduct zullen grote defecten verschijnen. Fabrikanten moeten levensvatbare materiaalopties kiezen voor hun producten. De fabricageprocessen die via gasvormen worden uitgevoerd, vereisen materialen die geschikt zijn voor deze procedures, wat leidt tot een beperkte materiaalkeuze.

Conclusie

Gasondersteund spuitgieten is een flexibele productietechniek die uitstekende resultaten oplevert. Het biedt enorme voordelen ten opzichte van het standaard spuitgietproces, vooral dankzij het lichte gewicht van de materialen en de hoge kwaliteit van de producten. Het gebruik van spuitgieten met gas in de holle kernen van de gesmolten onderdelen is essentieel voor fabrikanten. Prijsbeheersystemen moeten effectief worden toegepast om mogelijke problemen tijdens de productie tot een minimum te beperken. Polystyreen (PS) is een essentieel materiaal dat effectief functioneert met GAIM. GAIM wordt essentieel wanneer besparingen essentieel zijn naast prioriteitenbeheer. PS heeft drie belangrijke eigenschappen: eenvoudige verwerkbaarheid, lage sterkte en goede hittetolerantie. Belangrijke industrieën zoals de auto-industrie, de medische sector, de lucht- en ruimtevaart en consumenten zijn van cruciaal belang en profiteren van de integratie van spuitgieten met behulp van gas.