Kompresinis liejimas pirmą kartą buvo naudojamas liejant gumą, tačiau nuo to laiko medžiagų, su kuriomis jis naudojamas, asortimentas labai išsiplėtė. Daugelis aplinkinių daiktų buvo pagaminti naudojant suspaudimo formavimą, ir šiandien tai gali būti puikus gamybos sprendimas.
Kas yra suspaudimo formavimas?
Suspaudimo formavimas yra gamybos procesas, kurio metu naudojama dvipusė šildoma forma, viršuje ir apačioje, suspaudžiant formuojamą medžiagą į formą ar formą, kurią nustato forma. Tiek karštis, tiek slėgis yra svarbūs presavimo proceso aspektai. Šiluma padeda medžiagai, naudojamai presavimui, išsilydyti arba sukietėti, priklausomai nuo naudojamos medžiagos tipo. Slėgis priverčia suminkštintą medžiagą tolygiai tekėti į formos ertmes.
Kaip rodo jo pavadinimas, gniuždymo jėgos yra šio liejimo metodo pagrindas. Naudojamų presų tonažas gali siekti 2500 tonų. Kompresinis formavimas yra puikus gamybos būdas didelės apimties gamybai.
Suspaudimo formavimo procesas
Suspaudimo formavimo procesas turi keletą variantų, priklausomai nuo medžiagos, su kuria dirbate, tipo. Tačiau pagrindinį procesą galima suskirstyti į šešis pagrindinius etapus.
1 veiksmas: mašinos paruošimas liejimui
Yra įvairių tipų suspaudimo formavimo įranga, tačiau kiekviena turi būti tam tikru būdu paruošta prieš pradedant gamybos ciklą. Tai gali apimti tokius veiksmus kaip:
- Formos valymas
- Atpalaiduojančios priemonės purškimas
- Įjunkite ugnį ir įkaitinkite formą
- Įdėklų įdėjimas ir kt.
Šie veiksmai yra būtini, o jei neatliksite žingsnio, dalis gali būti sugedusi arba sugadinta.
2 veiksmas: pašarinės medžiagos matavimas ir įdėjimas
Plastikinės medžiagos kiekis, naudojamas presavimui, turi būti tiksliai išmatuotas. Tai padeda užtikrinti produktų nuoseklumą. Per daug medžiagos formoje gali sukelti keletą problemų, įskaitant:
- Per didelis blykstės kiekis, kurį reikia išjungti
- Griovimo iššūkiai
- Pažeistos formos
- Mažas matmenų tikslumas
Kita vertus, dėl per mažai medžiagos gali būti, kad dalis neturi tinkamo tankio, prastos paviršiaus kokybės ar net trūksta medžiagos dalių.
Kai išmatuojamas teisingas medžiagos kiekis, jis dedamas į formos ertmę. Liejimo medžiaga gali būti iš anksto pašildyta prieš dedant į formą. Tai gali padėti sutrumpinti ciklo laiką.
3 veiksmas: formos uždarymas / medžiagos suspaudimas
Kai medžiaga yra vietoje, forma uždaroma, kad būtų taikomas suspaudimas, kuris priverčia medžiagą patekti į kiekvieną formos ertmės dalį. Šiame etape forma taip pat gali būti šildoma, kad suminkštėtų medžiaga arba padėtų kietėti termoreaktingoms medžiagoms.
Formos uždarymas vyksta iš anksto nustatytu greičiu, kad ciklas būtų greitesnis. Greitis taip pat negali būti per didelis, nes medžiaga gali pasislinkti iš formos ertmės.
4 veiksmas: kietėjimas arba aušinimas
Uždarius formą, medžiaga išlaikoma tam tikrą laiką, paprastai 1–5 minutes. Per šį laikotarpį medžiaga sukietės iki termoreaktingo plastiko. Kietėjimas yra procesas, kai polimere vyksta kryžminis ryšys, todėl susidaro kieta dalis, pasižyminti specifinėmis savybėmis.
Termoplastiko atveju suformuota dalis formoje per šį laikotarpį atšaldoma tol, kol bus pakankamai kieta, kad ją būtų galima išimti nepažeidžiant.
5 žingsnis: išardymas
Šio žingsnio metu forma atidaroma ir iš formos pašalinama kieta dalis. Tai gali padėti išmetimo kaiščiai ir kitos mechaninės sistemos. Kai kuriais atvejais išardymas gali būti atliekamas rankomis.
Kai kurių dalių išmontavimo procesas yra sudėtingesnis nei kitų. Pavyzdžiui, detalei, suformuotai su įdėklais, įdėklai turi būti nuimami tam tikru momentu išardymo etape.
6 veiksmas: tolesnis apdorojimas
Kai dalis išimama iš formos, gali tekti atlikti dar kelis veiksmus, kad ji būtų laikoma paruošta. Medžiagos pertekliaus arba blykstės pjaustymas yra įprasta procedūra šiame etape. Kitas dalis gali reikėti termiškai apdoroti, kad būtų sumažintas vidinis įtempis arba valymas.
Formos dizainas suspaudimo formavimo srityje
Suspaudimo formavimo sėkmė prasideda nuo tinkamos formos sukūrimo.Suspaudimo liejimo mechanika tam tikrus apribojimus gali turėti detalės savybėms. Svarbu žinoti šias ribas, kad būtų galima pagaminti suprojektuotą dalį.
Kompresinio formavimo mašinos gali būti naudojamos sudėtingų konstrukcijų dalims formuoti, tačiau dėl to procesas tampa sudėtingesnis.
Sudėtingas dizainas gali papildyti procesą keliais etapais. Dėl tokių konstrukcijų medžiaga taip pat gali sunkiau tekėti ir pasiekti kiekvieną formos dalį. Papildomi žingsniai reiškia ilgesnius gamybos ciklus ir didesnes išlaidas, o dėl prasto medžiagų srauto gali atsirasti dalies defektų.
Palengvinkite dalių išmetimą
Projektuojant detalę reikia atsižvelgti į dalių išstūmimo paprastumą, nes sunkiai ištraukiamos dalys gali susidurti su šiomis problemomis:
- Ilgi ciklo laikai
- Prasta paviršiaus apdaila
- Lūžimas išmetimo metu
Du veiksniai, palengvinantys dalių išmetimą, yra grimzlės kampų naudojimas formuojant formą ir įpjovimų vengimas.
Pasirinkite tinkamą sienelės storį
Tiek storos, tiek plonos sienos gali kelti problemų suformuotoms dalims. Storos sienos yra linkusios į vidinių tuštumų susidarymą. Taip yra dėl to, kad išorinės sienų dalys vėsta daug greičiau nei vidinės.
Plonoms sienoms trūksta jėgos, kad galėtų atsispirti deformuojančioms jėgoms, kurias sukelia temperatūros pokyčiai. Didesnė tikimybė, kad jie kažkaip deformuosis arba deformuosis, kai dalis vėsta.
Šie iššūkiai reiškia, kad formos konstrukcija turi pasirinkti optimalų sienelės storį, atsižvelgiant į detalės konstrukcinius poreikius ir medžiagos srautą. Šonkauliai dažnai naudojami tvirtoms dalims be storų sienelių išgauti.
Apsvarstykite medžiagą
Skirtingos medžiagos suspaudimo formavimo proceso metu elgiasi skirtingai. Kai kurios medžiagos netekės taip lengvai kaip kitos. Kiti šildys arba vėsins lėčiau ar greičiau. Kai kurios medžiagos taip pat gali išsiplėsti arba susitraukti tam tikrais proceso etapais.
Formos konstrukcijoje turi būti atsižvelgta į tokius faktus, kad nebūtų sugedusių dalių arba dalių, kurių matmenys yra netinkami.
Dizainas ilgam
Kompresinis formavimas priskiriamas didelės apimties gamybos metodui. Tai reiškia, kad naudojama forma turėtų tarnauti ilgai ir būti naudojama daugeliui dalių.
Kad taip būtų, pelėsiai turi būti suprojektuoti taip, kad būtų sumažintas žalingas aukštos temperatūros ir slėgio poveikis.
Lengviau pažeidžiamos formos dalys turi būti suprojektuotos taip, kad jas būtų lengva taisyti. Tai sumažins prastovos laiką, jei šias dalis reikės pakeisti arba taisyti.
Kompresinio liejimo medžiagos
Suspaudimo formavimas yra vienas iš nedaugelio gamybos procesų, kuris gali būti naudojamas tiek su termoreaktingu, tiek su termoplastu. Tai labai išplečia gaminių, kuriuos galima pagaminti naudojant šį procesą, asortimentą. Kai kurios dabar naudojamos medžiagos yra silikonas, epoksidas ir HDPE.
Silikonas
Silikonas yra nuostabi elastomerinė medžiaga, kuri daugeliu atvejų pakeičia natūralų kaučiuką. Jis turi geresnį atsparumą temperatūrai ir puikiai veikia kaip izoliatorius. Jis taip pat yra patvaresnis nei guma ir gali būti naudojamas tiek medicinos, tiek maisto reikmėms.
Silikonas puikiai tinka presavimui, nes jis lengvai teka, todėl gerai užpildo formos formas.Silikonas dažniausiai naudojamas tarpikliams, sandarikliams ir medicinos įrangos dalims gaminti.
PU
PU, taip pat žinomas kaip poliuretanas, gamina dalis, pasižyminčias dideliu smūgiu, atsparumu dilimui ir tvirtumu.Priklausomai nuo sudėties, PU dalis gali turėti daug skirtingų fizinių savybių.
Šis termoreaktingas lengvai teka, o su presavimo formavimu gali būti naudojamas ratams, sandarikliams, volams gaminti ir kt.
HDPE
Didelio tankio polietilenas yra termoplastas, kuris lengvai tirpsta ir gerai teka išlydytas. Jis gali būti naudojamas gana sudėtingų dalių presavimui. Ši medžiaga turi labai gerą matmenų stabilumą ir atsparumą smūgiams.
Kompresinis liejimas naudojamas HDPE dalių, skirtų pramonės ir automobilių reikmėms, gamybai.
PTFE
Politetrafluoretilenas pasižymi puikiomis nelimpančiomis savybėmis ir yra labai atsparus chemikalams. PTFE yra gera medžiaga presavimui, nes jis lengvai teka. Guoliai, tarpikliai ir elektros izoliacijos dalys gali būti formuojamos naudojant PTFE.
Palyginimas su kitais liejimo procesais
Suspaudimo formavimas ir liejimas įpurškimas dažnai lyginami, nes abiejuose procesuose naudojamos formos. Nors yra daug sutapimų, šie du gamybos metodai labai skiriasi ir paprastai tenkina skirtingus gamybos poreikius.
Atvira vs uždara forma
Suspaudimo formavimui naudojamas atviros formos dizainas. Medžiaga dedama į atvirą formos ertmę, kol viršutinė formos dalis užsidaro ant jos.
Kita vertus, liejant įpurškimui naudojamas uždaros formos dizainas. Medžiaga įpurškiama į jau uždarytą formą. Yra kanalai medžiagai įvesti arba ventiliuoti.
Dalies dizainas
Dėl atvirų formų, naudojamų presavimui, pobūdis yra geras procesas gaminant dideles nesudėtingos geometrijos dalis, pvz., plokštes. Naudojant šį procesą galima lengvai pagaminti tokias dalis kaip automobilių buferiai.
Dėl uždaro įpurškimo formų pobūdžio tai yra puikus procesas sudėtingesnių konstrukcijų dalių gamybai. Medžiagos į formą įvedamos aukštu slėgiu, todėl ji gali sutekėti į sudėtingas formas.
Sąrankos kaina
Įpurškimo formavimo operacijos nustatymas paprastai yra brangesnis nei suspaudimo formavimo nustatymas.Įrankių sąnaudos yra gana didelės, nes jos turi atlaikyti aukštą įpurškimo proceso slėgį ir griežtai kontroliuoti proceso parametrus.
Suspaudimo liejimo įrankiai nekainuoja tiek daug, todėl tai yra geresnis pasirinkimas, kai gamybos apimtis mažesnė.
Ciklo laikai
Suspaudimo formavimo ciklai gali svyruoti nuo vienos iki šešių minučių. Kita vertus, kai kurie liejimo ciklai gali trukti vos dvi sekundes.
Yra atvejų, kai liejimo įpurškimo gamybos laikas trunka ilgiau nei minutę, tačiau paprastai tai yra greitesnis procesas ir yra puikus pasirinkimas masinei gamybai.
Šis ciklo trukmės skirtumas atsiranda dėl to, kad liejimo įpurškimo procesai paprastai yra visiškai automatizuoti, o presavimas gali būti rankinis, o dalims reikia laiko sukietėti prieš išstumiant. Medžiagų pakrovimas ir dalių išmetimas taip pat gali būti atliekamas rankiniu būdu presuojant.
Tikslumo lygis
Įpurškimo liejimo procesas yra daug tikslesnis procesas, palyginti su presavimu.Įpurškimui naudojamos formos yra pagamintos iš labai tvirtų medžiagų. Jiems mažesnė tikimybė, kad atsiras defektų, turinčių įtakos dalių formoms ir matmenims.
Tikslumo lygis yra pakankamai aukštas, todėl įpurškiamoms dalims gali nereikėti jokio papildomo apdorojimo.
Medžiagos parinktys
Nors įpurškimas puikiai tinka daugeliui medžiagų, ypatingas suspaudimo formavimo atvejis yra tas, kad galima naudoti masinį liejimo mišinį arba lakštinio liejimo mišinį. Šiose medžiagose yra susmulkintų pluoštų ir jos gali būti naudojamos kompozitinėms dalims gaminti.
Įpurškimas negali naudoti tokių medžiagų ir nėra tinkamas dalims iš kompozicinių medžiagų gaminti.
Kompresinio liejimo privalumai ir trūkumai
Kompresinis liejimas išliko daugiau nei šimtmetį. Taip yra todėl, kad jis turi privalumų, įskaitant:
- Mažesnė įrankių kaina:Įranga, susijusi su presavimu, tokia kaip hidrauliniai presai, nėra tokia sudėtinga kaip įranga, naudojama liejimui įpurškiant. Dėl to presavimo formavimo operaciją pradėti pigiau.
- Geriau mažos apimties gamybai:Dėl mažesnės suspaudimo formavimo įrankių kainos jie geriau tinka mažoms gamybos apimtims. Taip yra todėl, kad norint pasiekti pelno reikia mažiau produktų.
- Puikiai tinka dideliems daiktams:Pagrindiniai presavimo būdu pagamintų dalių dydį ir svorį ribojantys veiksniai yra preso tonažas ir dydis. Todėl suspaudimo formavimas dažniausiai naudojamas didesnėms dalims gaminti, palyginti su liejimo įpurškimu ir kitais procesais.
- Galimi įdėklai:Įterptinis liejimas yra vienos medžiagos liejimas ant kitos. Tai įmanoma naudojant suspaudimo formavimą, jei naudojami tinkami metodai ir įrankiai.
- Stiprios dalys:Suspaudimo formavimas gamina tankias dalis, kurios yra gana tvirtos dėl naudojamų didelių gniuždymo jėgų.
- Medžiagų suderinamumas:Kompresinis liejimas yra suderinamas su daugybe skirtingų medžiagų, įskaitant pluoštu impregnuotus kompozitus.
Šis gamybos būdas ne visada tinka kai kuriems produktams. Suspaudimo liejimo trūkumai yra šie:
- Dalies sudėtingumas:Sudėtingumo lygis, kurį galima pasiekti naudojant presavimo formavimą, nėra prastas, tačiau jis negali konkuruoti su liejimo įpurškimu ir kitais procesais.
- Gamybos laikas:Suspaudimo formavimo gamybos laikas yra ilgesnis nei liejimo įpurškimo laikas.
- Po apdorojimo:Neturint tinkamų priemonių, blykstė gali būti didelė suspaudimo formavimo problema. Šią perteklinę medžiagą reikia nupjauti ir šis papildomas žingsnis gali būti brangus.
Kompresinio liejimo taikymas
Suspaudimo formavimas gali būti naudojamas gaminant įvairias dalis iš termoplastinių ir termoreaktingų polimerų. Kai kurie jų pavyzdžiai:
- Elektrinės dalys:Lizdai, priekiniai skydai, jungikliai ir kiti elektriniai komponentai gali būti pagaminti naudojant suspaudimo formavimą.
- Elektroniniai prietaisai:Šia technika gali būti pagamintos klaviatūros dalys, žaidimų valdikliai ir kt.
- Automobilių dalys:Didelės plokštės ir kitos transporto priemonių dalys gali būti pagamintos naudojant presavimą.
- Medicinos prietaiso dalys:Respiratorių kaukės ir kiti medicinos prietaisai gaminami naudojant kompresinį liejimą.
Išvada
Kompresinis liejimas neturi tokio sudėtingumo kaip liejimas įpurškimui, tačiau tai išlieka geriausiu būdu gaminant tam tikrų tipų gaminius.
Šis gamybos procesas yra paprastas, o medžiagos net rankiniu būdu kraunamos į formą. Nepaisant savo paprastumo, jis gamina gaminius, kurie pasižymi dideliu stiprumu ir gera paviršiaus apdaila, gali net valdyti kai kurias sudėtingas geometrijas.
Suspaudimo formavimas dabar veikia su daugeliu termoreaktyvių ir termoplastinių medžiagų, o jo gaminiai naudojami daugelyje pramonės šakų.