Richtlijnen voor het ontwerp van spuitgietmatrijzen en ontwerpopties

Proces voor het maken van spuitgietmatrijzen
Proces voor het maken van spuitgietmatrijzen
Bron: https://youtu.be/YrbQIN2TBhM

De spuitgietmatrijs is een kritisch onderdeel van de spuitgietmachine en het spuitgietproces. Daarom moet er voldoende aandacht worden besteed aan het ontwerp en moeten de beschikbare opties goed worden onderzocht voordat er een beslissing wordt genomen. Als je het ontwerp en de structuur van een spuitgietmatrijs wilt begrijpen, is hier een korte handleiding om je te helpen.

Wat is een spuitgietmatrijs?

Een spuitgietmatrijs is het deel van een spuitgietmachine waar gesmolten materiaal wordt ingespoten om de vereiste onderdelen te vormen, zoals te zien is in deze video. Het bevat dus alle functies die de vorm en grootte van een product bepalen, evenals de middelen om het onderdeel na het koelen uit te werpen.

De structuur van de spuitgietmatrijs bestaat meestal uit twee delen, een stilstaande voorste helft en een beweegbare achterste helft. De twee helften worden aan elkaar vastgemaakt, waarbij het gesmolten materiaal in de holte ertussen wordt geïnjecteerd.

Spuitgietmatrijs, staal
Spuitgietmatrijs, staal
Bron: https://www.tctmagazine.com

Materiaal injectievorm

De meest gebruikte materialen voor spuitgietmatrijzen zijn aluminium en roestvrij staal. Hoewel aluminium relatief goedkoper is om te gebruiken bij het ontwerpen van een matrijs, is roestvrij staal over het algemeen de betere optie voor de meeste toepassingen. Hier vind je meer informatie over elk materiaal voor spuitgietmatrijzen.

Het Materiaal van het injectievormstaal

Staal is het meest gebruikte materiaal voor spuitgieten. Stalen matrijzen kunnen gehard of voorgehard worden met een warmtebehandeling voor superieure sterkte en hardheid. Stalen matrijzen zijn ook zeer slijtvast en produceren onderdelen van betere kwaliteit.

Aluminium Spuitgietmatrijs

Een matrijs voor spuitgieten kan ook van aluminium zijn. Aluminium biedt enkele voordelen, zoals een superieure temperatuurregeling, lagere kosten en kortere doorlooptijden vanwege de Bewerkbaarheid. Het is echter niet zo duurzaam als staal en voor sommige toepassingen niet geschikt.

Spuitgietonderdelen
Spuitgietonderdelen
Bron: https://www.researchgate.net

Spuitgietmatrijs Onderdelen

De spuitgietmatrijs bestaat uit verschillende onderdelen. Hier bekijken we de belangrijkste onderdelen: Dit zijn spuitgietonderdelen die de holte, de kern en andere delen van de assemblage vormen. Ze omvatten het volgende:

Spuitgietmatrijs

Dit is het onderdeel naast het injectiepistool. Het helpt om het gesmolten plastic in de matrijs te voeren. De spuitgietsprue is verbonden met het runnersysteem en moet ervoor zorgen dat de spuitgietsprue efficiënt en veilig verloopt. gelijkmatige stroming van het materiaal.

Injector Schimmel Lopers

De runners zijn kanalen die de smelt van de sprue naar de caviteiten leiden. Deze spuitgietkanalen kunnen verwarmd of koud zijn, afhankelijk van de procesvereisten of opties. Een spuitgietrunner voedt de caviteit en de kern rechtstreeks, via een zogenaamde gate.

Spuitgietmatrijs Poort

De poort is een kleine opening aan het uiteinde van de loopwagen die materiaal in de holte toelaat. Hij helpt ook om de stroom te regelen en te controleren. Er zijn verschillende soorten spuitgietpoorten, zoals randpoorten, hot tip-poorten, sub-poorten en directe sprue-poorten.

  • Randpoort: Gelegen aan de rand van een holte en gebruikt voor vlakke onderdelen
  • Heet punthek: Gelegen aan de bovenkant, meestal gebruikt voor conische of ronde onderdelen
  • Subpoort: Overal te plaatsen en biedt meer controle over de stroom en het proces
  • Directe sprue-poort: Direct verbonden met de sprue en wordt meestal gebruikt voor ronde onderdelen.

Spuitgietholte

De spuitgietholte is de ruimte in de spuitgietmatrijs waarin het gesmolten materiaal terechtkomt. De vorm en grootte van deze holte bepalen het product dat tijdens het injectieproces wordt geproduceerd.

Spuitgietmatrijzen

Uitwerppennen van spuitgietmatrijzen zijn de onderdelen die het product naar buiten duwen als het klaar is. Deze bevinden zich, zoals eerder aangegeven, in de uitwerpplaat en moeten strategisch geplaatst worden om ervoor te zorgen dat het product gemakkelijk en zonder schade kan vrijkomen.

Koelsysteem voor spuitgietmatrijzen

Samengesteld uit waterkanalen of zelfs olieHet koelsysteem van een spuitgietmatrijs helpt om het gesmolten materiaal af te koelen, zodat het kan uitharden in een bepaalde vorm en grootte - en binnen een bepaalde tijd. Het moet ook efficiënt genoeg zijn om overal in de assemblage een gelijkmatige temperatuur te garanderen.

Spuitgietmatrijzen

Spuitgietopeningen, meestal kleine kanaaltjes op het matrijsoppervlak, zorgen ervoor dat de lucht in de holte kan ontsnappen tijdens het injectieproces. Dit helpt drukopbouw in de holte te voorkomen en zorgt uiteindelijk voor een goede productkwaliteit.

Spuitgietmatrijs met meerdere caviteiten
Spuitgietmatrijs met meerdere caviteiten
Bron: https://www.youtube.com/watch?v=asEtaBiDZW8

Wat zijn de soorten spuitgietmatrijzen?

De classificatie van spuitgietmatrijzen is gebaseerd op 3 belangrijke parameters: het toevoersysteem (hot en cold runner), het aantal caviteiten (single cavity of multi-cavity), de plaat (standaard twee- en drie-plaatmatrijzen). Deze soorten spuitgietmatrijzen worden hieronder uitgelegd.

Hete loper schimmel

Hotrunner spuitgieten betekent dat het materiaal verwarmd wordt terwijl het er doorheen stroomt. Deze produceren schone onderdelen en minder afval (het materiaal stolt niet binnenin). Ze zijn echter moeilijker schoon te maken omdat ze aan het zicht onttrokken zijn en permanent vastzitten.

Koudloper schimmel

Bij cold runner spuitgieten daarentegen wordt het materiaal niet verwarmd. Deze types spuitgietmatrijzen zijn meestal blootgesteld en gemakkelijker te gebruiken of te onderhouden. Aan de andere kant produceren ze vaak veel afval dat ook handmatig moet worden verwijderd.

Vorm met enkele holte

Een matrijs met één caviteit is ontworpen om slechts één product per injectiecyclus te produceren. Dit type spuitgieten wordt meestal gebruikt voor de productie van kleine volumes, zoals prototypes en aangepaste onderdelen.

Multi holte schimmel

Een matrijs met meerdere caviteiten is ontworpen om meerdere producten tegelijk te maken bij elke injectiecyclus. Deze mallen zijn het meest geschikt voor massaproductie omdat ze snel en efficiënt grote hoeveelheden onderdelen in één keer kunnen maken.

Ontwerp familievorm

De soorten spuitgietmatrijzen zijn ontworpen om meerdere onderdelen tegelijk te produceren, maar de individuele holtes kunnen iets anders zijn en verschillende vormen, maten of kleuren produceren. Deze matrijzen bieden meer flexibiliteit in de productie en kunnen het productieproces vereenvoudigen.

Injectievorm met twee platen

Een spuitgietmatrijs met twee platen heeft twee verschillende helften. Hoewel je de matrijs met twee platen kunt gebruiken met elk runnersysteem, is de opstelling met één holte het meest geschikt. Deze wordt het best gebruikt voor kortere productieruns of wanneer kleinere hoeveelheden nodig zijn.

Spuitgietmatrijs met drie platen

Een spuitgietmatrijs met drie platen lijkt op een matrijs met twee platen, maar dan met een extra plaat ertussen. De opstelling van de drie platen zorgt voor een snellere productie. Het verhoogt echter ook de initiële gereedschapskosten.

Stapel spuitgietmatrijzen

Voor snellere productie of hogere oplages wordt de stapelspuitgietmatrijs gebruikt. Bij dit type matrijsontwerp worden meerdere matrijzen op elkaar gestapeld. Hierdoor kunnen meerdere onderdelen tegelijk worden gemaakt.

Ontwerp van spuitgietmatrijzen
Ontwerp van spuitgietmatrijzen
Bron: https://www.youtube.com/watch?v=viwbxM6F7zc

Ontwerp van spuitgietmatrijzen

Tijdens het ontwerpproces moeten makers van spuitgietmatrijzen rekening houden met verschillende factoren, zoals het type materiaal, het beoogde gebruik van het onderdeel en de kosten. Het uiteindelijke ontwerp hangt af van deze factoren, maar ook van de grootte en complexiteit van het te gieten onderdeel.

Nog belangrijker is dat de ingenieurs rekening moeten houden met deze drie factoren bij het maken van een spuitgietmatrijs: Trekhoek, wanddikte, ondersnijdingen.

De Hoek van de trekkracht van de injectievorm

De ontwerphoek van de spuitgietmatrijs is de mate van conus die op de wanden wordt gebruikt om het verwijderen van onderdelen te vergemakkelijken. Over het algemeen varieert de opdrukhoek van 0,25° tot 0,5°, afhankelijk van de vorm en materiaalvereisten.

De Dikte van de injectiemuur

De wanddikte is een kritieke factor in spuitgietgereedschap. De wanddikte moet gelijkmatig zijn over het hele onderdeel en mag niet te dun zijn om holtes of zinksporen te creëren of te dik om kromtrekken en andere spuitgietproblemen te veroorzaken.

Ondersnijdingen in spuitgietmatrijzen

Ondersnijdingen kunnen verhinderen dat het onderdeel zonder schade wordt uitgeworpen. Het kunnen groeven, uitsparingen of uitsteeksels zijn op de wanden van het onderdeel. Ondersnijdingen in spuitgietmatrijzen moeten zorgvuldig worden ontworpen en strategisch worden geplaatst, of worden verwijderd tenzij ze absoluut noodzakelijk zijn.

Hoe lang gaat een spuitgietmatrijs mee?

De levensduur van spuitgietmatrijzen hangt af van het gebruikte materiaal, hoe vaak het wordt gebruikt en hoe goed het wordt onderhouden. Over het algemeen kunnen spuitgietmatrijzen enkele duizenden tot meer dan een miljoen cycli meegaan.

De levensduur kan korter worden als de schimmel veel slijtage ondervindt of niet goed wordt onderhouden.

De levensduur van gereedschap voor spuitgietmatrijzen wordt ook beïnvloed door de kwaliteit van het materiaal. Daarom moeten fabrikanten ervoor zorgen dat ze hun matrijzen met de hoogst mogelijke materiaalkwaliteit maken.

Kosten van spuitgietmatrijzen

De kosten van een spuitgietmatrijs variëren aanzienlijk afhankelijk van de grootte, de complexiteit en het aantal benodigde caviteiten. Kleinere onderdelen kunnen kosteneffectiever worden geproduceerd dan grotere onderdelen omdat de gereedschapskosten lager zijn.

Het type materiaal dat wordt gebruikt heeft ook invloed op de kosten van een spuitgietmatrijs, hoewel de prijzen kunnen afhangen van je locatie op de wereldbol. Een stalen mal kan bijvoorbeeld $5 000 kosten om te maken, terwijl een vergelijkbare aluminium mal slechts een fractie daarvan kost - ongeveer $1 000.

Daarnaast heeft ook het aantal caviteiten in de matrijs invloed op de kosten; hoe meer caviteiten, hoe hoger de kosten. De kosten van een spuitgietmatrijs kunnen variëren van een paar honderd dollar tot tienduizenden dollars, afhankelijk van deze factoren.

Conclusie

Om deze handleiding voor spuitgietmatrijzen af te sluiten, moeten we nogmaals het belang benadrukken van een goed ontwerp en een goed begrip van de verschillende matrijsvereisten. Met een goed ontworpen spuitgietmatrijs kun je namelijk langdurige prestaties en onderdelen van hoge kwaliteit maken die consistent zijn in alle productieruns.

Inhoudsopgave
Laatste berichten
Neem contact met ons op
nl_NLDutch