In diesem Artikel werden die verschiedenen Arten von Spritzgussformen und die Methoden zu ihrer Herstellung und Verwendung untersucht. Kunststoffe werden in zwei Gruppen unterteilt: 1. Thermoplastformen 2. Duroplastformen (Bakelit):

Thermoplastformen:

Die Gruppe der Thermoplasten oder Wärmeweichen, die durch Hitze verformt werden und bei Abkühlung ihre Härte zurückgewinnen, erfahren keine chemischen Veränderungen und nehmen nach dem Spritzen die Form der Formkammer an.

Beim Spritzguss von Kunststoffen füllt das heiße Thermoplastmaterial die Formkammer. In diesem Verfahren ist das Thermoplastmaterial heiß und die Formkammer kalt, sodass das Material nach dem Spritzen die Form und Gestalt der Form annimmt und aushärtet.

Aus einer anderen Perspektive werden Thermoplastmaterialien als solche bezeichnet, die nach ein oder mehreren Verwendungen im Produktionsprozess wiederverwendbar sind. Diese Materialien werden in Form von Granulat oder Pulver in die Spritzmaschine gegeben.

Aufbau von Spritzgussformen:

Kunststoffformen werden allgemein in zwei Arten unterteilt:

1- Spritzgussformen mit kaltem Kanal

2- Spritzgussformen mit warmem Kanal

Und sie werden auch nach ihrer Bauweise in zwei Arten unterteilt:

1- Zweiplatten-Spritzgussformen

2- Dreiplattenformen, wobei die Anzahl der Platten und die Trennlinie je nach Faktoren wie der Anzahl der Kavitäten, der Form des Kunststoffteils, der Art der Spritzmaschine, der Art der verwendeten Materialien und des Luftauslasses usw. bestimmt werden. Grundsätzlich gibt es in jeder Spritzgussform zwei Hauptteile:

a- Der feste Teil der Form (halbfest), in dem das heiße Spritzmaterial injiziert wird.

b- Der bewegliche Teil (beweglicher Teil), der im beweglichen Teil der Spritzmaschine geschlossen wird und das System und den Mechanismus zum Ausstoßen der Teile befindet sich meistens dort.

Die Bestimmung der Anzahl der Kavitäten und Kammern der Form ist ein wichtiger Aspekt bei der Gestaltung von Spritzgussformen, und Kunststoffformen sind in diesem Bereich in zwei Arten unterteilt:

1- Ein-Kavitäten-Spritzgussformen

2- Mehr-Kavitäten-Spritzgussformen

Ein-Kavitäten-Spritzgussformen:

Ein-Kavitäten-Formen werden in Fällen verwendet, in denen die Produktionsmenge des Kunststoffteils begrenzt ist; daher ist das Design und die Herstellung von Ein-Kavitäten-Formen hinsichtlich der Bauzeit und der wirtschaftlichen Aspekte – kostengünstiger.

Mehr-Kavitäten-Spritzgussformen:

Wenn die Anzahl der produzierten Produkte hoch ist, insbesondere in Fällen, in denen das Teil klein ist, wird die Methode des Designs und der Herstellung von Mehr-Kavitäten-Spritzgussformen verwendet.

Duroplastformen (Bakelit):

Die Gruppe der Duroplaste oder Bakelite oder Wärmeharten, die durch Hitze hart werden und chemische Veränderungen in diesen Materialien verursachen, werden als Duroplaste oder Bakelite bezeichnet.

In diesem Verfahren ist die Form kalt und das Material ebenfalls kalt, und nach der Zuführung wird die Form erhitzt, und das Material nimmt die Form und Gestalt der Formkammer an und härtet aus.

Duroplaste oder Thermosets werden unter Druck und Hitze von 170 Grad Celsius hergestellt. Zuerst werden sie weich und nehmen einen plastischen Zustand an, aber nach einer Weile härten sie aus, und die Hauptmerkmale dieser Materialien sind, dass sie nach dem Aushärten nicht wieder weich und wiederverwendbar sind und in keinem Lösungsmittel löslich sind, und nach dem Aushärten treten bedeutende chemische Veränderungen in ihnen auf.

Arten von Duroplastformen (Bakelit)

Im Spritzgussverfahren werden Duroplastmaterialien allmählich im Formraum erhitzt und dann in die warme Form zugeführt, und diese weichen Materialien nehmen durch den Druck der Form die Form und Gestalt der Kavitäten und Kammern an und werden durch chemische Veränderungen abgekühlt und aus der Form ausgestoßen.

Der Spritzguss von Duroplastmaterialien erfolgt nach drei spezifischen Methoden, wobei auch andere Methoden wie die Extrusion usw. verwendet werden.

1- Transferguss

2- Druckguss

3- Druckguss mit Kolben

1- Transferguss:

In diesem Verfahren werden die Materialien durch einen oder mehrere Kanäle unter Druck aus dem Formraum in die Kavität der Form gespritzt, und die Form wird vor Beginn der Arbeit geschlossen und verriegelt.

2- Druckgussverfahren:

Im Druckgussverfahren werden Pulver oder Kügelchen oder Tabletten in die Formkammer gegeben, und bei Schließen der Form nehmen sie unter Druck und Hitze die gewünschte Form des Teils an.

3- Druckgussverfahren mit Kolben:

Im Druckgussverfahren mit Kolben werden Duroplastmaterialien unter Druck des Kolbens, der die Oberfläche des Werkstücks bildet, in die Kammer und die Kavität der Form eingeführt und nehmen unter Druck und Hitze die erforderliche Form an.

Das Druckgussverfahren:

Im Druckgussverfahren werden die geschmolzenen Materialien (die Materialien wie Aluminium, Kupfer usw. sein können) unter einem bestimmten Druck in die Formkammer geleitet, und mit dieser Methode können Teile mit hoher Präzision und komplexen und sauberen Formen hergestellt werden. Normalerweise sind nach der Herstellung keine weiteren Bearbeitungsschritte wie Maschinenbearbeitung und Nachbearbeitung erforderlich, und es müssen nur die Grate und überschüssigen Teile entfernt werden.

Zu den Vorteilen des Druckguss- und Druckgussverfahrens gehören die folgenden Punkte:

1- Herstellung präziser Teile mit komplexen Formen

2- Herstellung von Teilen mit dünnen und schmalen Wänden

3- Gute Oberflächenbearbeitung der Teile und deren Glätte

4- Keine Notwendigkeit für Maschinenbearbeitung nach der Herstellung

5- Festigkeit der Teile aufgrund der schnellen Abkühlung

6- Präzision der Kernbildung in Druckgussformen

7- Massenproduktion in der Produktionsphase aufgrund der langen Lebensdauer und Festigkeit dieser Formen

Das Extrusionsverfahren

Der allgemeine Mechanismus der Extrusion besteht aus einer Schraube, die ihre Bewegung von einem Motor und einem Getriebe erhält und in einem Zylinder, der durch externe Heizungen erhitzt wird, bewegt wird, und die Kunststoffmaterialien werden in Form von Granulat aus dem Trichter in die Maschine gegeben. Nach dem Schmelzen der Materialien und dem Druck durch die Form gelangen sie allmählich durch ein Loch (eine Form), das die Querschnittsform des hergestellten Produkts hat, nach außen und nehmen nach dem Abkühlen die Form und Gestalt des Lochs (der Form) an, die zur Herstellung von Teilen wie Drähten, Stäben, Rohren, Platten usw. verwendet wird.

Formdesign

Nach der Einführung der verschiedenen Formen werden wir die einzelnen Schritte der Formherstellung untersuchen. Der erste Schritt zur Herstellung einer Form ist das Design der Formen.

Es gibt verschiedene Arten von Teilen, die Form dieser Teile ist die Grundlage und Basis für das Design des Teils. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass das Design des gewünschten Teils vor dem Design der Form erfolgt und spezifische Berechnungen umfasst. Das Design der Teile umfasst die folgenden Punkte:

1- Vertiefungen und Erhebungen (Fischgruppen)

2- Vertiefungen und Erhebungen um die Löcher

3- Abgerundete Kanten

4- Toleranzen

5- Lochschneiden

6- Gerade Löcher

7- Überstehende Löcher

8- Beziehung der Löcher zu den Biegungen

9- Spalten (Federungen)

10- Biegungen und Rohre

Nach dem Design des Teils sollte mit dem Design der Form begonnen werden. Der Designer entwirft basierend auf seinen Informationen und Erfahrungen und unter Verwendung spezifischer Muster eine mentale Vorstellung von der gewünschten Form und bringt sie auf Papier und überprüft jeden einzelnen Punkt, dann erstellt er detaillierte Zeichnungen der gewünschten Form und übergibt sie unter Berücksichtigung der Trennung der verschiedenen Teile der Form an die Maschinenbauabteilung.

Alle Berechnungen bezüglich Druckbelastung, Atmung, Bruchgrenze, Biegung, Widerstand unter kritischen Bedingungen wie Hitze, Kälte, Stoß und anderen Arbeitsfaktoren fallen in den Aufgabenbereich des Formdesigners und der Kontrollfaktoren. Es ist zu beachten, dass das Design verschiedener Formen unterschiedlich ist und der Designer ein umfassendes Wissen über die verschiedenen Formen und deren Design haben sollte.

Materialien für Kunststoffformen

Nachdem die Form theoretisch, d.h. mit Hilfe von Formeln und Zeichnungen, vorbereitet wurde, ist es an der Zeit, die Form tief zu fertigen. Aber vor der Herstellung gibt es auch andere Schritte, die die Auswahl der Materialien und des Formmaterials umfassen, die je nach Art des gewünschten Teils bestimmt werden.

Die Auswahl des Metalls für den reinen Einsatz hängt von den Eigenschaften des gewünschten Teils, den Herstellungskosten und der Verfügbarkeit des Metalls ab. Die technischen Anforderungen der Teile variieren; möglicherweise ist in einem Fall Festigkeit erforderlich, während in einem anderen Fall das äußere Erscheinungsbild das Hauptkriterium ist.

Zum Beispiel müssen die Stanzformen aus Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt (härter) und Wasserabweisend hergestellt werden; wie Spk

Der Grund für die Verwendung von Kaltarbeitsstählen für Stanzformen ist die Wasserabweisende Fähigkeit bis zu minimaler Verwindung, und diese Eigenschaft sorgt für Schlagfestigkeit und sehr hohe Härte. Der Stahl, der für Stanzformen verwendet wird, sollte je nach Dicke des Blechs zwischen 60 und 56 RC Härte haben.

Oder in einem anderen Beispiel sollte der Stahl, der für Kunststoffformen verwendet wird, eine hohe Beschichtungsfähigkeit haben; daher ist ein hoher Chromanteil in diesem Stahl erforderlich. Der Grund für die Auswahl dieses Stahls für diese Formen ist die hohe Oberflächenglätte für das Kunststoffteil und die einfache Trennung des Teils von der Oberfläche der Form.

Kostenabschätzung – Wirtschaftlichkeit – Effizienz der Form

Ein sehr wichtiger und bemerkenswerter Punkt in jedem Schritt und Prozess der Formenherstellung ist die Wirtschaftlichkeit. Die Kostenschätzung für die Herstellung der Form, einschließlich Materialien, Herstellung und anderer Faktoren, steht in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der Teile, die nachgefragt werden.

So ist es besser, bei Teilen mit geringer Auflage, wenn die Möglichkeit besteht, dieses Teil manuell oder auf andere Weise ohne Form herzustellen, die Herstellung einer Form zu vermeiden; andernfalls ist die Herstellung einer Form erforderlich.

Ein wichtiger Punkt, der in der Formenherstellung angesprochen wird, ist die Effizienz. Zum Beispiel zeigt die gewünschte Qualitätsstufe die Anzahl der Kavitäten in Kunststoffformen an, sodass eine Form mit einer Kavität in vielen Fällen nicht einmal den Stromverbrauch und die Reibung und die menschliche Kraft der Spritzmaschine decken kann, während dieselbe Form mit einer höheren Anzahl von Kavitäten die oben genannten Punkte vollständig ändern kann.

Herstellung von Kunststoffformen

Der letzte Schritt zur Herstellung einer Form ist die Herstellung der Form. Die Herstellung von Kunststoffformen erfolgt unter Berücksichtigung der Arbeitszeit, der Art der benötigten Werkzeugmaschinen und des Fachpersonals. Alle Teile der Form müssen hinsichtlich der Arbeitszeit überprüft werden, um die voraussichtliche Zeit für die Herstellung der Form zu bestimmen.

Im nächsten Schritt müssen die verschiedenen Werkzeuge für die geeignete Maschinenbearbeitung der Formteile bereitgestellt werden.

Die benötigten Werkzeugmaschinen zur Herstellung der Formen sind normalerweise:

Drehmaschine - Fräsmaschine - Bohrmaschine - Funkenerosion

So ist bei der Herstellung jedes einzelnen Teils der Form in der Maschinenbauabteilung die Vorbereitung der Teile für die Montage entscheidend.

In der Montageabteilung werden nach der dimensionalen Kontrolle der Teile und der Genauigkeit der geforderten Toleranzen die Teile in der Form zusammengebaut.

Nach der Montage und der endgültigen Vorbereitung der Form ist der letzte Schritt der Test der Form und die Probenahme.

Nach der Kontrolle des Testteils wird, falls Mängel in der hergestellten Kunststoffform festgestellt werden, diese zur Korrektur an die Maschinenbauabteilung zurückgegeben.

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