Bij vacuümgestuurd rubbervormen wordt lucht uit de matrijs verwijderd vóór of tijdens het spuitgieten. Door de hoeveelheid ingesloten lucht te verminderen, kan de vulling van de matrijs verbeteren, interne holtes worden beperkt en het risico op luchtbellen, brandplekken en onvolledige oppervlaktedetails worden verlaagd.
Deze technologie is met name geschikt voor dikke componenten, diepe holtes, rubber-metaalverbindingen, matrijzen met meerdere holtes en producten met hoge eisen aan afdichting of uiterlijk.
Het installeren van een vacuümpomp alleen garandeert echter geen foutloze productie. Matrijsafdichting, ventilatieontwerp, vacuümtiming, injectiesnelheid, samenstelling van het mengsel en vulkanisatieparameters moeten als één proces worden gecontroleerd.
Modern rubber spuitgietmachines Het sluiten van de mal, het vacuümtrekken, het injecteren, het uitharden en het openen van de mal kunnen worden gecoördineerd via een programmeerbaar besturingssysteem.
Wat is een vacuüm rubbervormmachine?
Vacuümrubbervormmachines combineren rubbervormapparatuur met een systeem dat lucht uit de gesloten mal zuigt.
Afhankelijk van de productiemethode kan vacuümtechnologie worden gebruikt met:
- Spuitgietmachines voor rubber
- Rubber compressievormmachines
- Rubber transfer molding machines
- Rubber vulkaniseerpersen
Bij vacuümrubberspuitgieten wordt het rubbermengsel geplastificeerd en in een gesloten, vacuüm geperste mal geïnjecteerd. Door hitte en druk wordt het vulkanisatieproces voltooid.
Het vacuümsysteem geeft het product geen vorm en hardt het ook niet uit. Het belangrijkste doel ervan is het creëren van betere omstandigheden voor het vullen van de mal door de lucht in de holte te verminderen.
Hoe werkt vacuümrubberspuitgieten?
De productie volgt over het algemeen deze volgorde:
- Het voorbereide rubbermengsel komt in het toevoersysteem terecht.
- Door de schroefbeweging wordt het materiaal zachter, gemengd en plastificeerbaar.
- De mal sluit zich en creëert een luchtdichte afsluiting.
- De vacuümpomp begint met het afzuigen van lucht uit de holte.
- Sensoren bewaken het vacuümniveau.
- De injectie begint nadat aan de geprogrammeerde voorwaarde is voldaan.
- Het rubber stroomt via de aanvoerkanalen en de poort de matrijs in.
- Door hitte en druk wordt de verbinding gevulkaniseerd.
- De mal gaat open na het uithardingsproces.
- De afgewerkte producten worden verwijderd voordat de volgende cyclus begint.
De exacte volgorde varieert afhankelijk van de machineconfiguratie, de productgeometrie en het matrijsontwerp. Bij sommige toepassingen wordt vacuüm toegepast vóór de injectie, terwijl bij andere het vacuüm gedurende een deel van het vulproces wordt gehandhaafd.
Voor een overzicht van materiaalvoorbereiding, injectie, uitharding en ontvorming, zie de volledig rubber spuitgietproces.
Waarom raakt er lucht gevangen in rubberen mallen?
Elke lege matrijs en gietkanaal bevat lucht voordat het injectieproces begint. Wanneer het materiaal de matrijs binnenkomt, moet deze lucht via de ontluchtingsopeningen, de scheidingslijn of de vacuümkanalen naar buiten.
De kans op een val wordt groter wanneer:
- Diepe ribben of blinde gedeelten beperken de luchtstroom.
- Meerdere stromingsfronten komen samen in de holte.
- Inzetstukken onderbreken het materiaalpad.
- De injectiesnelheid is te hoog.
- De viscositeit van rubber is hoog.
- De ventilatieopeningen voor schimmelvorming zijn verstopt of te klein.
- Dikke secties genereren of houden meer gas vast.
- De plaatsing van de gate leidt de lucht naar een afgesloten ruimte.
- Samengesteld vocht of vluchtige bestanddelen zorgen voor extra gasvorming.
Door de materiaalstroom kan een ontluchtingsopening ook worden afgesloten voordat alle lucht ontsnapt. Eenmaal ingesloten, wordt het gas samengeperst door het oprukkende rubber.
Perslucht kan een volledige vulling belemmeren of plaatselijk zoveel warmte genereren dat de substantie aan het einde van het stroomtraject verbrandt.
Voordelen van vacuümgestuurd rubbervormen
Minder luchtbellen en interne holtes
Door lucht te verwijderen vóór het spuitgieten, wordt de hoeveelheid gas die in het gegoten onderdeel achterblijft, verminderd.
Dit is met name belangrijk voor afdichtingsonderdelen en drukdragende producten, waar interne holtes de prestaties kunnen beïnvloeden, zelfs als het buitenoppervlak er acceptabel uitziet.
Verbeterde vulling van complexe holtes
Een lagere matrijsdruk zorgt ervoor dat het geplastificeerde rubber gemakkelijker in smalle ribben, verderafgelegen secties en gedetailleerde vormkenmerken kan vloeien.
Vacuümondersteuning kan waardevol zijn wanneer de productvorm conventionele ontluchting bemoeilijkt.
Lager risico op brandwonden
Lucht die aan het einde van het vulproces vast komt te zitten, wordt samengeperst naarmate het rubber verder wordt opgevuld. De resulterende hitte kan leiden tot donkere of aangebrande plekken.
Het verminderen van de hoeveelheid lucht in de matrijs helpt dit probleem te beheersen, hoewel ook de injectiesnelheid en de toestand van de ontluchting gecontroleerd moeten worden.
Betere oppervlaktereproductie
Luchtbellen kunnen voorkomen dat rubber in contact komt met delen van het vormoppervlak. Effectieve verwijdering van luchtbellen zorgt voor duidelijkere texturen, scherpere details en een gelijkmatiger oppervlak.
Verbeterde rubber-metaalvorming
Lucht die rond een inzetstuk is opgesloten, kan het materiaalcontact of de hechting belemmeren. Vacuümgestuurd vullen zorgt ervoor dat de compound moeilijk bereikbare plekken rond metalen onderdelen kan bereiken.
Meer herhaalbare productie
Programmeerbare vacuümtiming en automatische bewaking verminderen de afhankelijkheid van handmatige beoordeling. Consistente evacuatieomstandigheden dragen bij aan stabielere resultaten van cyclus tot cyclus.
Belangrijkste onderdelen van een vacuümsysteem voor rubbervorming
Vacuümconfiguraties variëren, maar omvatten doorgaans:
- Vacuümpomp
- Vacuümtank
- Regelkleppen
- Vacuümsensor
- Afdichtring voor de mal
- Stofzuigerslangen
- Afvoerkanalen voor holtevorming
- Aansluitpoorten
- PLC-tijdregeling
- Lek- of drukalarmen
Elk onderdeel draagt bij aan de systeemprestaties. Het verhogen van de pompcapaciteit lost lekkage veroorzaakt door beschadigde afdichtingen, losse verbindingen of een ongeschikte matrijsconstructie niet op.
Eisen voor het afdichten van mallen
Betrouwbaar vacuümvormen begint met een goed afgedichte mal.
Lekkage kan optreden rondom:
- Vormscheidingsvlakken
- Afdichtringen
- Insteekopeningen
- Vacuümconnectoren
- Slangen
- Kleppen
- Onderdelen voor het verplaatsen van mallen
Controleer deze onderdelen op slijtage, vervuiling en onjuiste montage voordat u de vacuüminstelling wijzigt.
Ook de afdichtingsoppervlakken moeten schoon blijven. Uitgehard rubber, stof of resten van lossingsmiddel kunnen voorkomen dat de mal een consistent vacuümniveau bereikt.
Belangrijke vacuümprocesparameters
Vacuümniveau
Het benodigde vacuümniveau is afhankelijk van het matrijsvolume, de productgeometrie, lekkage van de mal, het gedrag van het compound en de kwaliteitseisen.
Het is niet altijd nodig om het hoogst beschikbare vacuüm te gebruiken. Het doel is om voldoende lucht te verwijderen om een stabiele vulling te bereiken zonder de apparatuur onnodig te belasten.
Evacuatietijd
Een te korte inwerktijd laat lucht in de mal achter. Een te lange inwerktijd verlengt de vormcyclus zonder noodzakelijkerwijs de productkwaliteit te verbeteren.
Procesproeven moeten de kortste evacuatietijd bepalen die consistente resultaten oplevert.
Injectievertraging
De machine mag pas beginnen met injecteren nadat de geprogrammeerde vacuümconditie is bereikt.
Te vroeg beginnen kan leiden tot variaties tussen de cycli, omdat de hoeveelheid lucht die in de holte achterblijft niet constant is.
Injectiesnelheid
Vacuümondersteuning heft de noodzaak van een gecontroleerde injectiesnelheid niet op.
Overmatige snelheid kan nog steeds de volgende gevolgen hebben:
- Turbulente materiaalstroom
- Luchtcompressie
- Brandvlekken
- Flash
- Voeg beweging in
- Instabiele vulling
Bij complexe mallen kan een gefaseerd snelheidsprofiel, waarbij het materiaal tegen het einde van het vullen wordt afgeremd, voordelen bieden.
Schimmeltemperatuur
De temperatuur beïnvloedt zowel de materiaalstroom als het uithardingsgedrag. Als de mal te heet is, kan het vulkanisatieproces beginnen voordat de holte volledig gevuld is.
Ongelijkmatige matrijstemperaturen kunnen ook leiden tot verschillende stromingsomstandigheden tussen de holtes.
Tijdstip van vacuümontlading
Het vacuüm te vroeg loslaten kan ervoor zorgen dat er weer lucht in de holte komt. Het vacuüm langer dan nodig vasthouden kan de cyclusduur verlengen.
Het moment van afgifte moet worden afgestemd op het voltooien van de injectie en het vullen van de caviteit.
Vacuümvormen, matrijsontluchting en uitlaatcycli
Vacuümregeling is slechts één methode om gas uit een rubberen mal te verwijderen.
| Methode | Hoofdfunctie |
|---|---|
| Schimmelventilatie | Zorg voor een ontsnappingsroute voor verplaatste lucht. |
| Vacuümsysteem | Verwijdert actief lucht uit de afgesloten ruimte. |
| Uitlaatcyclus | Laat ingesloten lucht of uithardingsgassen ontsnappen na sluiting. |
| Gecontroleerde injectiesnelheid | Voorkomt overmatige gascompressie |
| Samengestelde controle | Vermindert vocht- en vluchtige-stofgerelateerde defecten. |
Deze methoden vullen elkaar aan en zijn niet onderling verwisselbaar.
Effectieve ontluchtingsopeningen in de mal blijven noodzakelijk omdat er tijdens het vullen lucht en gassen kunnen blijven circuleren. Ook kunnen ontluchtingscycli nodig zijn wanneer er gassen vrijkomen tijdens de vroege vulkanisatiefase.
Veelvoorkomende problemen bij het vacuümvormen van rubber
| Probleem | Mogelijke oorzaken | Aanbevolen controles |
| Het beoogde vacuüm kan niet worden bereikt. | Schimmellekkage, beschadigde afdichting of losse verbinding | Controleer de afdichtingsoppervlakken, slangen en kleppen. |
| Het vacuümniveau fluctueert. | Sensorprobleem, instabiele afdichting of pompprobleem | Controleer de sensorkalibratie en de systeemstatus. |
| Er blijven bubbels achter | Vocht, slechte ventilatie of onjuiste timing van het vacuümtrekken | Inspecteer het complex, de ventilatieopeningen en de evacuatieprocedure. |
| Brandplekken blijven zichtbaar | Een te hoge injectiesnelheid of verstopte ontluchtingsopeningen. | Verlaag de eindsnelheid van het vullen en reinig de ontluchtingsopeningen. |
| Korte foto's | Hoge viscositeit, ingesloten lucht of onvoldoende druk | Controleer de instellingen voor plastificatie, vacuüm en injectie. |
| Flitsen verhogen | Overmatige druk of onvoldoende klemming | Controleer de passing van de mal, de druk en de klemkracht. |
| De cyclusduur is te lang. | Te lange evacuatietijd | Optimaliseer de timing en controleer de pompcapaciteit. |
| De kwaliteit van het onderdeel varieert per holte. | Ongebalanceerde loper of ongelijkmatige afvoer | Controleer de lay-out van de leidingen en de vacuümkanalen. |
De Handleiding voor het oplossen van problemen bij het spuitgieten van rubber Geeft meer informatie over onderbelichting, flitsen, luchtinsluitingen, brandplekken en uithardingsdefecten.
Waarom een stofzuiger niet alle luchtbellen verwijdert
Luchtbellen ontstaan niet altijd door lucht die al in de mal aanwezig is.
Andere mogelijke bronnen zijn onder meer:
- Vocht in de verbinding
- Vluchtige additieven
- Verontreinigd materiaal
- Onjuiste menging
- Slechte materiaalopslag
- Te hoge schimmeltemperatuur
- Onvoldoende of overmatige uitharding
- Gas dat vrijkomt tijdens vulkanisatie
- Problemen met hechtmiddelen rondom inzetstukken
Als er na het aanpassen van de vacuüminstellingen nog steeds luchtbellen aanwezig zijn, moet het materiaal, de mal en het uithardingsproces nader onderzocht worden.
Toepassingen voor vacuüm rubbervormen
Vacuümgestuurd vormen kan worden overwogen voor:
- Autoafdichtingen
- Rubber-metaal componenten
- Trillingsdempers
- Industriële pakkingen
- Elektrische isolatieonderdelen
- Rubberen veerpads
- Dikwandige gegoten componenten
- Rubberproducten met meerdere holtes
- Precisie-afdichtingscomponenten
- Producten met diepe ribben
- Onderdelen met een complexe interne geometrie
Eenvoudige producten met een effectieve conventionele ontluchting hebben mogelijk geen vacuümsysteem nodig. De beslissing moet gebaseerd zijn op de defectgeschiedenis, de kwaliteitseisen en de productiekosten.
Vacuümrubbervormen versus conventioneel vormen
| Vergelijking | Vacuümgestuurd vormen | Conventionele vormgeving |
| Luchtafvoer | Actieve evacuatie | Is voornamelijk afhankelijk van ventilatieopeningen voor schimmelvorming. |
| Complexiteit van de apparatuur | Hoger | Onder |
| Vereisten voor het afdichten van mallen | Meer veeleisend | Minder veeleisend |
| Complexe vulling van gaatjes | Betere luchtregeling | Groter risico op luchtinsluiting |
| Procesinstelling | Vereist vacuümtiming | Eenvoudigere cyclus |
| Interne holtecontrole | Verbeterd na optimalisatie | Afhankelijk van de ventilatie en het materiaal. |
| Onderhoud | Inclusief pomp, afdichtingen en vacuümleidingen. | Minder vacuümcomponenten |
| Het meest geschikt voor | Complexe of kwaliteitskritische onderdelen | Eenvoudige, effectief geventileerde producten |
Vacuümapparatuur brengt extra kosten en onderhoudsvereisten met zich mee. De waarde ervan moet daarom worden afgewogen tegen minder defecten, een hogere consistentie en minder nacontroles of herstelwerkzaamheden.
Hoe optimaliseer je een vacuümvormproces?
Begin met de mal.
Controleer de afdichtingsoppervlakken, ventilatieopeningen en vacuümkanalen voordat u de machine afstelt.
Bevestig de toestand van het mengsel
Controleer de identiteit van het materiaal, de opslagomstandigheden, het vochtgehalte en de verwerkingsperiode.
Zorg voor een herhaalbaar vacuümniveau.
Houd de werkelijke waarde in de gaten in plaats van alleen af te gaan op de evacuatietijd.
Pas één parameter tegelijk aan.
Door de vacuümtijd, injectiesnelheid en temperatuur tegelijkertijd te wijzigen, is het lastig om de oorzaak van verbetering of mislukking vast te stellen.
Registreer productiegegevens
Nuttige documenten zijn onder andere:
- Vacuümniveau
- Evacuatietijd
- Injectietijd
- Maximale injectiedruk
- Schimmeltemperatuur
- Vulkanisatietijd
- Onderdeelgewicht
- Locatie van het defect
- Afwijzingspercentage
Controleer de afgewerkte onderdelen.
Een visuele inspectie alleen is mogelijk niet voldoende om interne holtes te detecteren. Afhankelijk van de toepassing kunnen druktesten, doorsneden of andere kwaliteitscontroles nodig zijn.
Een vacuümrubbervormmachine selecteren
Voordat u apparatuur kiest, moeten fabrikanten u het volgende verstrekken:
- Rubberen samenstelling type
- Producttekening
- Gewicht en afmetingen van het onderdeel
- Aantal gaatjes
- Afmetingen van de mal
- Benodigde klemkracht
- Shot volume
- Kwaliteitseisen
- Doelcyclustijd
- Verwachte jaarlijkse productie
- Huidige defecten
- Automatiseringsvereisten
TASU combineert vacuümregeling, FIFO-toevoer, mobiele injectie, ontwerp van koude kanalen en matrijsoptimalisatie in zijn Oplossingen voor rubberspuitgieten.
Conclusie
Vacuümvormmachines voor rubber verbeteren de luchtverwijdering vóór injectie, waardoor holtes, luchtbellen, brandplekken en onvolledige vulling van de matrijs worden verminderd. Betrouwbare resultaten hangen van veel meer af dan alleen de pompcapaciteit: matrijsafdichting, ontluchting, injectiesnelheid, samenstelling van het rubbermengsel en vacuümtiming hebben allemaal invloed op de productiekwaliteit.
Door de machine, de matrijs en het materiaal als één systeem te beschouwen, wordt de beste basis gelegd voor een stabiele en reproduceerbare productie.
TASU levert volautomatische rubber spuitgietmachines Voor schoenen, auto's, industriële en op maat gemaakte rubberproducten. Om de vacuümconfiguratie, matrijsvereisten en productiedoelstellingen te bespreken., neem contact op met TASU.
