De productie-industrie is geëvolueerd. Er worden verschillende productiemethoden gebruikt om het gewenste product met de ideale vorm te krijgen. Spuitgieten is daar één van en is erg populair omdat het een uitstekende herhaalbaarheid biedt. Sommige mensen raken echter in de war van de vraag: wat is spuitgieten?
Ik weet dat dit een ingewikkeld proces is. Je moet meerdere stappen volgen om het eindproduct te krijgen. Maar als je wat basiskennis hebt, wordt het proces eenvoudig. Als je het spuitgieten in detail wilt begrijpen, dan heb je geluk. Ik ga diep in op alles wat met dit productieproces te maken heeft. Dus laten we beginnen!
Overzicht van spuitgieten
Spuitgieten is een productiemethode om onderdelen met een complexe vorm te maken. Deze methode maakt gebruik van mallen en gesmolten materiaal. De fabrikant vult de mal met gesmolten materiaal en stolt het vervolgens. Zodra het droogt, gebruikt de fabrikant een uitwerpproces en haalt het onderdeel uit de mal.
Over het algemeen zijn kunststoffen het belangrijkste materiaal dat gebruikt wordt bij spuitgieten. Het proces begint met het maken van een mal met een specifieke vorm. Deze mal bestaat uit een holte die lijkt op een bepaald ontwerp. Het materiaal wordt verwarmd en smelt. Het gesmolten materiaal wordt in de mal geïnjecteerd.
Zodra het gesmolten materiaal droogt, neemt het de vorm van de mal aan. Hierdoor krijgt de fabrikant de gewenste productvorm. Dit productieproces is niet nieuw. John Wesley Hyatt was de eerste die aan spuitgieten deed in 1872. In de loop der jaren onderging het proces verschillende veranderingen en evoluties.
In het verleden werd menselijke arbeid gebruikt om alle stappen van deze methode uit te voeren. De situatie is nu echter veranderd. Er zijn verschillende spuitgietmachines beschikbaar. Sommige zijn hydraulisch en andere elektrisch. Hun bruikbaarheid heeft dit proces zeer snel en efficiënt gemaakt. Deze methode geeft een uitstekende herhaalbaarheid.
Je kunt in een mum van tijd duizenden onderdelen met identieke vormen maken. Eén ding dat me opviel is dat deze methode afhankelijk is van de geschikte parameters. Deze omvatten optimale druk, temperatuur, vochtigheid, enzovoort. Elke parameter die niet binnen het juiste bereik valt, kan de uiteindelijke output beïnvloeden. De precisie maakt het echter bijzonder.
Hoe werkt spuitgieten?
Ik heb een kort overzicht gegeven van deze spuitgietmethode. Het is echter niet zo eenvoudig als het klinkt. Dit proces omvat meerdere stappen voordat het eindproduct ontstaat. Elke stap is cruciaal om een perfecte uitvoer te krijgen. Een klein foutje in een stap resulteert in een eindproduct van lage kwaliteit. In het onderstaande gedeelte zal ik elke stap van het spuitgieten uitleggen.
1- Selectie van materiaal
De keuze van het juiste materiaal voor het spuitgietproces is van het grootste belang. Met het juiste materiaal kun je sterke onderdelen maken. Als het oorspronkelijke materiaal breekbaar is, krijg je onderdelen van lage kwaliteit. Er zijn verschillende materialen beschikbaar voor spuitgieten. De populairste materialen zijn rubber, metalen, kunststoffen enzovoort.
Kunststof is echter het meest voorkomende materiaal dat fabrikanten gebruiken. De reden hiervoor is dat het niet verslechtert tijdens het gietproces. Bovendien stolt het gemakkelijk en snel, waardoor het proces snel verloopt. Bovendien biedt het optimale duurzaamheid tegen een betaalbare prijs.
Zoals je weet, zijn er veel verschillende soorten plastic. Voorbeelden zijn polyethyleen, polypropyleen, polystyreen en nylon. Al deze subtypes van kunststof verschillen qua eigenschappen en prijs. Je moet er een kiezen die past bij je productvereisten. Je kunt ook metaal gebruiken, maar dat maakt het proces duur.
2- Mallen ontwerpen
Stel je voor dat je een onderdeel nodig hebt met een specifiek ontwerp. Je moet een mal maken en ontwerpen die lijkt op het onderdeel dat je nodig hebt. Onthoud dat als de mal verkeerd is, je een product krijgt met de verkeerde vorm. Zelfs de grootte en afmetingen zijn afhankelijk van de mal.
Een mal is een holle vorm met een holte. Deze vul je met gesmolten materiaal. Zodra het gesmolten materiaal stolt, neemt het de vorm van de mal aan. Eén mal is geschikt voor één specifieke vorm van een onderdeel of component. De mal heeft meestal een gat of opening die een sprue wordt genoemd. In deze kleine opening spuit je gesmolten materiaal in de mal.
De vraag rijst: Hoe maak ik een specifieke mal die lijkt op het onderdeel dat ik nodig heb? Er zijn verschillende manieren om mallen te maken. Ontwerpers ontwerpen en maken eerst matrijsprototypes met behulp van software. Dit ontwerp is identiek aan de vereiste vorm van het gewenste onderdeel. Fabrikanten maken vervolgens de mal volgens het ontwerp.
Snelle opmerking: Het maken van een mal is een van de moeilijkste stappen in deze injectiemethode. Het is duur en kost meer tijd, wat het proces vertraagt. Bovendien werken fabrikanten zorgvuldig aan mallen. Kleine fouten kunnen leiden tot enorme tegenslagen. De juiste mal maakt het spel; doe je het verkeerd, dan is het game over.
3- Injectie van materiaal in de mal
Fabrikanten gebruiken spuitgietmachines om deze stap te voltooien. Grondstoffen, zoals stukjes plastic of korrels, worden in de trechter van de machine gedaan. Een trechter is een klein deel van de spuitgietmatrijs waarin de grondstof wordt opgeslagen. Deze grondstof ondergaat extreme verhitting in het vat.
Het vatgedeelte van de machine zorgt voor extreme hitte en smelt de grondstof. In deze kamer worden zowel de druk als de temperatuur op specifieke niveaus gehouden. In het vat worden de kunststoffen metalen en gesmolten. Het gesmolten materiaal gaat vervolgens in de mal. Maar dit proces vindt plaats onder zeer hoge druk.
De injectiemachine bestaat uit een injectie-eenheid. Deze injecteert de gesmolten kunststoffen in de matrijs via de doorvoeropening. De machine blijft de gesmolten kunststof in de mal injecteren tot deze gevuld is. Er zijn verschillende injectiemachines verkrijgbaar. Ze verschillen allemaal in de manier waarop ze gesmolten kunststof in de mal injecteren.
Snelle opmerking: De machines werken zeer specifiek met specifieke grondstoffen. Bijvoorbeeld de rubber spuitgietmachine gebruikt rubber als grondstof. Omgekeerd, kunststof spuitgietmachines werken met kunststoffen als grondstof. Je kunt geen kunststoffen aan een rubber spuitgietmachine geven. Dit geldt ook voor het omgekeerde.
4- Stollen en koelen
Zodra de mal gevuld is met gesmolten kunststof, begint het stolproces. In deze stap koelen de gesmolten kunststoffen af bij een gecontroleerde temperatuur. Daardoor wordt het droog en vast. Tijdens het stollen neemt de kunststof de vorm van de mal aan.
Dus wat de vorm van de mal ook is, de vaste kunststof zal die vorm krijgen. Stel dat de mal een vierkant blok is; de gesmolten kunststoffen stollen en worden een vierkant blok. De fabrikanten houden de temperatuur laag tijdens het stolproces.
5- Uitwerping
Dit is de laatste stap van de spuitgietproductiemethode. Tijdens het proces blijft de mal op de sluiteenheid van de spuitgietmachine. Deze matrijs bestaat uit twee helften. De sluiteenheid laat de druk van de matrijs af, waardoor de twee helften uit elkaar gaan.
De fabrikant houdt een pin in de bodem van de mal. Deze pen, ook wel ejector genoemd, speelt een cruciale rol bij het uitwerpen van het materiaal (vormproduct). De pin zit vast aan de plaat onder het materiaal op de bodem van de mal. Op het moment van uitwerpen trekt de fabrikant de uitwerppin omhoog.
De plaat aan de onderkant komt naar buiten, waardoor het product uit de mal komt. Houd er rekening mee dat deze plaat gesmolten materiaal ondersteunt. Door het stollen wordt het gesmolten materiaal vast. De plaat biedt een basis voor dit gegoten product. Als de plaat door de pen wordt getrokken, komt het gevormde product uit de mal.
Dit gegoten product of onderdeel is klaar voor gebruik. Een cruciale stap is het handhaven van de juiste druk tijdens het hele proces. Onjuiste druk en temperatuur kunnen leiden tot de vorming van luchtbellen of het onvolledig vullen van mallen. Elke stap vereist een specifieke temperatuur. Andere factoren, zoals vochtigheid, moeten ook in de gaten worden gehouden.
Materialen gebruikt bij spuitgieten
Zoals ik al zei, worden er verschillende materialen gebruikt bij spuitgietmethodes. De keuze van het materiaal hangt af van de behoeften van de fabrikant. Als hij een materiaal met hardheid wil, dan zijn thermohardende kunststoffen een geschikte optie. Elk materiaal heeft zijn unieke eigenschappen.
Sommige fabrikanten gebruiken het als materiaal. De belangrijkste reden is dat ze zeer robuuste onderdelen willen maken. Metaal gebruiken is echter geen kosteneffectieve oplossing. Voor het smelten van metaal is een hoge temperatuur nodig en het bereiken daarvan is kostbaar. De vaten hebben meer vermogen van de machines nodig om meer warmte te genereren.
Het meest gebruikte materiaal in dit proces is kunststof. Interessant is dat kunststoffen veel subtypes hebben. Elk van die subtypes heeft zijn eigen unieke eigenschappen. Hier is een lijst van enkele kunststoffen die gebruikt worden bij spuitgieten:
- Elastomeren
- Thermoplasten
- Thermohardende kunststoffen:
- Polytetrafluorethyleen (PTFE)
- Koolstofvezelversterkte kunststoffen (CFRP)
Van al deze soorten zijn thermoplasten het meest gangbaar. Fabrikanten gebruiken deze kunststof bij voorkeur omdat het bestand is tegen hoge temperaturen. Bovendien is het goedkoop en degradeert het niet als het uit de mal komt. Thermohardende kunststoffen zijn alleen geschikt als fabrikanten producten met een uitstekende hardheid nodig hebben.
Is spuitgieten milieuvriendelijk en goedkoop?
Ja, spuitgieten is 100% milieuvriendelijk. Het produceert geen schadelijke afvalstoffen of gassen. Bij het hele productieproces wordt zelfs recyclebaar materiaal gebruikt. Afval dat met deze methode wordt geproduceerd, kan ook worden hergebruikt.
Veel moderne fabrikanten geven de voorkeur aan deze productiemethode. Het veroorzaakt geen milieuvervuiling. Bovendien maakt het gebruik van recyclebaar materiaal het geschikt voor zowel het milieu als de fabrikanten. Hier zijn drie belangrijke aspecten die de milieuvriendelijkheid benadrukken.
- Gebruik recyclebare kunststoffen
- Produceert geen vervuiling of schadelijk gas
- Spuitgietmachines verbruiken zeer weinig energie
Wat ik fijn vind aan spuitgietmachines is dat ze niet veel lawaai maken. Het proces draagt dus niet noemenswaardig bij aan geluidsoverlast. Bovendien zijn de plastic uitgangsmaterialen betaalbaar. Iedereen kan het kopen en een mal maken als doe-het-zelfproject. Deze spuitgietmachines zijn echter duur, wat een nadeel is.
Conclusie
De spuitgietmethode is inderdaad uitstekend en fabrikanten zijn er dol op. Het produceert geen vervuiling en geeft een uitstekende herhaalbaarheid en precisie. Je kunt zoveel producten maken als je wilt. Je hoeft alleen maar een mal te maken van een specifiek ontwerp. Gebruik nu de machine en blijf nieuwe identieke producten maken.
Verschillende spuitgietmachines maken het proces zeer snel en efficiënt. Deze machines zijn echter van hoge kwaliteit en erg duur, wat een nadeel is. In deze handleiding heb ik in eenvoudige stappen uitgelegd hoe injectiemethoden werken. Hopelijk voegt deze gids waarde toe aan productieprocessen.
