Technika formowania wtryskowego wspomaganego gazem (GAIM) zwiększa wydajność części dzięki metodom wtrysku gazu. Standardowa procedura formowania wtryskowego (SIM) różni się tym, że wtrysk gazu odbywa się wewnątrz gniazda formy przez cały okres wtryskiwania materiału. Podejście to ma kluczowe znaczenie w porównaniu z tradycyjną metodą SIM. Zmniejsza i poprawia jakość części oraz zużycie materiału. Ogólny wpływ to wysoki poziom i złożone geometrie oraz cienkie ścianki części produkcyjnych.

Podstawowe zasady GAIM

Operatorzy wprowadzają precyzyjne ilości gazu do gniazda formy poprzez formowanie wtryskowe wspomagane gazem. Proces topienia plastiku następuje przed zakończeniem montażu gazu. Gaz wytwarza pusty centralny obszar w istniejącej części. Rdzeń pozwala procesom produkcyjnym zmniejszyć zarówno wymagania materiałowe, jak i wagowe. Metoda ta zachowuje jakość strukturalną i integralność systemu.

Wtrysk materiału

Formowanie wtryskowe wspomagane gazem rozpoczyna standardowe formowanie wtryskowe. Stopione tworzywo sztuczne jest umieszczane we wnęce formy pod wysokim ciśnieniem. Pod wpływem dużej siły tworzywo sztuczne jest umieszczane w formie, tworząc dokładny kształt części. Produkty z GAIM są lepsze od tych ze standardowego formowania wtryskowego.

Etap wtrysku gazu

Gazowy azot przechodzi przez dyszę po napełnieniu rdzenia. Gaz przepływa przez kanały gazowe przez tworzywo sztuczne. Wytwarza ciśnienie, które dostosowuje stopione tworzywa sztuczne w rdzeniu. Proces ten minimalizuje ilość stosowanego materiału, cienkich ścian zewnętrznych i pojemników na gaz.

Etap chłodzenia

Trzecią fazą procesu formowania wtryskowego ze wspomaganiem gazowym jest faza chłodzenia. Faza chłodzenia wymaga czasu, ponieważ kształt produktu jest już na miejscu. Faza chłodzenia poprzedza fazę wtrysku gazu. Celem jest zestalenie tworzywa sztucznego na pęcherzyku gazu. Proces przebiega zgodnie z nawigacją gazu do przekroju kanału gazowego. Podejście jest zazwyczaj półokrągłe. Zestalanie jako proces zapewnia, że wydrążona sekcja nie zapadnie się. Dodatkowo odpowiada za utrzymanie równomiernego tempa chłodzenia gazu. Ten proces chłodzenia jest niezbędny do skutecznego zestalania tworzyw sztucznych.

Formowanie wtryskowe

Ostatnim etapem jest wyrzucenie formy. Polega on na otwarciu formy w celu uwolnienia gotowej części. Wejście do formy powinno nastąpić przed upływem wyznaczonego czasu. Gaz odgrywa istotną rolę, gdy forma otwiera się, aby uciec przez szczelinę powietrzną. Pusta wnęka wewnątrz części formy uzupełnia pozostały segment. Po utworzeniu formy, część wychodzi przez otwartą sekcję formy.

Kluczowi zwolennicy GAIM

Właściwa struktura podstawowych komponentów pozostaje kluczowa dla formowania wtryskowego wspomaganego gazem.

System wtrysku gazu: Mistrzowie systemów wtrysku gazu ułatwiają operację formowania wtryskowego wspomaganego gazem. System zawiera regulację ciśnienia zasilania azotem i zawór sterujący, który kontroluje przepływ gazu. Dysza wykorzystuje swoją konstrukcję do transportu gazu do gniazda formy.
Maszyna do formowania wtryskowego: Specjalne zawory i sterowniki do zarządzania przepływem gazu znacząco zmieniają standardowe maszyny wtryskowe poprzez integrację systemu wtrysku gazu. Producenci wdrażają zmodernizowany sprzęt produkcyjny, aby wykonywać jednoczesną produkcję standardowych elementów, jak również formowanie wspomagane gazem z jednej instalacji. Obniża to koszty produkcji ponoszone przez producentów.

Projektowanie form

Zaprojektowane formy zawierają elementy wspomagane gazem dla prawidłowego przepływu powietrza, który generuje puste elementy w formowanych komponentach. Montaż odpowiedniej konstrukcji formy pozostaje niezbędny do osiągnięcia właściwej dystrybucji gazu. Gaz przemieszcza się przez określone pęknięcia wzdłuż linii osłabienia, tworząc istotną sekcję. Formy wtryskowe muszą zawierać elementy umożliwiające przedostawanie się gazu do przestrzeni formy.

Porównanie ze standardowym formowaniem wtryskowym

Materiały stosowane w formowaniu wtryskowym wspomaganym gazem wymagają zwiększenia wydajności ze względu na współczynnik efektywności tej metody. Dawne i starsze metody formowania wtryskowego wymagają pełnego materiału wnęki do formowania części. Ma to wpływ na dużą ilość użytego materiału, zwłaszcza w przypadku grubych i dużych części. Z drugiej strony, gaz tworzy pusty środek. Efektem jest niewielka ilość materiału użytego do utrzymania wytrzymałości i trwałości.

Redukcja wagi: Ograniczone zużycie materiału zapewnia przewagę w zakresie redukcji masy. Proces formowania wspomaganego gazem tworzy puste sekcje w środku części, co skutkuje mniejszą wagą i zwiększoną wytrzymałością. Standardowe formowanie wtryskowe wymaga wypełnienia wnęki, co wiąże się z dodatkowymi kosztami. Wypełnienie jest zatem marnotrawstwem w porównaniu do formowania ze wspomaganiem gazowym.

Wykończenie powierzchni i jakość: Formowanie wtryskowe ze wspomaganiem gazowym może oferować więcej wykończeń powierzchni niż części ze standardowego formowania wtryskowego. Ciśnienie wtrysku gazu pomaga usunąć przepływ materiału, powietrze i niedoskonałości.

Ramy czasowe cyklu: Procesy formowania wspomaganego gazem wymagają więcej czasu niż standardowe formowanie wtryskowe, aby wykonać cykl. Cały proces wymaga dłuższego czasu trwania niż czas chłodzenia podczas wtrysku gazu. Czas cyklu czasami kończy się w krótkim okresie. Standardowa technologia formowania wtryskowego napotyka wyzwania podczas przetwarzania krótkich elementów, co staje się trudne w przypadku złożonych kształtów i lekkich zastosowań.

Elastyczność projektowania części: GAIM wyróżnia się, gdy tworzenie części wymaga złożonych geometrii. Prowadzi to również do cienkich ścianek i technicznych struktur wewnętrznych. Tworzenie pustych rdzeni w projektach produktów okazuje się trudne lub nieosiągalne w standardowych procesach formowania wtryskowego.

Kiedy stosować formowanie wtryskowe wspomagane gazem?

Branże, które wymagają najwyższej jakości wykończenia powierzchni, uważają formowanie wtryskowe ze wspomaganiem gazowym za niezbędną technologię. Ciśnienie gazu pomaga wyeliminować błędy i wady wynikające z pułapek powietrznych. Umożliwia również powstawanie linii przepływu i śladów zapadnięć, typowych dla standardowych procesów, w których wytwarzane są grube ścianki. Gładsze wykończenie powierzchni minimalizuje zapotrzebowanie na obróbkę końcową.

Znacząca redukcja części i wagi

Formowanie wtryskowe wspomagane gazem ma kluczowe znaczenie dla opracowywania dużych części i redukcji masy. Pomaga w redukcji wagi, koncentrując się na cienkich ściankach. Duże części powstają z pustej sekcji wewnątrz formy. Części z tworzyw sztucznych, zwłaszcza w sektorze motoryzacyjnym, produktów konsumenckich i lotniczym, koncentrują się na minimalnych poziomach masy. Procent wagi, która nie jest używana, waha się między 20-40 procent. Integralność strukturalna jest istotnym wynikiem tego procesu produkcyjnego, ponieważ umożliwia świadomą produkcję desek rozdzielczych, zapewniając jednocześnie silną integralność oparć siedzeń i elementów wykończeniowych.

Rozwój skomplikowanych struktur

Proces formowania wtryskowego ze wspomaganiem gazowym zapewnia odpowiednie wyniki przy tworzeniu części wymagających skomplikowanych projektów i smukłych struktur ścian. Producenci uzyskują puste przestrzenie za pomocą wtrysku gazu, dzięki czemu produkcja skomplikowanych struktur wewnętrznych jest mniej skomplikowana. Przemysł motoryzacyjny może opracowywać zderzaki i panele wewnętrzne za pomocą formowania wtryskowego ze wspomaganiem gazowym. Projekty mieszczą się między tradycyjnymi procesami wtrysku a procedurami wspomaganymi gazem. Producenci napotykają trudności w pracy ze ściankami o znacznych rozmiarach oraz materiałami stałymi i poddawanymi wysokiemu ciśnieniu.

Ograniczone wykorzystanie materiałów

Producenci aktywnie monitorują wydatki na surowce podczas produkcji na dużą skalę, ponieważ odgrywa to istotną rolę. Technika wspomaganego wtrysku ma kluczowe znaczenie dla obniżenia kosztów materiałów bez uszczerbku dla wytrzymałości produktu. Proces ten jest niezbędny głównie w przypadku produkcji części w dużych ilościach. Podejście oparte na oszczędności kosztów jest typowe dla przemysłu motoryzacyjnego i jest stosowane w przypadku części urządzeń, takich jak elementy obudów przemysłowych.

Części ze strukturami wewnętrznymi

GAIM to rozwiązanie dla części, które wymagają wewnętrznych cech, takich jak wgłębienia, żebra i kanały. Proces ten umożliwia produkcję pustych struktur wraz z wewnętrznymi kształtami. Zalety standardowego formowania wtryskowego są trudne do pokonania. Niezbędne urządzenia medyczne pochodzące z tej technologii obejmują butelki, strzykawki i pojemniki.

Typowe materiały stosowane w formowaniu wtryskowym wspomaganym gazem

ABS

Akrylonitryl-butadien-styren (ABS) jest jednym z podstawowych surowców napędzających operacje GAIM. Charakteryzuje się doskonałą płynnością, odpowiednimi właściwościami mechanicznymi i łatwością przetwarzania. ABS ma kluczowe znaczenie dla produkcji dóbr konsumpcyjnych i obudów elektronicznych. Jego dobra przepuszczalność gazu czyni go praktycznym w procesie formowania wtryskowego wspomaganego gazem.

PP

Polipropylen (PP) jest skuteczny w przemyśle motoryzacyjnym i opakowaniowym. Jego dobra stabilność termiczna i płynność umożliwiają formowanie złożonych części w wydrążonych strukturach i zwiększają ich wytrzymałość. Dobra odporność chemiczna polipropylenu sprawia, że nadaje się on do pracy w trudnych warunkach chemicznych.

PA

Poliamid (nylon) ma kluczowe znaczenie w procesie GAIM podczas wysokiej wytrzymałości mechanicznej i odporności na ciepło. Proces GAIM skutecznie produkuje części samochodowe, a jego zastosowanie rozciąga się na komponenty medyczne, przemysłowe i elektryczne. Niemniej jednak wymaga skutecznej kontroli i czasami ma wysoką lepkość.

PC

Poliwęglan (PC) odgrywa kluczową rolę w produkcji wysokiej jakości części GAIM. Proces GAIM koncentruje się na stabilności wymiarowej, odporności, udarności i przezroczystości. Struktura węglowa stanowi część większego produktu. Jego wysoka stabilność termiczna i wytrzymałość sprawiają, że nadaje się do części w środowiskach o wysokiej temperaturze. Charakteryzuje się również przepuszczalnością gazu, dzięki czemu jest przydatny w procesie GAIM. Niemniej jednak wymagana jest skuteczna kontrola ceny, aby uniknąć ewentualnych wad.

PS

GAIM wykazuje skuteczną wydajność i kompatybilność z istotnym materiałem, jakim jest polistyren (PS). Projektanci wykorzystują PS w swoich systemach, aby obniżyć koszty, gdy wysoki priorytet ma największe znaczenie. Właściwości materiału PS obejmują niską wytrzymałość, odporność na ciepło i łatwość produkcji.

PE

Polietylen (PE) jest wykorzystywany w technice formowania wtryskowego wspomaganego gazem do produkcji różnych komponentów przemysłowych i pojemników. Materiał ten charakteryzuje się płynnością, odpornością na chemikalia i skuteczną odpornością na uderzenia. Pomimo dobrych właściwości podczas aplikacji, PE wykazuje niższą odporność na ciepło niż inne materiały stosowane w procesie GAIM.

Tworzywa konstrukcyjne

Tworzywa konstrukcyjne definiują zbiorczą grupę materiałów w ramach jednej kategorii nazewnictwa. Trzy materiały tworzące tworzywa konstrukcyjne to PEEK, PEI i PPS. Polimery te zapewniają istotną funkcjonalność dzięki swoim niezwykłym właściwościom mechanicznym oraz solidnym właściwościom chemicznym i termicznym. Cechy ich zastosowań pozwalają firmom lotniczym, producentom urządzeń medycznych i producentom samochodów stać się potencjalnymi użytkownikami. Produkcja materiałów wymaga najnowocześniejszych systemów formowania dostępnych obecnie na rynku.

Zalety i wady formowania wtryskowego wspomaganego gazem

Zalety

Projektowanie złożonych części: Wtrysk gazu przez formę tworzy elementy konstrukcyjne, w tym puste kanały i wgłębienia. Wnęki i żebra są formowane wtryskowo. System umożliwia wytwarzanie skomplikowanych kształtów, które dają zaawansowane wyniki funkcjonalne. Ponadto proces ten zapewnia elastyczność i estetykę projektu, a także elastyczność i estetykę skomplikowanych i wymagających wielu funkcji części przy jednoczesnym wykonywaniu tych samych etapów produkcji.
Mniejsze materiały do projektowania: Pusty rdzeń w formowaniu wtryskowym ze wspomaganiem gazowym zużywa mniej materiału niż standardowe formowanie wtryskowe. Ponad 20 do 40 procent materiału nie ma zastosowania. Mniejsza objętość ma zasadnicze znaczenie dla części, zmniejszając 20-40 procent odpadów i przepełnienie formy. Producenci odnoszą korzyści z obniżenia kosztów materiałów, tworząc ekonomiczny proces.
Redukcja wagi: Proces wspomagany gazem odgrywa kluczową rolę w tworzeniu lekkich części, które zachowują integralność strukturalną. Podczas formowania wtryskowego ze wspomaganiem gazowym, wgłębienie w środku ma kluczowe znaczenie dla paneli drzwiowych ze wspomaganiem gazowym, tac lodówek i producentów samolotów Takie produkty podkreślają większą lekkość, a lekkość przyczynia się do lepszej ogólnej wydajności. Mniejsza waga ma kluczowe znaczenie dla transportu, zwiększając ogólną opłacalność.
Ulepszone wykończenie powierzchni: Ciśnienie gazu zwiększa redukcję defektów podczas formowania. Ślady zlewu, linie przepływu i pułapki powietrzne są powszechnymi wadami podczas formowania. Jakość wykończenia powierzchni osiąga gładki i spójny stan, ponieważ formowalne części wymagają doskonałego wyglądu. Drobne wady powierzchni wymagają minimalnej obróbki końcowej, co pozwala zaoszczędzić czas i koszty produkcji.

Punkty ujemne

Długi czas cyklu: Proces formowania wtryskowego ze wspomaganiem gazowym wymaga większej liczby etapów, w tym dodatkowego wtrysku gazu i chłodzenia, co wydłuża ramy czasowe. Proces ten może być konkurencyjny w niektórych obszarach. Jednak dodatkowy czas jest wyzwaniem ze względu na dodatkowe etapy. W środowiskach szybkiej produkcji priorytetem są czynniki inne niż proces, ponieważ nie wpływają one na szybkość produkcji. Technika ta sprawdza się gorzej, gdy kluczowym wymogiem jest szybki czas produkcji.
Ograniczenia ograniczające stosowane materiały do określonego zestawu: Produkty wykonane z materiałów, które są odporne na przenikanie gazu i wykazują słabą charakterystykę przepływu, stają się problematyczne podczas produkcji. Utrudnia to proces wtrysku gazu i jego powodzenie. Materiały wykazujące wysoką lepkość mogą być odpowiedzialne za niepełne wypełnienie formy. Mogą być również odpowiedzialne za niepełne wypełnienie i niewłaściwą dystrybucję gazu. W gotowym produkcie pojawią się rozległe wady. Producenci muszą wybierać opłacalne opcje materiałowe dla swoich produktów. Procesy produkcyjne obsługiwane przez formowanie gazowe wymagają materiałów, które działają odpowiednio z tymi procedurami, co prowadzi do ograniczenia wyboru materiałów.

Wnioski

Formowanie wtryskowe wspomagane gazem to elastyczna technika produkcji, która zapewnia doskonałe wyniki. Zapewnia ogromne korzyści w porównaniu ze standardowym procesem formowania wtryskowego, głównie ze względu na lekkość materiałów i wysoką jakość produktów. Przyjęcie formowania wtryskowego z gazem do pustych rdzeni w stopionych częściach jest kluczowe dla producentów. Systemy zarządzania cenami muszą być skutecznie stosowane, aby zminimalizować możliwe problemy w produkcji. Polistyren (PS) jest podstawowym materiałem, który skutecznie funkcjonuje z GAIM. GAIM staje się niezbędny, gdy oszczędności są niezbędne obok zarządzania priorytetami. PS posiada trzy podstawowe właściwości: łatwość przetwarzania, niską wytrzymałość i dobrą tolerancję na ciepło. Kluczowe branże, takie jak motoryzacyjna, medyczna, lotnicza i konsumencka są kluczowe i korzystają z formowania wtryskowego wspomaganego gazem.