Ένεση

Χύτευση με έγχυση (χύτευση με έγχυση στις ΗΠΑ) είναι μια διαδικασία παραγωγής για την παραγωγή εξαρτημάτων με έγχυση υλικού σε καλούπι. Η χύτευση με έγχυση μπορεί να πραγματοποιηθεί με μια σειρά υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων, (για τα οποία η διαδικασία ονομάζεται χύτευση με χύτευση), γυαλιά, ελαστομερή, γλυκίσματα και συνηθέστερα θερμοπλαστικά και θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή. Το υλικό για το εξάρτημα τροφοδοτείται σε ένα θερμαινόμενο βαρέλι, αναμειγνύεται και εξαναγκάζεται σε μια κοιλότητα καλουπιού, όπου ψύχεται και σκληραίνει στη διαμόρφωση της κοιλότητας. Αφού σχεδιαστεί ένα προϊόν, συνήθως από έναν βιομηχανικό σχεδιαστή ή έναν μηχανικός, τα καλούπια κατασκευάζονται από έναν καλουπιαστή (ή εργαλειομηχανή) από μέταλλο, συνήθως είτε χάλυβα είτε αλουμίνιο, και κατεργάζονται με ακρίβεια για να σχηματίσουν τα χαρακτηριστικά του επιθυμητού εξαρτήματος. Η χύτευση με έγχυση χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή ποικίλων ανταλλακτικών, από τα μικρότερα εξαρτήματα έως ολόκληρα πάνελ αμαξώματος αυτοκινήτων. Η πρόοδος στην τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης, χρησιμοποιώντας φωτοπολυμερή που δεν λιώνουν κατά τη χύτευση με έγχυση ορισμένων θερμοπλαστικών χαμηλότερης θερμοκρασίας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ορισμένα απλά καλούπια έγχυσης.

Τα μέρη που πρόκειται να χυτευθούν με έγχυση πρέπει να είναι πολύ προσεκτικά σχεδιασμένα για να διευκολύνουν τη διαδικασία χύτευσης. Το υλικό που χρησιμοποιείται για το εξάρτημα, το επιθυμητό σχήμα και τα χαρακτηριστικά του εξαρτήματος, το υλικό του καλουπιού και οι ιδιότητες της μηχανής χύτευσης πρέπει όλα να λαμβάνονται υπόψη. Η ευελιξία της χύτευσης με έγχυση διευκολύνεται από αυτό το εύρος σχεδιαστικών μελετών και δυνατοτήτων.

Εφαρμογές

Η χύτευση με έγχυση χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πολλών πραγμάτων όπως συρμάτινα καρούλια, συσκευασία, καπάκια μπουκαλιών, ανταλλακτικά και εξαρτήματα αυτοκινήτου, Gameboys, χτένες τσέπης, ορισμένα μουσικά όργανα (και μέρη αυτών), μονοκόμματες καρέκλες και μικρά τραπέζια, δοχεία αποθήκευσης, μηχανικά μέρη (συμπεριλαμβανομένων των εργαλείων) και τα περισσότερα άλλα πλαστικά προϊόντα που διατίθενται σήμερα. Η χύτευση με έγχυση είναι η πιο κοινή σύγχρονη μέθοδος κατασκευής πλαστικών εξαρτημάτων. είναι ιδανικό για την παραγωγή μεγάλων όγκων του ίδιου αντικειμένου.

Χαρακτηριστικά διεργασίας

Η χύτευση με έγχυση χρησιμοποιεί ένα έμβολο τύπου έμβολου ή βίδας για να εξαναγκάσει το λιωμένο πλαστικό υλικό σε μια κοιλότητα καλουπιού. αυτό στερεοποιείται σε ένα σχήμα που έχει προσαρμοστεί στο περίγραμμα του καλουπιού. Χρησιμοποιείται πιο συχνά για την επεξεργασία τόσο θερμοπλαστικών όσο και θερμοσκληρυνόμενων πολυμερών, με τον όγκο που χρησιμοποιείται του πρώτου να είναι σημαντικά μεγαλύτερος. Τα θερμοπλαστικά είναι διαδεδομένα λόγω των χαρακτηριστικών που τα καθιστούν εξαιρετικά κατάλληλα για χύτευση με έγχυση, όπως η ευκολία με την οποία μπορούν να ανακυκλωθούν, η ευελιξία τους που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται σε μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, και την ικανότητά τους να μαλακώνουν και να ρέουν κατά τη θέρμανση. Τα θερμοπλαστικά έχουν επίσης ένα στοιχείο ασφάλειας έναντι των θερμοσκληρυνόμενων. Εάν ένα θερμοσκληρυνόμενο πολυμερές δεν εκτοξευθεί εγκαίρως από τον κύλινδρο έγχυσης, μπορεί να προκύψει χημική σταυροσύνδεση με αποτέλεσμα να πιάσουν οι βίδες και οι βαλβίδες αντεπιστροφής και να προκληθεί ζημιά στη μηχανή χύτευσης έγχυσης.

Η χύτευση με έγχυση αποτελείται από έγχυση υψηλής πίεσης της πρώτης ύλης σε ένα καλούπι που διαμορφώνει το πολυμερές στο επιθυμητό σχήμα. Τα καλούπια μπορεί να είναι μιας μόνο κοιλότητας ή πολλαπλών κοιλοτήτων. Σε καλούπια πολλαπλών κοιλοτήτων, κάθε κοιλότητα μπορεί να είναι πανομοιότυπη και να σχηματίζει τα ίδια μέρη ή μπορεί να είναι μοναδική και να σχηματίζει πολλαπλές διαφορετικές γεωμετρίες κατά τη διάρκεια ενός μόνο κύκλου. Τα καλούπια κατασκευάζονται γενικά από χάλυβες εργαλείων, αλλά οι ανοξείδωτοι χάλυβες και τα καλούπια αλουμινίου είναι κατάλληλα για ορισμένες εφαρμογές. Τα καλούπια αλουμινίου είναι συνήθως ακατάλληλα για παραγωγή μεγάλου όγκου ή εξαρτήματα με στενές διαστάσεις ανοχές, καθώς έχουν κατώτερες μηχανικές ιδιότητες και είναι πιο επιρρεπή σε φθορά, ζημιά και παραμόρφωση κατά τη διάρκεια των κύκλων έγχυσης και σύσφιξης. Ωστόσο, τα καλούπια αλουμινίου είναι οικονομικά αποδοτικά σε εφαρμογές χαμηλού όγκου, καθώς το κόστος και ο χρόνος κατασκευής καλουπιών μειώνονται σημαντικά. Πολλά καλούπια χάλυβα έχουν σχεδιαστεί για να επεξεργάζονται περισσότερα από ένα εκατομμύριο εξαρτήματα κατά τη διάρκεια της ζωής τους και μπορεί να κοστίσουν εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια για την κατασκευή τους.

Όταν θερμοπλαστικά χυτεύονται, τυπικά σφαιροποιημένη πρώτη ύλη τροφοδοτείται μέσω μιας χοάνης σε ένα θερμαινόμενο βαρέλι με μια παλινδρομική βίδα. Κατά την είσοδο στο βαρέλι η θερμοκρασία αυξάνεται και οι δυνάμεις Van der Waals που αντιστέκονται στη σχετική ροή των μεμονωμένων αλυσίδων εξασθενούν ως αποτέλεσμα του αυξημένου χώρου μεταξύ των μορίων σε καταστάσεις υψηλότερης θερμικής ενέργειας. Αυτή η διαδικασία μειώνει το ιξώδες του, το οποίο επιτρέπει στο πολυμερές να ρέει με την κινητήρια δύναμη της μονάδας έγχυσης. Η βίδα παρέχει την πρώτη ύλη προς τα εμπρός, αναμιγνύει και ομογενοποιεί τη θερμική και ιξώδη κατανομή του πολυμερούς και μειώνει τον απαιτούμενο χρόνο θέρμανσης με μηχανική διάτμηση του υλικού και προσθήκη σημαντικής ποσότητας θέρμανσης με τριβή στο πολυμερές. Το υλικό τροφοδοτείται προς τα εμπρός μέσω μιας βαλβίδας ελέγχου και συγκεντρώνεται στο μπροστινό μέρος της βίδας σε έναν όγκο που είναι γνωστός ως α βολή. Μια βολή είναι ο όγκος του υλικού που χρησιμοποιείται για την πλήρωση της κοιλότητας του καλουπιού, την αντιστάθμιση της συρρίκνωσης και την παροχή ενός μαξιλαριού (περίπου το 10% του συνολικού όγκου βολής, το οποίο παραμένει στην κάννη και εμποδίζει τη βίδα να πέσει προς τα έξω) για τη μεταφορά της πίεσης από τη βίδα μέχρι την κοιλότητα του καλουπιού. Όταν συγκεντρωθεί αρκετό υλικό, το υλικό πιέζεται με υψηλή πίεση και ταχύτητα στην κοιλότητα που σχηματίζει το τμήμα. Για να αποφευχθούν αιχμές στην πίεση, η διαδικασία χρησιμοποιεί συνήθως μια θέση μεταφοράς που αντιστοιχεί σε μια πλήρη κοιλότητα 95–98% όπου η βίδα μετατοπίζεται από σταθερή ταχύτητα σε έλεγχο σταθερής πίεσης. Συχνά οι χρόνοι ένεσης είναι πολύ λιγότεροι από 1 δευτερόλεπτο. Μόλις η βίδα φτάσει στη θέση μεταφοράς, εφαρμόζεται η πίεση πλήρωσης, η οποία ολοκληρώνει το γέμισμα του καλουπιού και αντισταθμίζει τη θερμική συρρίκνωση, η οποία είναι αρκετά υψηλή για τα θερμοπλαστικά σε σχέση με πολλά άλλα υλικά. Η πίεση πλήρωσης εφαρμόζεται μέχρι να στερεοποιηθεί η πύλη (είσοδος κοιλότητας). Λόγω του μικρού της μεγέθους, η πύλη είναι συνήθως το πρώτο μέρος που στερεοποιείται σε όλο το πάχος της. Μόλις η πύλη στερεοποιηθεί, δεν μπορεί να εισέλθει άλλο υλικό στην κοιλότητα. Κατά συνέπεια, ο κοχλίας παλινδρομεί και αποκτά υλικό για τον επόμενο κύκλο, ενώ το υλικό μέσα στο καλούπι ψύχεται έτσι ώστε να μπορεί να εκτοξευθεί και να είναι διαστασιολογικά σταθερό. Αυτή η διάρκεια ψύξης μειώνεται δραματικά με τη χρήση γραμμών ψύξης που κυκλοφορούν νερό ή λάδι από έναν εξωτερικό ελεγκτή θερμοκρασίας. Μόλις επιτευχθεί η απαιτούμενη θερμοκρασία, το καλούπι ανοίγει και μια σειρά από καρφίτσες, μανίκια, απογυμνωτικά κ.λπ. οδηγούνται προς τα εμπρός για να ξεκαλουπωθεί το αντικείμενο. Στη συνέχεια, το καλούπι κλείνει και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Για τα θερμοσκληρυνόμενα, συνήθως δύο διαφορετικά χημικά συστατικά εγχέονται στο βαρέλι. Αυτά τα συστατικά ξεκινούν αμέσως μη αναστρέψιμες χημικές αντιδράσεις που τελικά συνδέουν το υλικό σε ένα ενιαίο συνδεδεμένο δίκτυο μορίων. Καθώς συμβαίνει η χημική αντίδραση, τα δύο ρευστά συστατικά μετατρέπονται μόνιμα σε ένα ιξωδοελαστικό στερεό. Η στερεοποίηση στη κάννη έγχυσης και τη βίδα μπορεί να είναι προβληματική και να έχει οικονομικές επιπτώσεις. Ως εκ τούτου, η ελαχιστοποίηση της θερμοσκληρυνόμενης σκλήρυνσης μέσα στην κάννη είναι ζωτικής σημασίας. Αυτό τυπικά σημαίνει ότι ο χρόνος παραμονής και η θερμοκρασία των χημικών πρόδρομων ουσιών ελαχιστοποιούνται στη μονάδα έγχυσης. Ο χρόνος παραμονής μπορεί να μειωθεί ελαχιστοποιώντας την χωρητικότητα όγκου της κάννης και μεγιστοποιώντας τους χρόνους κύκλου. Αυτοί οι παράγοντες οδήγησαν στη χρήση μιας θερμικά απομονωμένης, ψυχρής μονάδας έγχυσης που εγχέει τα αντιδρώντα χημικά σε ένα θερμικά απομονωμένο θερμό καλούπι, το οποίο αυξάνει τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων και οδηγεί σε συντομότερο χρόνο που απαιτείται για την επίτευξη ενός στερεοποιημένου θερμοσκληρυνόμενου συστατικού. Αφού στερεοποιηθεί το εξάρτημα, οι βαλβίδες κλείνουν για να απομονώσουν το σύστημα έγχυσης και τις χημικές πρόδρομες ουσίες και το καλούπι ανοίγει για να εκτοξεύσει τα καλουπωμένα μέρη. Στη συνέχεια, το καλούπι κλείνει και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Τα προ-καλουπωμένα ή κατεργασμένα εξαρτήματα μπορούν να εισαχθούν στην κοιλότητα ενώ το καλούπι είναι ανοιχτό, επιτρέποντας στο υλικό που εγχέεται στον επόμενο κύκλο να σχηματιστεί και να στερεοποιηθεί γύρω τους. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως Εισαγάγετε καλούπι και επιτρέπει μεμονωμένα μέρη να περιέχουν πολλά υλικά. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται συχνά για τη δημιουργία πλαστικών εξαρτημάτων με μεταλλικές βίδες που προεξέχουν, επιτρέποντάς τους να στερεώνονται και να ξεκουμπώνονται επανειλημμένα. Αυτή η τεχνική μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την επισήμανση στο καλούπι και τα καπάκια μεμβράνης μπορούν επίσης να προσαρτηθούν σε χυτευμένα πλαστικά δοχεία.

Στο τελικό μέρος υπάρχουν συνήθως μια γραμμή διαχωρισμού, το σπρέι, τα σημάδια της πύλης και οι πείροι εξαγωγής. Κανένα από αυτά τα χαρακτηριστικά δεν είναι συνήθως επιθυμητό, ​​αλλά είναι αναπόφευκτο λόγω της φύσης της διαδικασίας. Τα σημάδια της πύλης εμφανίζονται στην πύλη που ενώνει τα κανάλια παροχής τήγματος (σπρού και δρομέα) με την κοιλότητα που σχηματίζει μέρος. Τα σημάδια της γραμμής διαχωρισμού και των πείρων του εκτοξευτήρα προκύπτουν από ελάχιστες λανθασμένες ευθυγραμμίσεις, φθορά, αεραγωγούς, κενά για παρακείμενα μέρη σε σχετική κίνηση ή/και διαφορές διαστάσεων των επιφανειών που ταιριάζουν με το έγχυτο πολυμερές. Οι διαφορές διαστάσεων μπορούν να αποδοθούν σε ανομοιόμορφη παραμόρφωση που προκαλείται από πίεση κατά τη διάρκεια της έγχυσης, ανοχές μηχανικής κατεργασίας και μη ομοιόμορφη θερμική διαστολή και συστολή των συστατικών του καλουπιού, τα οποία παρουσιάζουν ταχεία ανακύκλωση κατά τις φάσεις έγχυσης, συσκευασίας, ψύξης και εκτόξευσης της διαδικασίας . Τα εξαρτήματα καλουπιού συχνά σχεδιάζονται με υλικά διαφόρων συντελεστών θερμικής διαστολής. Αυτοί οι παράγοντες δεν μπορούν να ληφθούν υπόψη ταυτόχρονα χωρίς αστρονομικές αυξήσεις στο κόστος σχεδιασμού, κατασκευής, επεξεργασίας και παρακολούθησης ποιότητας. Ο επιδέξιος σχεδιαστής καλουπιών και ανταλλακτικών θα τοποθετήσει αυτά τα αισθητικά μειονεκτήματα σε κρυφές περιοχές, εάν είναι εφικτό.

Ιστορικό

Ο Αμερικανός εφευρέτης John Wesley Hyatt μαζί με τον αδελφό του Isaiah, η Hyatt κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την πρώτη μηχανή χύτευσης με έγχυση το 1872. Αυτή η μηχανή ήταν σχετικά απλή σε σύγκριση με τις μηχανές που χρησιμοποιούνται σήμερα: λειτουργούσε σαν μια μεγάλη υποδερμική βελόνα, χρησιμοποιώντας ένα έμβολο για την έγχυση πλαστικού μέσω μιας θερμαινόμενης κύλινδρο σε ένα καλούπι. Η βιομηχανία προχώρησε αργά με την πάροδο των ετών, παράγοντας προϊόντα όπως κολάρα, κουμπιά και χτένες μαλλιών.

Οι Γερμανοί χημικοί Arthur Eichengrün και Theodore Becker επινόησαν τις πρώτες διαλυτές μορφές οξικής κυτταρίνης το 1903, η οποία ήταν πολύ λιγότερο εύφλεκτη από τη νιτρική κυτταρίνη. Τελικά έγινε διαθέσιμο σε μορφή σκόνης από την οποία χυτεύτηκε εύκολα με έγχυση. Ο Arthur Eichengrün ανέπτυξε την πρώτη πρέσα χύτευσης με έγχυση το 1919. Το 1939, ο Arthur Eichengrün κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τη χύτευση με έγχυση πλαστικοποιημένης οξικής κυτταρίνης.

Η βιομηχανία επεκτάθηκε γρήγορα τη δεκαετία του 1940, επειδή ο Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος δημιούργησε τεράστια ζήτηση για φθηνά, μαζικής παραγωγής προϊόντα. Το 1946, ο Αμερικανός εφευρέτης James Watson Hendry κατασκεύασε την πρώτη μηχανή έγχυσης βιδών, η οποία επέτρεπε πολύ πιο ακριβή έλεγχο της ταχύτητας της έγχυσης και της ποιότητας των παραγόμενων αντικειμένων. Αυτό το μηχάνημα επέτρεψε επίσης την ανάμιξη υλικού πριν από την έγχυση, έτσι ώστε το έγχρωμο ή ανακυκλωμένο πλαστικό να μπορεί να προστεθεί σε παρθένο υλικό και να αναμιχθεί καλά πριν εγχυθεί. Σήμερα οι μηχανές έγχυσης με κοχλία αντιπροσωπεύουν τη συντριπτική πλειοψηφία όλων των μηχανών έγχυσης. Στη δεκαετία του 1970, ο Hendry συνέχισε να αναπτύσσει την πρώτη διαδικασία χύτευσης με έγχυση με τη βοήθεια αερίου, η οποία επέτρεψε την παραγωγή πολύπλοκων, κοίλων αντικειμένων που ψύχονταν γρήγορα. Αυτό βελτίωσε σημαντικά την ευελιξία του σχεδιασμού καθώς και την αντοχή και το φινίρισμα των κατασκευασμένων εξαρτημάτων, ενώ μειώνει τον χρόνο παραγωγής, το κόστος, το βάρος και τη σπατάλη.

Η βιομηχανία χύτευσης πλαστικού με έγχυση έχει εξελιχθεί με την πάροδο των ετών από την παραγωγή χτενών και κουμπιών στην παραγωγή μιας τεράστιας σειράς προϊόντων για πολλούς κλάδους, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, η ιατρική, η αεροδιαστημική, τα καταναλωτικά προϊόντα, τα παιχνίδια, τα υδραυλικά, η συσκευασία και οι κατασκευές.

Παραδείγματα πολυμερών που ταιριάζουν καλύτερα στη διαδικασία

Τα περισσότερα πολυμερή, που μερικές φορές αναφέρονται ως ρητίνες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν, συμπεριλαμβανομένων όλων των θερμοπλαστικών, ορισμένων θερμοσκληρυνόμενων και ορισμένων ελαστομερών. Από το 1995, ο συνολικός αριθμός των διαθέσιμων υλικών για χύτευση με έγχυση αυξήθηκε με ρυθμό 750 ετησίως. υπήρχαν περίπου 18,000 διαθέσιμα υλικά όταν ξεκίνησε αυτή η τάση. Τα διαθέσιμα υλικά περιλαμβάνουν κράματα ή μείγματα υλικών που έχουν αναπτυχθεί προηγουμένως, έτσι οι σχεδιαστές προϊόντων μπορούν να επιλέξουν το υλικό με το καλύτερο σύνολο ιδιοτήτων από μια τεράστια ποικιλία. Κύρια κριτήρια για την επιλογή ενός υλικού είναι η αντοχή και η λειτουργία που απαιτείται για το τελικό μέρος, καθώς και το κόστος, αλλά και κάθε υλικό έχει διαφορετικές παραμέτρους για τη χύτευση που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Τα κοινά πολυμερή όπως το εποξικό και το φαινολικό είναι παραδείγματα θερμοσκληρυνόμενων πλαστικών ενώ το νάιλον, το πολυαιθυλένιο και το πολυστυρένιο είναι θερμοπλαστικά. Μέχρι συγκριτικά πρόσφατα, τα πλαστικά ελατήρια δεν ήταν δυνατά, αλλά η πρόοδος στις ιδιότητες του πολυμερούς τα κάνει πλέον αρκετά πρακτικά. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν πόρπες για αγκύρωση και αποσύνδεση ιμάντων εξοπλισμού εξωτερικού χώρου.

Εξοπλισμός

Οι μηχανές χύτευσης με έγχυση αποτελούνται από μια χοάνη υλικού, ένα έμβολο έγχυσης ή ένα έμβολο τύπου βίδας και μια μονάδα θέρμανσης. Γνωστά και ως πρέσες, συγκρατούν τα καλούπια στα οποία διαμορφώνονται τα εξαρτήματα. Οι πρέσες βαθμολογούνται ανά χωρητικότητα, η οποία εκφράζει την ποσότητα της δύναμης σύσφιξης που μπορεί να ασκήσει το μηχάνημα. Αυτή η δύναμη κρατά το καλούπι κλειστό κατά τη διαδικασία της έγχυσης. Η χωρητικότητα μπορεί να κυμαίνεται από λιγότερο από 5 τόνους έως πάνω από 9,000 τόνους, με τα υψηλότερα νούμερα να χρησιμοποιούνται σε σχετικά λίγες μεταποιητικές εργασίες. Η συνολική δύναμη σύσφιξης που απαιτείται καθορίζεται από την προβαλλόμενη περιοχή του εξαρτήματος που καλουπώνεται. Αυτή η προβαλλόμενη περιοχή πολλαπλασιάζεται με μια δύναμη σύσφιξης από 1.8 έως 7.2 τόνους για κάθε τετραγωνικό εκατοστό των προβαλλόμενων περιοχών. Κατά κανόνα, 4 ή 5 τόνοι/in² μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τα περισσότερα προϊόντα. Εάν το πλαστικό υλικό είναι πολύ άκαμπτο, θα απαιτήσει μεγαλύτερη πίεση έγχυσης για να γεμίσει το καλούπι, και επομένως μεγαλύτερη χωρητικότητα σφιγκτήρα για να κρατήσει το καλούπι κλειστό. Η απαιτούμενη δύναμη μπορεί επίσης να προσδιοριστεί από το χρησιμοποιούμενο υλικό και το μέγεθος του εξαρτήματος. Τα μεγαλύτερα μέρη απαιτούν μεγαλύτερη δύναμη σύσφιξης.

Μούχλα

Μούχλα or πεθαίνουν είναι οι κοινοί όροι που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν το εργαλείο που χρησιμοποιείται για την παραγωγή πλαστικών εξαρτημάτων στη χύτευση.

Δεδομένου ότι τα καλούπια ήταν ακριβά στην κατασκευή τους, συνήθως χρησιμοποιούνταν μόνο στη μαζική παραγωγή όπου παράγονταν χιλιάδες εξαρτήματα. Τα τυπικά καλούπια κατασκευάζονται από σκληρυμένο χάλυβα, προ-σκληρυμένο χάλυβα, αλουμίνιο ή/και κράμα βηρυλλίου-χαλκού. Η επιλογή του υλικού για την κατασκευή ενός καλουπιού είναι κατά κύριο λόγο οικονομική. Γενικά, τα καλούπια χάλυβα κοστίζουν περισσότερο στην κατασκευή, αλλά η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής τους θα αντισταθμίσει το υψηλότερο αρχικό κόστος σε σχέση με έναν μεγαλύτερο αριθμό εξαρτημάτων που κατασκευάζονται πριν φθαρούν. Τα καλούπια από προ-σκληρυμένο χάλυβα είναι λιγότερο ανθεκτικά στη φθορά και χρησιμοποιούνται για χαμηλότερες απαιτήσεις όγκου ή μεγαλύτερα εξαρτήματα. Η τυπική τους σκληρότητα χάλυβα είναι 38–45 στην κλίμακα Rockwell-C. Τα καλούπια από σκληρυμένο χάλυβα υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία μετά την κατεργασία. αυτά είναι κατά πολύ ανώτερα όσον αφορά την αντοχή στη φθορά και τη διάρκεια ζωής. Η τυπική σκληρότητα κυμαίνεται μεταξύ 50 και 60 Rockwell-C (HRC). Τα καλούπια αλουμινίου μπορεί να κοστίζουν σημαντικά λιγότερο και όταν σχεδιάζονται και κατασκευάζονται με σύγχρονο ηλεκτρονικό εξοπλισμό μπορεί να είναι οικονομικά για τη χύτευση δεκάδων ή και εκατοντάδων χιλιάδων εξαρτημάτων. Ο χαλκός από βηρύλλιο χρησιμοποιείται σε περιοχές του καλουπιού που απαιτούν γρήγορη απομάκρυνση της θερμότητας ή σε περιοχές όπου παράγεται η μεγαλύτερη θερμότητα διάτμησης. Τα καλούπια μπορούν να κατασκευαστούν είτε με μηχανική κατεργασία CNC είτε με τη χρήση διεργασιών κατεργασίας ηλεκτρικής εκκένωσης.

Σχεδιασμός καλουπιών

Το καλούπι αποτελείται από δύο κύρια συστατικά, το καλούπι έγχυσης (πλάκα Α) και το καλούπι εκτίναξης (πλάκα Β). Αυτά τα εξαρτήματα αναφέρονται επίσης ως πλάστης και καλουπιού. Η πλαστική ρητίνη εισέρχεται στο καλούπι μέσω α άφθαι or πύλη στο καλουπι εγχυσης? ο δακτύλιος ψεκασμού είναι να σφραγίζει σφιχτά το ακροφύσιο του κυλίνδρου έγχυσης της μηχανής χύτευσης και να επιτρέπει στο λιωμένο πλαστικό να ρέει από το βαρέλι στο καλούπι, γνωστό και ως κοιλότητα. Ο δακτύλιος ψεκασμού κατευθύνει το λιωμένο πλαστικό στις εικόνες της κοιλότητας μέσω καναλιών που υποβάλλονται σε μηχανική επεξεργασία στις όψεις των πλακών Α και Β. Αυτά τα κανάλια επιτρέπουν στο πλαστικό να τρέχει κατά μήκος τους, επομένως αναφέρονται ωςδρομείς. Το λιωμένο πλαστικό ρέει μέσω του δρομέα και εισέρχεται σε μία ή περισσότερες εξειδικευμένες πύλες και στη γεωμετρία της κοιλότητας για να σχηματίσει το επιθυμητό τμήμα.

Η ποσότητα της ρητίνης που απαιτείται για να γεμίσει το σπρέι, τον δρομέα και τις κοιλότητες ενός καλουπιού περιλαμβάνει μια "βολή". Ο παγιδευμένος αέρας στο καλούπι μπορεί να διαφύγει μέσω των αεραγωγών που αλέθονται στη γραμμή διαχωρισμού του καλουπιού ή γύρω από τις ακίδες και τις ολισθήσεις του εκτοξευτήρα που είναι ελαφρώς μικρότερες από τις οπές που τις συγκρατούν. Εάν ο παγιδευμένος αέρας δεν αφεθεί να διαφύγει, συμπιέζεται από την πίεση του εισερχόμενου υλικού και συμπιέζεται στις γωνίες της κοιλότητας, όπου εμποδίζει το γέμισμα και μπορεί επίσης να προκαλέσει άλλα ελαττώματα. Ο αέρας μπορεί ακόμη και να συμπιεστεί τόσο πολύ που να αναφλέγεται και να καίει το περιβάλλον πλαστικό υλικό.

Για να επιτραπεί η αφαίρεση του χυτευμένου τμήματος από το καλούπι, τα χαρακτηριστικά του καλουπιού δεν πρέπει να προεξέχουν το ένα προς το άλλο προς την κατεύθυνση που ανοίγει το καλούπι, εκτός εάν τα μέρη του καλουπιού είναι σχεδιασμένα να μετακινούνται μεταξύ τέτοιων προεξοχών όταν ανοίγει το καλούπι (χρησιμοποιώντας εξαρτήματα που ονομάζονται Lifters ).

Πλευρές του τμήματος που φαίνονται παράλληλες με την κατεύθυνση έλξης (ο άξονας της θέσης του πυρήνα (τρύπα) ή ένθετου είναι παράλληλος με την πάνω και κάτω κίνηση του καλουπιού καθώς ανοίγει και κλείνει) έχουν συνήθως ελαφρά γωνία, που ονομάζονται βύθισμα, για να διευκολύνουν την απελευθέρωση του εξαρτήματος από το καλούπι. Ανεπαρκές ρεύμα μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση ή ζημιά. Το βύθισμα που απαιτείται για την απελευθέρωση του καλουπιού εξαρτάται πρωτίστως από το βάθος της κοιλότητας: όσο πιο βαθιά είναι η κοιλότητα, τόσο περισσότερο βύθισμα είναι απαραίτητο. Η συρρίκνωση πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη κατά τον προσδιορισμό του απαιτούμενου βυθίσματος. Εάν το δέρμα είναι πολύ λεπτό, τότε το χυτευμένο μέρος θα τείνει να συρρικνώνεται στους πυρήνες που σχηματίζονται κατά την ψύξη και προσκολλώνται σε αυτούς τους πυρήνες ή το τμήμα μπορεί να στραβώσει, να συστραφεί, να σχηματίσει φουσκάλες ή να ραγίσει όταν αφαιρείται η κοιλότητα.

Ένα καλούπι σχεδιάζεται συνήθως έτσι ώστε το χυτευμένο μέρος να παραμένει αξιόπιστα στην πλευρά του εκτοξευτήρα (Β) του καλουπιού όταν ανοίγει και να τραβήξει τον δρομέα και το σπρέι έξω από την πλευρά (Α) μαζί με τα εξαρτήματα. Στη συνέχεια, το τμήμα πέφτει ελεύθερα όταν εκτιναχθεί από την πλευρά (Β). Οι πύλες σήραγγας, επίσης γνωστές ως υποβρύχιες πύλες ή πύλες καλουπιού, βρίσκονται κάτω από τη γραμμή διαχωρισμού ή την επιφάνεια του καλουπιού. Ένα άνοιγμα επεξεργάζεται στην επιφάνεια του καλουπιού στη γραμμή διαχωρισμού. Το χυτευμένο τμήμα κόβεται (από το καλούπι) από το σύστημα δρομέα κατά την εκτίναξη από το καλούπι. Οι καρφίτσες εκτίναξης, γνωστές και ως καρφίτσες νοκ-άουτ, είναι κυκλικοί πείροι που τοποθετούνται είτε στο μισό του καλουπιού (συνήθως στο μισό του εκτοξευτήρα), οι οποίες ωθούν το έτοιμο χυτευμένο προϊόν ή το σύστημα δρομέα έξω από το καλούπι. Η εκτίναξη του αντικειμένου χρησιμοποιώντας καρφίτσες, μανίκια, απογυμνωτικά κ.λπ. μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητες εντυπώσεις ή παραμόρφωση, επομένως πρέπει να δίνεται προσοχή κατά το σχεδιασμό του καλουπιού.

Η τυπική μέθοδος ψύξης είναι η διέλευση ενός ψυκτικού (συνήθως νερού) μέσω μιας σειράς οπών που έχουν ανοίξει μέσα από τις πλάκες του καλουπιού και συνδέονται με εύκαμπτους σωλήνες για να σχηματίσουν μια συνεχή διαδρομή. Το ψυκτικό απορροφά θερμότητα από το καλούπι (το οποίο έχει απορροφήσει θερμότητα από το ζεστό πλαστικό) και διατηρεί το καλούπι στη σωστή θερμοκρασία για να στερεοποιήσει το πλαστικό με τον πιο αποτελεσματικό ρυθμό.

Για να διευκολυνθεί η συντήρηση και ο εξαερισμός, οι κοιλότητες και οι πυρήνες χωρίζονται σε κομμάτια, που ονομάζονται ένθετα, και υποσυστήματα, που ονομάζονται επίσης ένθετα, μπλοκ, ή κυνηγητό μπλοκ. Αντικαθιστώντας εναλλάξιμα ένθετα, ένα καλούπι μπορεί να κάνει πολλές παραλλαγές του ίδιου τμήματος.

Πιο πολύπλοκα μέρη σχηματίζονται χρησιμοποιώντας πιο πολύπλοκα καλούπια. Αυτά μπορεί να έχουν τμήματα που ονομάζονται διαφάνειες, που κινούνται σε μια κοιλότητα κάθετη προς την κατεύθυνση τραβήγματος, για να σχηματίσουν χαρακτηριστικά εξαρτημάτων που προεξέχουν. Όταν ανοίγει το καλούπι, οι αντικειμενοφόρες πλάκες απομακρύνονται από το πλαστικό μέρος χρησιμοποιώντας σταθερές «γωνιακές ακίδες» στο σταθερό ήμισυ του καλουπιού. Αυτές οι ακίδες εισέρχονται σε μια σχισμή στις πλάκες και αναγκάζουν τις πλάκες να κινηθούν προς τα πίσω όταν ανοίξει το κινούμενο μισό του καλουπιού. Στη συνέχεια το τμήμα εκτοξεύεται και το καλούπι κλείνει. Η δράση κλεισίματος του καλουπιού αναγκάζει τις πλάκες να κινηθούν προς τα εμπρός κατά μήκος των γωνιακών ακίδων.

Ορισμένα καλούπια επιτρέπουν την επανατοποθέτηση εξαρτημάτων που έχουν χυτευθεί προηγουμένως, ώστε να σχηματιστεί ένα νέο πλαστικό στρώμα γύρω από το πρώτο μέρος. Αυτό αναφέρεται συχνά ως overmoulding. Αυτό το σύστημα μπορεί να επιτρέψει την παραγωγή μονοκόμματων ελαστικών και τροχών.

Τα καλούπια δύο βολών ή πολλαπλών βολών έχουν σχεδιαστεί για να "υπερκαλουπώνονται" μέσα σε έναν μόνο κύκλο χύτευσης και πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία σε εξειδικευμένες μηχανές χύτευσης με έγχυση με δύο ή περισσότερες μονάδες έγχυσης. Αυτή η διαδικασία είναι στην πραγματικότητα μια διαδικασία χύτευσης με έγχυση που εκτελείται δύο φορές και επομένως έχει πολύ μικρότερο περιθώριο σφάλματος. Στο πρώτο βήμα, το βασικό χρωματικό υλικό διαμορφώνεται σε ένα βασικό σχήμα, το οποίο περιέχει κενά για τη δεύτερη λήψη. Στη συνέχεια, το δεύτερο υλικό, διαφορετικού χρώματος, διαμορφώνεται με έγχυση σε αυτούς τους χώρους. Τα κουμπιά και τα πλήκτρα, για παράδειγμα, που κατασκευάζονται με αυτή τη διαδικασία έχουν σημάδια που δεν φθείρονται και παραμένουν ευανάγνωστα με έντονη χρήση.

Ένα καλούπι μπορεί να παράγει πολλά αντίγραφα των ίδιων εξαρτημάτων σε ένα μόνο «πλάνο». Ο αριθμός των «αποτυπωμάτων» στο καλούπι αυτού του τμήματος συχνά αναφέρεται λανθασμένα ως σπηλαίωση. Ένα εργαλείο με ένα αποτύπωμα θα ονομάζεται συχνά καλούπι μονής αποτύπωσης (κοιλότητας). Ένα καλούπι με 2 ή περισσότερες κοιλότητες των ίδιων μερών θα αναφέρεται πιθανότατα ως καλούπι πολλαπλών αποτυπωμάτων (κοιλότητας). Μερικά καλούπια εξαιρετικά μεγάλου όγκου παραγωγής (όπως αυτά για τα καπάκια μπουκαλιών) μπορεί να έχουν πάνω από 128 κοιλότητες.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα εργαλεία πολλαπλών κοιλοτήτων θα διαμορφώσουν μια σειρά διαφορετικών εξαρτημάτων στο ίδιο εργαλείο. Ορισμένοι κατασκευαστές εργαλείων ονομάζουν αυτά τα καλούπια οικογενειακά καλούπια καθώς όλα τα μέρη σχετίζονται. Παραδείγματα περιλαμβάνουν κιτ πλαστικών μοντέλων.

Αποθήκευση καλουπιών

Οι κατασκευαστές καταβάλλουν κάθε δυνατή προσπάθεια για να προστατεύσουν προσαρμοσμένα καλούπια λόγω του υψηλού μέσου κόστους τους. Το τέλειο επίπεδο θερμοκρασίας και υγρασίας διατηρείται για να διασφαλιστεί η μεγαλύτερη δυνατή διάρκεια ζωής για κάθε προσαρμοσμένο καλούπι. Τα προσαρμοσμένα καλούπια, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για τη χύτευση με έγχυση καουτσούκ, αποθηκεύονται σε περιβάλλοντα ελεγχόμενης θερμοκρασίας και υγρασίας για την αποφυγή παραμόρφωσης.

Υλικά εργαλείων

Συχνά χρησιμοποιείται χάλυβας εργαλείων. Ο μαλακός χάλυβας, το αλουμίνιο, το νικέλιο ή το εποξειδικό είναι κατάλληλα μόνο για πρωτότυπα ή πολύ σύντομες περιόδους παραγωγής. Το σύγχρονο σκληρό αλουμίνιο (κράματα 7075 και 2024) με τον κατάλληλο σχεδιασμό καλουπιού, μπορεί εύκολα να κατασκευάσει καλούπια ικανά για 100,000 ή περισσότερο χρόνο ζωής με σωστή συντήρηση του καλουπιού.

μηχανική κατεργασία

Τα καλούπια κατασκευάζονται με δύο κύριες μεθόδους: τυπική μηχανική κατεργασία και EDM. Η τυπική μηχανική κατεργασία, στη συμβατική της μορφή, ήταν ιστορικά η μέθοδος κατασκευής καλουπιών έγχυσης. Με την τεχνολογική ανάπτυξη, η κατεργασία με CNC έγινε το κυρίαρχο μέσο για την κατασκευή πιο περίπλοκων καλουπιών με πιο ακριβείς λεπτομέρειες καλουπιού σε λιγότερο χρόνο από τις παραδοσιακές μεθόδους.

Η μηχανική κατεργασία με ηλεκτρική εκκένωση (EDM) ή η διαδικασία διάβρωσης με σπινθήρα έχει γίνει ευρέως χρησιμοποιούμενη στην κατασκευή καλουπιών. Εκτός από το ότι επιτρέπει το σχηματισμό σχημάτων που είναι δύσκολο να κατεργαστούν, η διαδικασία επιτρέπει τη διαμόρφωση προ-σκληρυμένων καλουπιών έτσι ώστε να μην απαιτείται θερμική επεξεργασία. Οι αλλαγές σε ένα σκληρυμένο καλούπι με συμβατική διάτρηση και άλεση απαιτούν συνήθως ανόπτηση για να μαλακώσει το καλούπι, ακολουθούμενη από θερμική επεξεργασία για να σκληρυνθεί ξανά. Το EDM είναι μια απλή διαδικασία κατά την οποία ένα διαμορφωμένο ηλεκτρόδιο, συνήθως κατασκευασμένο από χαλκό ή γραφίτη, χαμηλώνεται πολύ αργά στην επιφάνεια του καλουπιού (σε περίοδο πολλών ωρών), η οποία βυθίζεται σε παραφινέλαιο (κηροζίνη). Μια τάση που εφαρμόζεται μεταξύ εργαλείου και καλουπιού προκαλεί διάβρωση με σπινθήρα στην επιφάνεια του καλουπιού στο αντίστροφο σχήμα του ηλεκτροδίου.

Κόστος

Ο αριθμός των κοιλοτήτων που ενσωματώνονται σε ένα καλούπι θα συσχετιστεί άμεσα με το κόστος χύτευσης. Λιγότερες κοιλότητες απαιτούν πολύ λιγότερη εργασία εργαλείων, επομένως ο περιορισμός του αριθμού των κοιλοτήτων με τη σειρά του θα έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερο αρχικό κόστος κατασκευής για την κατασκευή ενός καλουπιού έγχυσης.

Καθώς ο αριθμός των κοιλοτήτων παίζει ζωτικό ρόλο στο κόστος χύτευσης, το ίδιο ισχύει και για την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού του εξαρτήματος. Η πολυπλοκότητα μπορεί να ενσωματωθεί σε πολλούς παράγοντες όπως το φινίρισμα της επιφάνειας, οι απαιτήσεις ανοχής, τα εσωτερικά ή εξωτερικά σπειρώματα, οι λεπτές λεπτομέρειες ή ο αριθμός των υπολειμμάτων που μπορεί να ενσωματωθούν.

Περαιτέρω λεπτομέρειες, όπως υποχωρήσεις, ή οποιοδήποτε χαρακτηριστικό που προκαλεί πρόσθετο εργαλείο θα αυξήσει το κόστος του καλουπιού. Το φινίρισμα της επιφάνειας του πυρήνα και της κοιλότητας των καλουπιών θα επηρεάσει περαιτέρω το κόστος.

Η διαδικασία χύτευσης με έγχυση καουτσούκ παράγει υψηλή απόδοση ανθεκτικών προϊόντων, καθιστώντας την την πιο αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική μέθοδο χύτευσης. Οι συνεπείς διαδικασίες βουλκανισμού που περιλαμβάνουν ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας μειώνουν σημαντικά όλα τα απόβλητα.

Διαδικασία έγχυσης

Με τη χύτευση με έγχυση, το κοκκώδες πλαστικό τροφοδοτείται από έναν εξαναγκασμένο κριό από μια χοάνη σε ένα θερμαινόμενο βαρέλι. Καθώς οι κόκκοι μετακινούνται αργά προς τα εμπρός με ένα έμβολο τύπου βίδας, το πλαστικό πιέζεται σε έναν θερμαινόμενο θάλαμο, όπου τήκεται. Καθώς το έμβολο προχωρά, το λιωμένο πλαστικό πιέζεται μέσα από ένα ακροφύσιο που ακουμπά στο καλούπι, επιτρέποντάς του να εισέλθει στην κοιλότητα του καλουπιού μέσω μιας πύλης και ενός συστήματος δρομέα. Το καλούπι παραμένει κρύο και έτσι το πλαστικό στερεοποιείται σχεδόν μόλις γεμίσει το καλούπι.

Κύκλος χύτευσης με έγχυση

Η αλληλουχία των γεγονότων κατά τη διάρκεια του καλουπιού έγχυσης ενός πλαστικού τμήματος ονομάζεται κύκλος χύτευσης με έγχυση. Ο κύκλος ξεκινά όταν το καλούπι κλείνει, ακολουθούμενο από την έγχυση του πολυμερούς στην κοιλότητα του καλουπιού. Μόλις γεμίσει η κοιλότητα, διατηρείται μια πίεση συγκράτησης για να αντισταθμιστεί η συρρίκνωση του υλικού. Στο επόμενο βήμα, η βίδα γυρίζει, τροφοδοτώντας την επόμενη βολή στην μπροστινή βίδα. Αυτό προκαλεί την απόσυρση της βίδας καθώς προετοιμάζεται η επόμενη βολή. Μόλις το εξάρτημα κρυώσει αρκετά, το καλούπι ανοίγει και το εξάρτημα εκτοξεύεται.

Επιστημονική έναντι παραδοσιακής χύτευσης

Παραδοσιακά, το τμήμα έγχυσης της διαδικασίας χύτευσης γινόταν με μία σταθερή πίεση για να γεμίσει και να γεμίσει την κοιλότητα. Αυτή η μέθοδος, ωστόσο, επέτρεψε μεγάλη διακύμανση στις διαστάσεις από κύκλο σε κύκλο. Πιο συχνά χρησιμοποιείται τώρα επιστημονική ή αποσυνδεδεμένη χύτευση, μια μέθοδος που πρωτοστάτησε η RJG Inc. Σε αυτήν η έγχυση του πλαστικού "αποσυνδέεται" σε στάδια για να επιτρέψει καλύτερο έλεγχο των διαστάσεων του εξαρτήματος και περισσότερο από κύκλο σε κύκλο (κοινώς ονομάζεται shot-to -πλάνο στη βιομηχανία) συνέπεια. Πρώτα η κοιλότητα γεμίζει περίπου το 98% χρησιμοποιώντας έλεγχο ταχύτητας (ταχύτητας). Αν και η πίεση πρέπει να είναι επαρκής για να επιτρέπει την επιθυμητή ταχύτητα, οι περιορισμοί πίεσης σε αυτό το στάδιο είναι ανεπιθύμητοι. Μόλις η κοιλότητα γεμίσει κατά 98%, το μηχάνημα αλλάζει από τον έλεγχο ταχύτητας στον έλεγχο πίεσης, όπου η κοιλότητα «γεμίζεται» σε σταθερή πίεση, όπου απαιτείται επαρκής ταχύτητα για να φτάσει τις επιθυμητές πιέσεις. Αυτό επιτρέπει τον έλεγχο των διαστάσεων των εξαρτημάτων σε χιλιοστά της ίντσας ή καλύτερα.

Διαφορετικοί τύποι διεργασιών χύτευσης με έγχυση

Αν και οι περισσότερες διεργασίες χύτευσης με έγχυση καλύπτονται από την παραπάνω περιγραφή της συμβατικής διεργασίας, υπάρχουν αρκετές σημαντικές παραλλαγές χύτευσης που περιλαμβάνουν, αλλά δεν περιορίζονται σε:

• Χύτευση
• Χύτευση με έγχυση μετάλλων
• Χύτευση με έγχυση λεπτού τοιχώματος
• Χύτευση με έγχυση υγρού καουτσούκ σιλικόνης

Μια πιο ολοκληρωμένη λίστα των διαδικασιών χύτευσης με έγχυση μπορείτε να βρείτε εδώ:

Αντιμετώπιση προβλημάτων διαδικασίας

Όπως όλες οι βιομηχανικές διαδικασίες, η χύτευση με έγχυση μπορεί να παράγει ελαττωματικά εξαρτήματα. Στον τομέα της χύτευσης με έγχυση, η αντιμετώπιση προβλημάτων πραγματοποιείται συχνά με την εξέταση ελαττωματικών εξαρτημάτων για συγκεκριμένα ελαττώματα και την αντιμετώπιση αυτών των ελαττωμάτων με το σχεδιασμό του καλουπιού ή τα χαρακτηριστικά της ίδιας της διαδικασίας. Οι δοκιμές πραγματοποιούνται συχνά πριν από την πλήρη παραγωγή σε μια προσπάθεια να προβλεφθούν τα ελαττώματα και να καθοριστούν οι κατάλληλες προδιαγραφές που θα χρησιμοποιηθούν στη διαδικασία έγχυσης.

Όταν γεμίζετε ένα νέο ή άγνωστο καλούπι για πρώτη φορά, όπου το μέγεθος βολής για αυτό το καλούπι είναι άγνωστο, ένας τεχνικός/ρυθμιστής εργαλείων μπορεί να εκτελέσει μια δοκιμαστική λειτουργία πριν από την πλήρη παραγωγή. Ξεκινά με ένα μικρό βάρος βολής και γεμίζει σταδιακά μέχρι να γεμίσει το καλούπι κατά 95 έως 99%. Μόλις επιτευχθεί αυτό, θα εφαρμοστεί μια μικρή ποσότητα πίεσης συγκράτησης και ο χρόνος παραμονής θα αυξηθεί έως ότου επιτευχθεί το πάγωμα της πύλης (χρόνος στερεοποίησης). Ο χρόνος απενεργοποίησης της πύλης μπορεί να προσδιοριστεί αυξάνοντας το χρόνο κράτησης και, στη συνέχεια, ζυγίζοντας το εξάρτημα. Όταν το βάρος του εξαρτήματος δεν αλλάζει, τότε είναι γνωστό ότι η πύλη έχει παγώσει και δεν εγχέεται άλλο υλικό στο εξάρτημα. Ο χρόνος στερεοποίησης της πύλης είναι σημαντικός, καθώς καθορίζει τον χρόνο κύκλου και την ποιότητα και τη συνοχή του προϊόντος, το οποίο από μόνο του είναι ένα σημαντικό ζήτημα στην οικονομία της παραγωγικής διαδικασίας. Η πίεση συγκράτησης αυξάνεται μέχρις ότου τα εξαρτήματα να απαλλαγούν από νεροχύτες και να επιτευχθεί μερικό βάρος.

Ελαττώματα καλουπώματος

Η χύτευση με έγχυση είναι μια πολύπλοκη τεχνολογία με πιθανά προβλήματα παραγωγής. Μπορούν να προκληθούν είτε από ελαττώματα στα καλούπια, είτε πιο συχνά από την ίδια τη διαδικασία χύτευσης.

Μέθοδοι όπως η βιομηχανική αξονική σάρωση μπορούν να βοηθήσουν στην εύρεση αυτών των ελαττωμάτων τόσο εξωτερικά όσο και εσωτερικά.

ανοχές

Η ανοχή καλουπώματος είναι ένα καθορισμένο όριο για την απόκλιση σε παραμέτρους όπως διαστάσεις, βάρη, σχήματα ή γωνίες κ.λπ. Για να μεγιστοποιηθεί ο έλεγχος στη ρύθμιση των ανοχών υπάρχει συνήθως ένα ελάχιστο και μέγιστο όριο στο πάχος, με βάση τη διαδικασία που χρησιμοποιείται. Η χύτευση με έγχυση είναι συνήθως ικανή για ανοχές ισοδύναμες με βαθμό IT περίπου 9–14. Η πιθανή ανοχή ενός θερμοπλαστικού ή ενός θερμοσκληρυντικού είναι ±0.200 έως ±0.500 χιλιοστά. Σε εξειδικευμένες εφαρμογές επιτυγχάνονται ανοχές τόσο χαμηλές όσο ±5 μm τόσο στις διαμέτρους όσο και στα γραμμικά χαρακτηριστικά στη μαζική παραγωγή. Μπορούν να επιτευχθούν φινιρίσματα επιφανειών 0.0500 έως 0.1000 μm ή καλύτερα. Είναι επίσης δυνατές οι τραχιές ή βοτσαλωτές επιφάνειες.

Απαιτήσεις ισχύος

Η ισχύς που απαιτείται για αυτή τη διαδικασία χύτευσης με έγχυση εξαρτάται από πολλά πράγματα και ποικίλλει μεταξύ των χρησιμοποιούμενων υλικών. Οδηγός αναφοράς για τις διαδικασίες παραγωγής δηλώνει ότι οι απαιτήσεις ισχύος εξαρτώνται από το «ειδικό βάρος, το σημείο τήξης, τη θερμική αγωγιμότητα, το μέγεθος του εξαρτήματος και τον ρυθμό χύτευσης ενός υλικού». Παρακάτω είναι ένας πίνακας από τη σελίδα 243 της ίδιας αναφοράς όπως αναφέρθηκε προηγουμένως που απεικονίζει καλύτερα τα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την ισχύ που απαιτείται για τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά.

Ρομποτική χύτευση

Ο αυτοματισμός σημαίνει ότι το μικρότερο μέγεθος εξαρτημάτων επιτρέπει σε ένα κινητό σύστημα επιθεώρησης να εξετάζει πολλαπλά μέρη πιο γρήγορα. Εκτός από την τοποθέτηση συστημάτων επιθεώρησης σε αυτόματες συσκευές, τα ρομπότ πολλαπλών αξόνων μπορούν να αφαιρέσουν εξαρτήματα από το καλούπι και να τα τοποθετήσουν για περαιτέρω διεργασίες.

Συγκεκριμένες περιπτώσεις περιλαμβάνουν την αφαίρεση εξαρτημάτων από το καλούπι αμέσως μετά τη δημιουργία των εξαρτημάτων, καθώς και την εφαρμογή συστημάτων μηχανικής όρασης. Ένα ρομπότ πιάνει το εξάρτημα αφού έχουν επεκταθεί οι ακίδες του εκτοξευτήρα για να απελευθερώσει το εξάρτημα από το καλούπι. Στη συνέχεια τα μετακινεί είτε σε μια θέση εκμετάλλευσης είτε απευθείας σε ένα σύστημα επιθεώρησης. Η επιλογή εξαρτάται από τον τύπο του προϊόντος, καθώς και από τη γενική διάταξη του εξοπλισμού κατασκευής. Τα συστήματα όρασης που είναι τοποθετημένα σε ρομπότ έχουν βελτιώσει σημαντικά τον ποιοτικό έλεγχο για ένθετα χυτά εξαρτήματα. Ένα κινητό ρομπότ μπορεί να προσδιορίσει με μεγαλύτερη ακρίβεια την ακρίβεια τοποθέτησης του μεταλλικού εξαρτήματος και να επιθεωρήσει ταχύτερα από ό,τι ένας άνθρωπος.

Φωτογραφίες