Die Fertigungsindustrie hat sich weiterentwickelt. Um das gewünschte Produkt mit der idealen Form zu erhalten, werden verschiedene Herstellungsverfahren eingesetzt. Das Spritzgießen ist eines davon und sehr beliebt, da es eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit bietet. Manche Menschen sind jedoch verwirrt über die Frage: Was ist Spritzgießen?
Ich weiß, dass dieser Prozess sehr komplex ist. Sie müssen mehrere Schritte befolgen, um das Endprodukt zu erhalten. Wenn Sie jedoch über ein gewisses Grundwissen verfügen, wird der Prozess ganz einfach. Wenn Sie bereit sind, das Spritzgießen im Detail zu verstehen, haben Sie Glück. Ich werde tief eintauchen und alles erkunden, was mit diesem Herstellungsverfahren zusammenhängt. Also, fangen wir an!
Überblick über das Spritzgießen
Das Spritzgießen ist ein Fertigungsverfahren zur Herstellung von Teilen mit einer komplexen Form. Bei diesem Verfahren werden Formen und geschmolzenes Material verwendet. Die Hersteller füllen die Form mit geschmolzenem Material und lassen es dann erstarren. Sobald das Material getrocknet ist, entnimmt der Hersteller das Teil mit einem Ausstoßverfahren aus der Form.
Im Allgemeinen sind Kunststoffe das Hauptmaterial, das beim Spritzgießen verwendet wird. Das Verfahren beginnt mit der Herstellung einer Form mit einer bestimmten Form. Diese Form besteht aus einem Hohlraum, der einem bestimmten Design ähnelt. Das Material wird erhitzt und schmilzt. Das geschmolzene Material wird in die Form gespritzt.
Sobald das geschmolzene Material trocknet, nimmt es die Form der Gussform an. Auf diese Weise erhält der Hersteller die gewünschte Produktform. Dieses Herstellungsverfahren ist nicht neu. John Wesley Hyatt war der erste, der sich 1872 mit dem Spritzgießen beschäftigte. Im Laufe der Jahre erfuhr das Verfahren verschiedene Veränderungen und Weiterentwicklungen.
In der Vergangenheit wurden alle Schritte dieser Methode durch menschliche Arbeitskraft ausgeführt. Heute haben sich die Dinge jedoch geändert. Es gibt verschiedene Spritzgießmaschinen. Einige von ihnen sind hydraulisch, andere sind elektrisch. Dank ihrer Benutzerfreundlichkeit ist dieses Verfahren sehr schnell und effizient geworden. Dieses Verfahren bietet eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit.
Sie können in kürzester Zeit Tausende von Teilen mit identischen Formen herstellen. Eine Sache, die mir aufgefallen ist, ist, dass diese Methode von den geeigneten Parametern abhängt. Dazu gehören optimaler Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und so weiter. Jeder Parameter, der nicht in einem geeigneten Bereich liegt, kann das Endergebnis beeinträchtigen. Allerdings zeichnet sich das Verfahren durch seine Präzision aus.
Wie funktioniert das Spritzgießen?
Ich habe einen kurzen Überblick über dieses Spritzgussverfahren gegeben. Allerdings ist es nicht so einfach, wie es klingt. Dieses Verfahren umfasst mehrere Schritte, bevor das Endprodukt hergestellt wird. Jeder Schritt ist entscheidend für ein perfektes Ergebnis. Ein kleiner Fehler in einem Schritt führt zu einem minderwertigen Endprodukt. Im folgenden Abschnitt werde ich die einzelnen Schritte des Spritzgießens erläutern.\
1- Auswahl des Materials
Die Auswahl des richtigen Materials für das Spritzgießverfahren ist von größter Bedeutung. Mit dem richtigen Material können Sie starke Teile herstellen. Wenn das Ausgangsmaterial zerbrechlich ist, erhalten Sie minderwertige Teile. Es gibt eine Vielzahl von Materialien für das Spritzgießen. Zu den beliebtesten Materialien gehören Gummi, Metalle, Kunststoffe und so weiter.
Kunststoff ist jedoch das von den Herstellern am häufigsten verwendete Material. Der Grund dafür ist, dass es sich während des Formprozesses nicht verschlechtert. Außerdem lässt es sich leicht und schnell verfestigen, so dass der Prozess schnell abläuft. Vor allem aber bietet es eine optimale Haltbarkeit zu einem erschwinglichen Preis.
Wie Sie wissen, gibt es Kunststoffe in vielen Varianten. Beispiele sind Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Nylon. Alle diese Unterarten von Kunststoffen unterscheiden sich in Bezug auf ihre Eigenschaften und Preise. Sie sollten sich für eine Variante entscheiden, die Ihren Produktanforderungen entspricht. Sie können auch Metall verwenden, aber das würde den Prozess kostspielig machen.
2- Entwurf von Formen
Stellen Sie sich vor, Sie benötigen ein Teil mit einem bestimmten Design. Sie müssen eine Form herstellen und entwerfen, die Ihrem gewünschten Teil ähnlich ist. Denken Sie daran, dass Sie ein Produkt mit der falschen Form erhalten, wenn die Form falsch ist. Auch Größe und Abmessungen hängen von der Form ab.
Eine Form ist eine Hohlform mit einem Hohlraum. Sie wird mit geschmolzenem Material gefüllt. Sobald das geschmolzene Material erstarrt, nimmt es die Form der Form an. Eine Form ist für eine bestimmte Form eines Teils oder einer Komponente geeignet. Die Form hat in der Regel ein Loch oder eine Öffnung, die als Anguss bezeichnet wird. Durch diese winzige Öffnung wird das geschmolzene Material in die Form eingespritzt.
Es stellt sich die Frage: Wie stelle ich eine spezifische Form her, die meinem gewünschten Teil ähnelt? Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Gussformen herzustellen. Die Konstrukteure entwerfen und erstellen zunächst Prototypen der Form mit Hilfe einer Software. Dieser Entwurf ist identisch mit der erforderlichen Form des gewünschten Teils. Die Hersteller stellen dann die Form entsprechend dem Entwurf her.
Kurzer Hinweis: Die Herstellung der Form ist einer der schwierigsten Schritte bei diesem Spritzgussverfahren. Sie ist teuer und erfordert mehr Zeit, was den Prozess verlangsamt. Außerdem müssen die Hersteller die Formen sorgfältig bearbeiten. Kleine Fehler können zu massiven Rückschlägen führen. Die richtige Form entscheidet über den Erfolg; wenn sie falsch ist, ist das Spiel vorbei.
3- Einspritzen des Materials in die Form
Die Hersteller verwenden für diesen Schritt Spritzgießmaschinen. Das Rohmaterial, z. B. Kunststoffteile oder Granulat, wird in den Trichter der Maschine gegeben. Ein Trichter ist ein kleiner Teil der Spritzgussform, in dem das Rohmaterial gelagert wird. Dieses Rohmaterial wird im Zylinder stark erhitzt.
Der Trommelteil der Maschine liefert extreme Hitze und schmilzt das Rohmaterial. In dieser Kammer werden sowohl Druck als auch Temperatur auf einem bestimmten Niveau gehalten. In der Trommel werden die Kunststoffe zu Metall und schmelzen. Das geschmolzene Material wird dann in die Form gegossen. Dieser Prozess findet jedoch unter sehr hohem Druck statt.
Die Spritzgießmaschine besteht aus einer Einspritzeinheit. Diese Einheit spritzt den geschmolzenen Kunststoff über die Angussöffnung in die Form. Die Maschine spritzt den geschmolzenen Kunststoff so lange in die Form, bis diese gefüllt ist. Beachten Sie, dass es verschiedene Spritzgießmaschinen gibt. Sie alle unterscheiden sich darin, wie sie den geschmolzenen Kunststoff in die Form einspritzen.
Kurzer Hinweis: Die Maschinen sind sehr spezifisch im Umgang mit bestimmten Rohstoffen. Zum Beispiel ist die Gummispritzgießmaschine verwendet Kautschuk als Rohmaterial. Umgekehrt, Kunststoffspritzgießmaschinen mit Kunststoffen als Rohmaterial arbeiten. Man kann einer Gummiformmaschine keine Kunststoffe geben. Das gilt auch für das Gegenteil.
4- Erstarrung und Abkühlung
Sobald die Form mit geschmolzenem Kunststoff gefüllt ist, beginnt der Erstarrungsprozess. In diesem Schritt werden die geschmolzenen Kunststoffe bei einer kontrollierten Temperatur abgekühlt. Dadurch wird er trocken und fest. Während der Erstarrung nimmt der Kunststoff die Form der Form an.
Unabhängig von der Form der Gussform nimmt der feste Kunststoff also diese Form an. Angenommen, die Form ist ein quadratischer Block; der geschmolzene Kunststoff erstarrt und wird zu einem quadratischen Block. Die Hersteller halten die Temperatur während des Erstarrungsprozesses niedrig.
5- Auswurfverfahren
Dies ist der letzte Schritt des Spritzgießverfahrens. Während des Prozesses bleibt die Form auf der Schließeinheit der Spritzgießmaschine. Diese Form besteht aus zwei Hälften. Die Schließeinheit lässt den Druck von der Form ab, wodurch sich die beiden Hälften trennen.
Der Hersteller hält einen Stift im Boden der Form. Dieser Stift, der auch als Auswerfer bezeichnet wird, spielt eine entscheidende Rolle beim Auswerfen des Materials (des geformten Produkts). Der Stift ist an der Platte unter dem Material am Boden der Form befestigt. Zum Zeitpunkt des Auswerfens zieht der Hersteller den Auswerferstift nach oben.
Die untere Platte wird herausgefahren und bringt das Produkt aus der Form. Beachten Sie, dass diese Platte geschmolzenes Material trägt. Das geschmolzene Material wird durch die Erstarrung fest. Die Platte bietet eine Basis für das geformte Produkt. Wenn die Platte durch den Stift gezogen wird, kommt das geformte Produkt aus der Form.
Das geformte Produkt oder Teil ist nun einsatzbereit. Ein entscheidender Schritt ist die Aufrechterhaltung des richtigen Drucks während des gesamten Prozesses. Ein falscher Druck und eine falsche Temperatur können zur Bildung von Luftblasen oder zur unvollständigen Befüllung der Formen führen. Jeder Schritt erfordert eine bestimmte Temperatur. Auch andere Faktoren, wie die Luftfeuchtigkeit, müssen im Auge behalten werden.
Materialien für das Spritzgießen
Wie ich bereits sagte, werden beim Spritzgießen verschiedene Materialien verwendet. Die Auswahl des Materials hängt von den Bedürfnissen des Herstellers ab. Wenn er ein Material mit hoher Härte wünscht, sind duroplastische Kunststoffe eine geeignete Option. Jedes Material hat seine eigenen Eigenschaften.
Einige Hersteller verwenden es als Material. Der Hauptgrund dafür ist, dass sie sehr robuste Teile herstellen wollen. Die Verwendung von Metall ist jedoch keine kostengünstige Lösung. Das Schmelzen von Metall erfordert eine hohe Temperatur, und diese zu erreichen ist kostspielig. Die Fässer benötigen mehr Leistung von den Maschinen, um mehr Wärme zu erzeugen.
Das am häufigsten verwendete Material in diesem Prozess ist Kunststoff. Interessanterweise gibt es bei Kunststoffen viele Untertypen. Jeder dieser Untertypen hat seine eigenen Eigenschaften. Hier ist eine Liste einiger Kunststoffe, die im Spritzgussverfahren verwendet werden:
- Elastomere
- Thermoplastische Kunststoffe
- Duroplastische Kunststoffe:
- Polytetrafluorethylen (PTFE)
- Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFRP)
Unter all diesen Sorten sind Thermoplaste am weitesten verbreitet. Die Hersteller verwenden diesen Kunststoff bevorzugt, weil er hohen Temperaturen standhält. Außerdem ist er kostengünstig und zersetzt sich nicht, wenn er aus der Form kommt. Duroplastische Kunststoffe sind nur dann geeignet, wenn die Hersteller Produkte mit hoher Härte benötigen.
Ist das Spritzgießen umweltfreundlich und kostengünstig?
Ja, das Spritzgießen ist 100% umweltfreundlich. Es entstehen keine schädlichen Abfälle oder Gase. Vielmehr werden für den gesamten Herstellungsprozess wiederverwertbare Materialien verwendet. Auch die bei diesem Verfahren anfallenden Abfälle können wiederverwendet werden.
Viele moderne Hersteller bevorzugen diese Herstellungsmethode. Sie verursacht keine Umweltverschmutzung. Darüber hinaus ist die Verwendung von recycelbarem Material sowohl für die Umwelt als auch für die Hersteller von Vorteil. Hier sind drei Hauptaspekte, die seine Umweltfreundlichkeit unterstreichen.
- Verwenden Sie recycelbare Kunststoffe
- Erzeugt keine Verschmutzung oder schädliche Gase
- Spritzgießmaschinen verbrauchen sehr wenig Energie
Was mir an Spritzgießmaschinen gefällt, ist, dass sie keinen großen Lärm machen. Der Prozess trägt also nicht wesentlich zur Lärmbelästigung bei. Außerdem sind die Ausgangsmaterialien aus Kunststoff erschwinglich. Jeder kann sie kaufen und eine Form als Heimwerkerprojekt herstellen. Allerdings sind diese Spritzgießmaschinen teuer, was ein Nachteil ist.
Schlussfolgerung
Das Spritzgussverfahren ist in der Tat hervorragend, und die Hersteller lieben es. Es verursacht keine Umweltverschmutzung und bietet eine hervorragende Wiederholbarkeit und Präzision. Sie können so viele Produkte herstellen, wie Sie wollen. Alles, was Sie tun müssen, ist, eine Form mit einem bestimmten Design zu erstellen. Nun können Sie die Maschine benutzen und immer wieder neue identische Produkte herstellen.
Verschiedene Spritzgießmaschinen machen den Prozess sehr schnell und effizient. Allerdings sind diese Maschinen hochwertig und sehr kostspielig, was ein Nachteil ist. In diesem Leitfaden habe ich die Funktionsweise von Spritzgussverfahren in einfachen Schritten erklärt. Wir hoffen, dass dieser Leitfaden einen Mehrwert für den Herstellungsprozess bietet.
