Wat is kunststof spuitgieten? Een complete gids

Spuitgieten van kunststof, speelgoed
Spuitgieten van kunststof, speelgoed
Bron: https://www.youtube.com/watch?v=eoaTl8Q0PQc

Jarenlang was kunststof spuitgieten de populairste manier om kunststof producten in massa te produceren. Dat is het nog steeds! Volgens een rapport van Fortune BedrijfsinzichtenDe wereldwijde markt voor het spuitgieten van kunststof zal naar verwachting $476,46 miljard bedragen in 2028. Dit vertegenwoordigt een CAGR van 4,2% van 2021 tot 2028.

Waarom is dit proces zo populair? En welke soorten kunststof worden gebruikt? Deze handleiding over kunststof spuitgieten verkent de technische principes achter de productiemethode, het proces zelf en nog veel meer.

Wat is kunststof spuitgieten?

Om te beginnen de definitie van kunststof spuitgieten: Kunststof spuitgieten wordt gebruikt om het productieproces aan te duiden waarbij kunststof of polymeer, in de vorm van korrels of pellets, wordt gesmolten en onder hoge druk in een mal wordt gespoten.

De mal is ontworpen in het profiel van het uiteindelijke onderdeel of product. Na afkoeling wordt de kunststof hard en neemt deze vorm aan. Het proces van spuitgieten van kunststof is zeer veelzijdig, waardoor onderdelen met een breed scala aan vormen en afmetingen kunnen worden geproduceerd.

Naast veelzijdigheid is deze productiemethode ook relatief snel en efficiënt, waardoor het ideaal is voor massaproductie. En omdat er tijdens het proces heel weinig afval ontstaat, is het ook milieuvriendelijk.

Korrels voor kunststof spuitgieten
Korrels voor kunststof spuitgieten
Bron: https://www.plasticstoday.com

Kunststof Spuitgieten Materialen

De plastic injectie het vormen grondstoffen kunnen verschillend zijn soorten kunststoffenafhankelijk van de vereiste eigenschappen voor het eindproduct. De drie meest voorkomende soorten kunststof voor spuitgieten zijn thermoplasten, elastomeren en thermoharders.

Thermoplastisch spuitgieten

Zoals de naam al zegt, kunnen thermoplasten meerdere keren worden gesmolten en afgekoeld zonder dat hun eigenschappen veranderen. Dit maakt ze de beste kunststoffen voor spuitgieten. Ze zijn ook zachter en flexibeler en hebben een laag smeltpunt. Bekende voorbeelden zijn:

  • Polyethyleen (PE) - waterflessen, verpakkingen, stoelen
  • Polypropyleen (PP) - prothesen, auto-onderdelen, behuizingen
  • Polystyreen (PS) - wegwerpbestek, verpakkingsmateriaal, pennen
  • Polyvinylchloride (PVC) - schoenzolen. Plastic buizen, elektrische isolatie
  • Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) - speelgoed, auto-onderdelen, legoblokjes
  • Polyamide (PA) - tandwielen, bussen, elektronische behuizingen
  • Acryl - lenzen, borden, trays, lichtbehuizingen, displays

Elastomeer spuitgieten

Elastomeren zijn een soort kunststof die kan worden uitgerekt of samengedrukt zonder blijvend van vorm te veranderen. Ze staan ook bekend als rubberachtige kunststoffen. De meest voorkomende elastomeer spuitgietmaterialen zijn:

  • Polyurethaan (PU) - isolatiezolen van schoenen, speelgoed
  • Silicone - afdichtingen en pakkingen, handschoenen,

Thermohardende kunststof spuitgieten

Thermoharders zijn kunststoffen die maar één keer gevormd kunnen worden. Dat komt omdat ze uitharden bij verhitting en niet kunnen worden gesmolten en hervormd zoals thermoplasten. Daarom worden ze niet zo vaak gebruikt. Voorbeelden van thermohardende kunststof spuitgieten zijn:

  • Epoxy - vezelversterkte composieten, elektrische laminaten
  • Onverzadigde polyesters - bootrompen, douchecabines
Plastic spuitgietmachine
Plastic spuitgietmachine
Bron: https://mag.turkishplastics.net

Hoe werkt kunststof spuitgieten?

Kunststof materiaal (meestal in korrelvorm) wordt gesmolten en onder hoge druk in een vormholte gespoten. De smelt koelt dan af en stolt tot de uiteindelijke vorm.

Om beter te begrijpen hoe kunststof spuitgieten werkt, kijken we eerst naar het type machine en de verschillende onderdelen. Daarna zullen we stap voor stap bekijken hoe het hele proces van kunststof spuitgieten in zijn werk gaat.

Kunststof spuitgietmachine

Laten we eens wat dieper ingaan op de onderdelen van de machine die dit allemaal mogelijk maken. Een kunststof spuitgietmachine bestaat uit drie hoofdonderdelen: de trechter, het vat, de matrijs en de uitwerpeenheid.

Vultrechter: In de trechter van de spuitgietmachine worden de plastic korrels gegoten. De grootte van de trechter hangt af van de grootte van de machine en de hoeveelheid kunststof die gesmolten moet worden.

Vat: Hier worden de kunststofkorrels gemengd, gesmolten en omgezet in gesmolten kunststof. Het vat van de spuitgietmachine is meestal omgeven door verwarmingsbanden die dienen om de korrels te verwarmen.

In het vat zit ook een zogenaamde heen en weer bewegende schroef. De functie van de schroef is om de plastic pellets te mengen en gelijkmatig te smelten.

Schimmel: De mal is het negatief van de gewenste vorm die gemaakt moet worden. Het is meestal gemaakt van metaal, meestal staal of aluminiumen kan een of meer holtes bevatten.

Uitwerpunit: Dit onderdeel van de kunststof spuitgietmachine helpt om het eindproduct uit de matrijs te halen.

Stroomdiagram spuitgietproces
Stroomdiagram spuitgietproces
Bron: https://www.researchgate.net

Kunststof spuitgietproces

Eenmaal in de machine moet de kunststof nu het spuitgietproces ondergaan. De stappen van het kunststof spuitgietproces zijn als volgt onderverdeeld: de kunststofkorrels in de trechter laden, ze smelten, de smelt in de matrijs voeren, afkoelen en uitwerpen.

Laden: De plastic korrels worden door de zwaartekracht vanuit de trechter in het vat gevoerd. Dit is de eerste fase bij het spuitgieten van kunststof om verschillende onderdelen te vormen.

Smelten: De pellets worden gesmolten in het vat, gedeeltelijk door de kachels die eromheen wikkelen en meestal door de druk en de wrijving die door de schroef worden gecreëerd.

Injectie: De gesmolten kunststof wordt in de mal gespoten. Dit gebeurt door de spuitmond te openen en de gesmolten kunststof onder hoge druk te injecteren.

Koeling: De kunststof wordt in de mal afgekoeld totdat het stolt en de vorm van de malholte aanneemt. Meestal heeft de mal een systeem van kanalen die helpen om een koelmiddel (meestal water) rond de mal te laten circuleren.

Uitwerping: De laatste stap van het spuitgietproces is het uitwerpen van het eindproduct uit de matrijs. Dit gebeurt door de matrijs open te maken, meestal met behulp van uitwerppennen. Om ervoor te zorgen dat het product niet aan de mal blijft kleven, kan een lossingsmiddel worden gebruikt.

Tijdens de laatste afwerking van de uitgeworpen onderdelen wordt het overtollige plastic verwijderd. Het afval van het trimproces kan worden gerecycled en gebruikt om nieuwe korrels te maken, of het kan worden verzameld en verkocht aan andere bedrijven die kunststof spuitgieten.

Plastic spuitgietstoelen
Plastic spuitgietstoelen
Bron: https://youtu.be/USg7An6OIPE

Voordelen van kunststof spuitgieten

Zoals we al eerder zagen, is kunststof spuitgieten de populairste manier om kunststof producten te maken. Daar zijn veel redenen voor, maar we zullen slechts een paar van de belangrijkste voordelen noemen.

Massaproductie: Een van de belangrijkste voordelen van kunststof spuitgieten is dat het een snelle manier is om grote aantallen identieke kunststof onderdelen te maken. Zodra de matrijs gemaakt is, verloopt het proces erg snel en kan het gemakkelijk geautomatiseerd worden. Dit maakt het zeer geschikt voor massaproductie.

Minimale verspilling: Bij spuitgieten ontstaat er heel weinig afval tijdens het proces. Het overtollige plastic, vooral bij het gebruik van thermoplasten, kan worden gerecycled en gebruikt om nieuwe pellets of zelfs nieuwe producten te maken.

Kosteneffectiviteit: Een van de vele voordelen van kunststof spuitgieten is dat het ook een zeer rendabele manier is om kunststof onderdelen te maken. De initiële setupkosten kunnen hoog zijn, maar als de matrijs eenmaal gemaakt is, zijn de kosten per eenheid erg laag.

Precisie: Het kunststof spuitgietproces is ook een zeer nauwkeurige manier om kunststof onderdelen te maken. Het proces maakt zeer nauwe toleranties mogelijk en kan onderdelen met zeer ingewikkelde ontwerpen maken.

Hoeveel kost kunststof spuitgieten?

De kosten voor het spuitgieten van kunststof hangen af van verschillende factoren, zoals de complexiteit van het onderdeel, de grootte van het onderdeel, het aantal onderdelen en het gebruikte materiaal. Meestal neemt het spuitgieten het grootste deel van de kosten in beslag, omdat de matrijs gemaakt moet worden volgens specifieke afmetingen en toleranties.

  • Voor een eenvoudig onderdeel kunnen de kosten om een matrijs te maken zo laag zijn als $100 tot $500. Voor een complexer onderdeel kunnen de kosten oplopen tot $100.000 of meer. Als de matrijs erg groot is en meer tijd nodig heeft om te produceren, kost het ook meer.
  • Verschillende plastic injectiebedrijven hebben ook verschillende prijsstructuren, dus het is belangrijk om offertes van verschillende leveranciers te vergelijken voordat je een beslissing neemt.

Hoewel de aanloopkosten van kunststof spuitgieten hoog kunnen zijn, zijn de besparingen op lange termijn aanzienlijk: de onderdelen zijn zeer constant van kwaliteit en er is weinig afval of uitval.

Bovendien is het proces geautomatiseerd, zodat het snel en met weinig arbeid kan worden voltooid. Dat betekent dat u uw producten sneller en tegen lagere kosten op de markt brengt.

Conclusie

Kunststof spuitgieten is de meest gebruikte productiemethode voor kunststof onderdelen, van kleine onderdelen zoals knopen tot grote voorwerpen zoals auto-onderdelen. Zoals we gezien hebben, biedt het veel voordelen. Maar er zijn ook enkele uitdagingen, zoals de hogere initiële kosten. Met de juiste aanpak kan spuitgieten echter de beste manier zijn om je kunststof onderdelen te produceren.

Inhoudsopgave
Laatste berichten
Neem contact met ons op
nl_NLDutch