Műanyag Alkatrészgyártás Technológiák: Átfogó Áttekintés

A műanyagok nélkülözhetetlenek a modern életben, legyen szó használati tárgyakról, gépekről vagy autókról. A különböző műanyag gyártási eljárások a termékfejlesztés sokféle igényét fedik le. A műanyag gyártása gyakran olcsóbb, mint például a fém vagy a fa, azonban a gyártási lehetőségek bizonyos esetekben korlátozottak lehetnek.

Ebben a cikkben áttekintjük a legfontosabb műanyag alkatrészgyártási technológiákat, beleértve a fröccsöntést, a fúvóformázást, a rotációs öntést és a 3D nyomtatást. Megvizsgáljuk az egyes eljárások előnyeit, hátrányait és alkalmazási területeit.

Fröccsöntés

A műanyag fröccsöntés egy olyan technológia, amivel teljesen egyedi termékeket és alkatrészeket gyárthatunk le költséghatékony és közel hulladékmentes módon. A műanyag fröccsöntés az ipari szereplők számára nem ismeretlen fogalom, ugyanis rendkívül olcsón lehet vele egyedi, méretpontos alkatrészeket, termékeket gyártani rövid idő alatt.

A fröccsöntés főként a műanyagiparban alkalmazott eljárás. A megfelelő műanyagot a fröccsöntő gépben cseppfolyósítják, és nyomás alatt befecskendezik a fröccsöntő szerszámba. A folyékony műanyag a formában lehűlve visszaáll szilárd állapotába, majd késztermékként eltávolítják a szerszámból. A forma belső ürege teljesen ki van töltve műanyaggal, és így az meghatározza a termék végleges alakját.

A fröccsöntés különféle formák és felületi struktúrák széles skáláját teszi lehetővé, például a legsimább felületek, minták és gravírozások teszi lehetővé. A fröccsöntési eljárással a fröccsöntött alkatrészek nagy mennyiségben, alacsony költséggel állíthatók elő. Tekintettel arra, hogy az öntőforma költség jelentősnek mondható, így a ezen technológia alkalmazása több ezer termék gyártása esetén mondható gazdaságosnak. A fröccsöntött alkatrészek néhány milligrammtól kb. 150 kg-ig terjedő tömeggel gyárthatók.

Tetőcsomagtartó takaró ponyva útmutató

A fröccsöntés gyártási folyamata:

1. A gyártási folyamat elején a műanyagot granulátum formájában adagolják a fröccsöntő gép extrudáló csigájába.
2. A csigán keresztül a a műanyag szemcsék felmelegednek, és ezáltal megolvadnak.
3. A megolvadt műanyagot nagy nyomással injektálják a szerszám belsejébe.
4. Ezt követően vízzel vagy olajjal hűtik a szerszámot és a késztermék ezt követően eltávolítható.

A fröccsöntés kiváló minőségű, nagy pontosságú és azonos méretű alkatrészeket hoz létre, és alkalmazható számos iparágban, például az autóiparban, az elektronikai iparban és a háztartási eszközök gyártásában.

Med-Plast 2000 Kft.: A magyar piacon egyedi módon a Med-Plastnál egy kézben tarthatjuk a teljes megrendelői folyamatot; a termékfejlesztést és szerszámtervezést, a fröccsöntő szerszám készítését és a műszaki műanyag fröccsöntést is. Ráadásul szintén egyedi módon a Med-Plast technológiai garanciát is vállal.

Fúvóformázás

A fúvóformázás egy olyan eljárás, amely üreges testeket állít elő különféle hőre lágyuló műanyagokból. Az extrudáló fúvóformázás során leggyakrabban használt anyagok a polietilén (PE) és a polipropilén (PP).

A fúvóformázás folyamata:

1. Először a műanyagot extruderrel megolvasztják és szállítócsiga segítségével egy fúvókához szállítják.
2. Ott a nyersanyag átnyomódik a fúvókán, így az anyag cső alakúvá válik. Ezt az anyagcsövet előformának is nevezik.
3. A két félből álló szerszám ezután az előforma köré záródik. A szerszám belsejében a késztermék kívánt formájának negatív, azaz fordított lenyomata található.
4. Egy elválasztó eszköz, például egy kés segítségével az előformát elválasztják a fúvókán kilépő anyagtól.
5. Amint a fúvókától leválasztott előforma a két zárt formafélben van, egy csőszerű eszközt merítenek az anyagtömlőbe.
6. A sűrített levegő ezen a készüléken keresztül áramlik az anyagtömlő belsejébe. Emiatt az előforma felfújódik és a szerszám belső falaihoz fekszik.
7. Amikor az előforma teljesen felfújódott és a szerszám belső falai pontosan átformálódnak, kezdődhet a hűtési folyamat.
8. A szerszám hőjét a beépített hűtőkörök csökkentik.
9. Amint a felfújt fröccsöntött alkatrész elérte az eltávolítási hőmérsékletét a hűtési folyamat következtében, a formafelek kinyithatók és a fúvott öntött alkatrész eltávolítható.
10. Végül az öntött alkatrészt egy csigaleválasztó állomásra viszik. Ott a széleit, amelyeket nem fújtak fel, mert túlnyúltak a formán, lyukasztó- vagy vágóeszközzel választják el a fúvott részektől. Ezeket a maradékokat, finomra őrlés után ismét hozzáadhatók a gyártási folyamathoz.

A fúvóformázás felhasználási területei:

A műanyag fúvás számos iparágban alkalmazható, ahol különböző formájú, méretű és vastagságú műanyag termékekre van szükség. Ide tartoznak például az élelmiszeripar, a csomagolóipar, az autóipar, az elektronikai ipar, az egészségügyi ipar, az építőipar és még sok más.

• Élelmiszeripar: italos palackok, tejtermék dobozok és más élelmiszer csomagolók gyártása.
• Autóipar: üzemanyagtartályok, motorolaj tartályok, légszűrők, fényszórók, ablakmosó tartályok és más alkatrészek gyártására.
• Elektronikai ipar: kábelvédő csövek, akkumulátorházak, laptop tokok és a telefon tokok gyártása.
• Egészségügyi ipar: vércukorszint mérők tokjait, az inhalátorokat és a sterilizáló dobozokat gyártják.

Rotációs Öntés

A műanyag rotációs öntés és a fröccsöntés, fúvás mind olyan eljárások, amelyek segítségével műanyag termékeket lehet gyártani. Bár mindegyik technológia alkalmazása széles körben elterjedt, vannak olyan különbségek, amelyek alapján a rotációs öntés előnyösebb lehet.

Gyakori kérdések a Vivaro védőcsíkjáról

Az egyik fő előnye a műanyag rotációs öntésnek a gyártás során keletkező hulladék mennyisége. A rotációs öntés során a műanyagot egy formába helyezik, majd az egész formát forgatják, hogy a műanyag egyenletesen eloszoljon. A végtermék minimális hulladékot tartalmaz melyek jellemzően 100%-ban újra hasznosulnak.

A rotációs öntés alkalmasabb nagyméretű és összetettebb termékek előállítására is. Míg a fröccsöntés, fúvásos technológia nagyobb mennyiségű kisebb és egyszerűbb formájú termékek előállítására alkalmas, addig a rotációs öntés lehetővé teszi a nagyobb méretű és több dimenziós termékek előállítását, amelyek különleges öntőformákban készülnek.

Egy másik előny a rotációs öntésnél, hogy az eljárás során a termék falvastagsága egyenletesebb. A fröccsöntés során az anyagot egy formába öntik, majd a formát hűtik, és a terméket kiveszik. Azonban, ha a termék túl vastag, a hűtés során az anyag felszínén repedések vagy légzárványok jelenhetnek meg. A rotációs öntés során viszont az anyagot folyamatosan mozgatják a formában, így egyenletesen oszlik el, és kevésbé valószínű, hogy légzárvány vagy repedések jelennek meg termékeken.

A rotációs öntési technológia által előállított alkatrészek ellenállóbbak az időjárási viszonyokkal és a vegyi anyagokkal szemben. Ez a tulajdonságuk nagyon hasznos az olyan iparágakban, mint az autóipar, az elektronikai ipar és az építőipar, ahol az alkatrészeknek kiemelkedő tartósságra és ellenálló képességre van szükségük.

A rotációs öntési technológia rugalmasabb megoldást kínál, mivel az öntőformák egyszerűbben módosíthatók és könnyen alakíthatóak a megrendelői igényekhez.

Küszöbszoknya felszerelés Swift-re

Összességében, a műanyag rotációs öntési technológia számos előnnyel bír más műanyag öntési technológiához képest. A rotációs öntés lehetővé teszi a kisebb, közepes akár nagyobb darabszámú alkatrészek előállítását, magasabb minőséget és rugalmasabb gyártási lehetőségeket biztosít, és az általa előállított alkatrészek ellenállóbbak az időjárási viszonyokkal és a vegyi anyagokkal szemben. A rotációs öntési technológia egy gazdaságosabb és hatékonyabb megoldás lehet a nagyobb mennyiségű műanyag alkatrészek előállítására a különböző iparágakban.

A rotációs öntés folyamata:

Az eljárás egy hőre lágyuló forgóformázás, mivel a műanyagport melegítés közben forgatják. Ez a forgási mozgás két tengelyen megy végbe. Egyrészt egy vízszintes tengelyen keresztül, ahol a teljes gépkar forog, majd egy függőleges tengelyen, ahol az a kar, amelyre a szerszámot felszerelik, önmagában forog. Ennek a forgó mozgásnak köszönhetően az olvadó műanyag eloszlik a belső falakon, és a falvastagság egyenletesen oszlik el, ami megakadályozza az anyag nyúlását a széleken. Az alábbiakban ismertetett forgó öntési folyamat egy varratmentes műanyag üreges testet hoz létre, amely egy részből áll, feszített területek nélkül. Ez a műanyag részt nagyon robusztussá és mérettartóssá, időtállóvá teszi. A teljes rotációs folyamat nyomás nélkül, kizárólag a gravitációs erő hatására megy végbe, ami feszültségmentes üreges testeket eredményez.

A nyomásmentes forgóformázási folyamat négy különböző gyártási szakaszra oszlik:

1. Töltési folyamat: Előszőr az acél vagy alumínium szerszámot gépkarjához rögzítjük. Más eljárásokkal ellentétben több szerszám is felszerelhető ugyanarra a gépkarra növelve ezáltal a gyártási kapacitást. Ezt követően a szerszámot feltöltik műanyag alapanyaggal. Mivel a legtöbb esetben port használnak, a rotációs öntési eljárást poreljárásnak is nevezik. Ugyanabban a szerszámban többféle anyagot használhatunk, és a betöltött műanyag mennyiségének változtatásával egyedifalvastagság biztosítható. A terméktől függően különböző alkatrészek például menetes betétek vagy fémbetétek, például anyák is elhelyezhetőek a termékbe. A szerszám, bonyolultságtól függően két vagy több részből áll, melyet gyorsan oldható záró kapcsokkal és/vagy csavaró kötéssel zárják.
2. Fűtés: A következő lépésben a szerszám bekerül a fűtőkemencébe. A melegítési fázis során a műanyag egyenletesen felmelegszik 150°C és 200°C közötti hőmérsékleten. A teljes fűtési fázis alatt a szerszámtartó kar egyenletesen forog két egymásra merőleges tengely körül. Forgó mozgás során egyrészt a teljes kar elfordul, másrészt a kar végére erősített rögzítőlemez melyre a szerszám van elhelyezve is külön forog. A kéttengelyű forgómozgás során a formában lévő megolvadt műanyag csak a gravitáció hatására egyenletesen eloszlik, és az olvadási hőmérséklet elérésekor a szerszámfalhoz tapad. A folyamatos kéttengelyű forgómozgásnak köszönhetően a falvastagság rétegről rétegre épül fel a teljes komponensben, amíg az anyag teljesen meg nem olvad. Ennek a nyomásmentes gyártási eljárásnak köszönhetően minden egyes területen is egyenletes falvastagság-eloszlást érhetünk el feszültség nélkül.
3. Hűtés: Miután az anyag megolvasztása befejeződik, a szerszám automatikusan a fűtőkamrából a hűtőkamrába kerül. A gépkar folyamatosan fenntartja a kéttengelyű forgó mozgást. A hűtőkamrában az olvadt műanyagot kb. 90 fokos hőmérsékletre hűtik le. A szerszám a hűtés során folyamatos mozgásban van. A hűtés kizárólag levegő hűtéssel történik így biztosított, az alkatrész egyenletes és lassú hűtése, megelőzve a műanyag alkatrész torzulását vagy "feszültségét". Hűtősablonok segítségével a szerszámból kikerült termékek zsugorodását tovább szabályozható annak érdekében, hogy az előírt tűrés biztosítható legyen.
4. Késztermék: A hűtést követően a szerszám a szerelő állomásra kerül. Itt kézi erővel kerül eltávolításra a termék a szerszámból. Mivel kézi erővel történik a termék eltávolítás, így kisebb alámetsződések mely egyéb műanyag öntés során problémát okozhat a rotációs öntéssel készült termékeke esetén nem okoz problémát. A termék eltávolítást követően megtörténik a szerszámok újra töltése alapanyaggal. Bonyolultabb alkatrészek esetén, ahol a szerszám kettőnél több részből áll, először minden részt szét kell szerelni, hogy a késztermékteljesen eltávolítható legyen. A többrészes formáknak köszönhetően összetett formákat is gyárthatóak.

A rotációs öntés előnyei és tulajdonságai:

A hőre lágyuló rotációs öntés számos előnnyel rendelkezik más eljárásokkal szemben:

• Különösen nagy és varratmentes műanyag alkatrészeket lehet teljesen zárt formában gyártani 20-40 000 literes méretben kis- és nagy szériában.
• A műanyag alkatrészben tetszőleges számú nyílást készíthetünk közvetlenül a gyártási folyamatunk során, igény szerint műanyag vagy fém belső és külső menettel is.
• A folyamat során létrehozhatunk geometriai jellemzőket, például bonyolult formákat alámetszéssel, bordázattal, bemélyedésekkel, süllyesztett fogantyúkkal.
• Moduláris szerszámok lehetőségét is kínáljuk, hogy egy szerszámmal több alkatrészt is megvalósíthassunk.
• Fémbetétek, inzertek műanyagba önthetőek vagy gyártást követően közvetlenül elhelyezhetőek. Ez javítja összeszerelési időt, mivel a felépítmények közvetlenül csavarozhatók, anélkül, hogy bonyolult menetforgácsolásokra, rögzítési pontok utólagos kialakításokra lenne szükség.
• Kialakítást tekintve a termékek készülhetnek szimplafallal Így készülnek pl. tartályok panelek, burkolatok, és. Készülhetnek a termékek dupla fallal melyek szigetelő anyaggal való kitöltésük esetén az így készült termékek rendkívül magas hőszigetelő képességgel rendelkeznek, mindemellett nagymértékben nő a termék stabilitása, szilárdsága.

3D Nyomtatás (Additív Gyártás)

Bár általában az additív technológiák szinonimájaként is használják a 3D nyomtatás kifejezést, ám szigorúan véve ez az előbbinek egy alcsoportja. A 3D nyomtatási technológia közvetlenül a CAD-modellekből háromdimenziós alkatrészeket tud létrehozni, rétegről rétegre építve az anyagot, amíg az elkészül.

A DELTA-TECH rendelkezik saját 3D nyomtató parkkal amik segítségével magas-minőségű prototípusokat és végtermékeket tudunk készíteni. A jelenlegi 3D nyomtató parkunkban FDM, SLA és SLS típusú nyomtatók is találhatók.

Az első kereskedelmi forgalomban is elterjedt gyors prototípus gyártási technológia a sztereolitográfia volt, melyet már 1986-ban szabadalmaztattak. Máig ez a technológia számít a legelterjedtebbnek.

Sztereolitográfia (SLA)

Az SLA folyamat során az alkatrész egy olyan platformon jön létre, amit épphogy egy folyadékkal teli kád felszíne alá pozicionálnak. A felhasznált folyadék valamilyen fényérzékeny polimer, általában epoxy vagy akrilát gyanta. A kád fölött egy kisteljesítményű UV lézer kap helyet, ami a betáplált CAD modell 2D-s szeleteinek megfelelően pásztázza végig a folyadék felszínét egészen addig, amíg a kívánt területeken a polimer meg nem szilárdul. Ezt követően a platform egy rétegnyivel mélyebbre merül a kádban és a megszilárdult rétegre ismét folyékony polimer kerül. A gyártás során ez a folyamat ismétlődik egészen addig, amíg az alkatrész el nem készül.

Az alkatrész geometriájától függően a folyadék réteg kialakulásához kiegészítő mechanikai támaszték is szükséges lehet, amit a gyártás után el lehet távolítani. Egy SLA technológiával készült alkatrész tipikus tűrése 200 mm-es él mentén +/-0,1 mm, míg 500 mm-es él mentén +/-0,4 mm. 1988 óta a 3D Systems számít az SLA elven működő gyors prototípus gyártó gépek kizárólagos gyártójának.

Fused Deposition Modeling (FDM)

hozott kereskedelmi forgalomba 1990-ben, és ez a második leginkább elterjedt technológia az iparban. Az alkatrészek alapanyaga itt legtöbbször ABS, PLA vagy valamilyen hasonlóan szívós polimer. Az építés itt is rétegről rétegre történik. Az alapanyag szál formájában kerül a gépbe, ahol egy fűtött extruderbe jut. Itt a polimer megolvad és a fúvókát már szabályozott térfogatáramú olvadék formájában hagyja el. ABS alapanyaggal nagyjából 0,25 mm-es rétegvastagságot lehet elérni. A később extrudált rétegek hozzákötődnek az előző réteghez és azonnal meg is szilárdulnak. Az egész rendszer egy zárt kamrában helyezkedik el, melynek hőmérséklete valamivel a polimer olvadáspontja alá van szabályozva.

Szelektív Lézeres Szinterezés (SLS)

A lézeres szinterezés technológiáját az 1980-as évek végén fejlesztette ki a DTM Corporation, amit 2001-ben a 3D Systems vásárolt meg tőlük. Ebből alakult ki a sztereolitográfiához hasonló 3D-s szelektív lézeres szinterezés, ami folyékony helyett már por formájú alapanyaggal dolgozik. Az építési platformra valamilyen mechanikus, általában görgős szerkezet viszi fel a port vékony réteg formájában, majd a felül elhelyezkedő CO2 lézer, a hozzá kapcsolódó tükörrendszer segítségével a CAD modellnek megfelelően végigpásztázza azt. A besugárzott por megolvad majd a szomszédos részecskékkel összekapcsolódva megszilárdul, aminek következtében kialakul a kívánt geometria. A platform ezután lejjebb ereszkedik és újabb porréteg kerül felhordásra. Az így elérhető rétegvastagság nagyjából 0,08 mm és 0,15 mm között mozog.

Az SLS technológia legfőbb előnye a gyártott alkatrészek tartóssága, valamint az a tény, hogy ehhez az eljáráshoz érhető el az alapanyagok legszélesebb skálája. Az építés során itt nincs szükség kiegészítő támasztékokra, mivel a fel nem használt por már önmagában elegendő. A 3D Systems mellett még európai vonatkozásként érdemes kiemelni a német EOS GmbH (Electro Optical Systems) céget, akik ugyancsak SLS elven működő gépeket gyártanak.

Digital Light Processing (DLP)

fejlesztette ki, és manapság a különféle projektorokban és TV-kben fordul elő a leggyakrabban. A 3D-s gyártórendszerekben történő alkalmazásuk a szintén amerikai EnvisionTEC nevéhez köthető. Gépeik a sztereolitográfiához hasonlóan fényérzékeny folyékony gyantákkal működnek, ám lézeres megvilágítás helyett itt egy vagy több DLP projektort használnak. Ezek igen apró voxelek (térfogati pixelek) formájában, egy folyamatos megoldással sugározzák be az alapanyagot, ami a sztereolitográfiánál gyorsabb, nagyjából 25 mm/óra építési időt tesz lehetővé. Leírásaik szerint egyetlen voxel akár 16 x 16 x 15 mikrométeres is lehet, ami a folyamatos építéssel kombinálva kiküszöböli a réteges eljárásoknál szabad szemmel is látható lépcsőzetességet.

Material Jetting

Az első ilyen elven működő berendezést az Objet Geometries mutatta be 2007-ben, így ez számít az egyik legújabb technológiai megközelítésnek. Ez a technológia lényegében a jól ismert tintasugaras nyomtatók továbbfejlesztett változata, amelyben egy további tengellyel megtoldva, a nyomtatófejek egymás utáni rétegekben viszik fel az alapanyagot. Az újabb rendszerek már egyszerre több alapanyaggal és eltérő színekkel is képesek dolgozni, így a kialakuló kompozit végtermék mechanikai tulajdonságai jól szabályozhatók. Ennél a megoldásnál szükség van támaszanyagra, amit azonban igen egyszerűen, egy dedikált nyomtatófej visz fel a kívánt területekre. Ezzel a technológiával valahol 12-20 mm közötti építési magasság érhető el óránként, egy réteg vastagsága pedig akár 16 mikrométer is lehet, ami nagyon finom felületet eredményez. Az elérhető minimális falvastagság 0,6 mm, míg a pontosság +/-0,1 és +/-0,3 mm között mozog. Ezen a területen az Objet Geometries mellett nagy gyártónak számított még a Z Corporation, ám 2012.

CNC Forgácsolás

A CNC forgácsolás olyan egyedi eljárás, ahol az anyagot egy forgó szerszámmal és egy rögzített alkatrésszel távolítják el. Ez ideális kis volumenű műanyag alkatrész gyártáshoz, amely olyan geometriákat igényel, amelyeket nehéz megformázni. Ezzel az eljárással kiváló minőségű műanyag alkatrészek állíthatók elő rövid átfutási idővel.

Összefoglaló

A műanyag alkatrészgyártás számos technológiát foglal magában, amelyek mindegyike egyedi előnyökkel és alkalmazási területekkel rendelkezik. A választás a konkrét termék követelményeitől, a gyártási mennyiségtől és a költségvetéstől függ.

A DELTA-TECH teljes körű megoldásokat kínál a műanyag alkatrészgyártás területén, a tervezéstől a gyártásig. A legmodernebb gyártástechnológiákkal és forgácsoló gépekkel rendelkeznek, és elkötelezettek az új technológiák megismerése és alkalmazása iránt.

A Med-Plast 2000 Kft. egy 1992-ben alapított cég, melynek fő tevékenységi köre a műanyag fröccsöntés és a szerszámkészítés. A magyar piacon egyedi módon egy kézben tartják a teljes megrendelői folyamatot, a termékfejlesztéstől a gyártásig, és technológiai garanciát is vállalnak.

Az Instant 3D egy forradalmian új online platform, ahol a gyártókapacitásaikat gyűjtötték össze és tették hozzáférhetővé, lehetővé téve az alkatrész megrendelésének státuszának és a szállítási határidőknek a figyelemmel kísérését.

Reméljük, hogy ez a cikk átfogó képet adott a műanyag alkatrészgyártás technológiáiról. Ha további kérdése van, vegye fel a kapcsolatot szakértőinkkel!

tags: #műanyag #alkatrész #gyártás #technológiák

• Gépjárműkár bejelentése az Aegonnál
• Strada 2001 felni információk
• Leányfalui Ford Transit eladó
• Kuplungcső hiba a Fabia modellekben
• 14 Colos Dísztárcsák Argo Autókhoz