Iesmidzināšana ir ražošanas process, ko plaši izmanto priekšmetu ražošanai no rotaļlietām un plastmasas piekariņiem līdz automašīnu virsbūves paneļiem, ūdens pudelēm un mobilo tālruņu futrāļiem. Šķidra plastmasa tiek piespiesta veidnē un sacietē - tā izklausās vienkārši, bet ir sarežģīts process. Izmantotie šķidrumi variē no karsta stikla līdz dažādām plastmasām - termoreaktīvs un termoplastisks.
Vēsture
Pirmā iesmidzināšanas formēšanas mašīna tika patentēta 1872. gadā, un celuloīds tika izmantots vienkāršu ikdienas priekšmetu, piemēram, matu ķemmju, ražošanai.
Tieši pēc Otrā pasaules kara tika izstrādāts daudz uzlabotais iesmidzināšanas formēšanas process - “skrūvju iesmidzināšana”, kas mūsdienās ir visplašāk izmantotais. Tā izgudrotājs Džeimss Vatsons Hendrijs vēlāk izstrādāja “presformu”, ko izmanto, piemēram, modernu plastmasas pudeļu ražošanai.
Plastmasas veidi
Injekcijas formēšanai izmantotā plastmasa ir polimēri - ķīmiskas vielas - vai nu termoreaktīvi, vai termoplastiski. Termoreaktīvo plastmasu iestata ar karstuma palīdzību vai ar katalītiskas reakcijas palīdzību. Pēc sacietēšanas tos nevar pārkausēt un izmantot atkārtoti - sacietēšanas process ir ķīmisks un neatgriezenisks. Termoplastiku tomēr var sildīt, izkausēt un atkārtoti izmantot.
Termoreaktīvās plastmasas ietver epoksīds, poliestera un fenola sveķi, savukārt termoplastiskie materiāli ir neilons un polietilēns. Injekcijas formēšanai ir pieejami gandrīz divdesmit tūkstoši plastmasas savienojumu, kas nozīmē, ka ir ideāls risinājums gandrīz jebkurai formēšanas prasībai.
Stikls nav polimērs, tāpēc tas neatbilst pieņemtajai termoplasta definīcijai - lai arī to var izkausēt un pārstrādāt.
Pelējums
Veidņu izgatavošana vēsturiski ir bijusi augsti kvalificēts amats (“die-making”). Forma parasti ir divos galvenajos blokos, kas saspiesti kopā presē. Veidnes izgatavošanai bieži nepieciešams sarežģīts dizains, vairākas mašīnas darbības un augsta prasme.
Parasti darbarīks ir tērauds vai berilija varš, ko izmanto veidņu veidošanai, lai to sacietētu. Alumīnijs ir lētāks un vieglāk apstrādājams, un to var izmantot īsākā laika posmā. Mūsdienās datorvadītas malšanas un dzirksteļu erozijas (EDM) metodes ir ļāvušas augstu automatizēt pelējuma ražošanas procesu.
Dažas veidnes ir paredzētas vairāku saistītu detaļu ražošanai - piemēram, lidmašīnas modeļa komplekts -, un tās sauc par ģimenes veidnēm. Citiem veidņu dizainparaugiem var būt vairāki tā paša izstrādājuma eksemplāri (“iespaidi”), kas izgatavoti vienā “šāvienā” - tas ir, ar vienu plastmasas iesmidzināšanu veidnē.
Kā darbojas iesmidzināšana
Ir trīs galvenās vienības, kas veido iesmidzināšanas formēšanas mašīnu - padeves tvertne, sildītāja muca un cilindrs. Piltuvē esošā plastmasa ir granulu vai pulvera formā, lai gan daži materiāli, piemēram, silikona gumija, var būt šķidrums, un tiem var nebūt nepieciešama karsēšana.
Kad auns (“skrūve”) ir karstā šķidrā veidā, tas piespiež šķidrumu cieši saspiestā veidnē un šķidrums sastingst. Viskozākai izkusušai plastmasai ir nepieciešams lielāks spiediens (un lielāka spiediena slodze), lai plastmasu piespiestu katrā plaisā un stūrī. Plastmasa atdziest, jo metāla veidne izvada siltumu, un pēc tam preses cikls tiek noņemts.
Tomēr termoreaktīvās plastmasas gadījumā veidne tiks uzkarsēta, lai plastmasa nostiprinātos.
Iesmidzināšanas liešanas priekšrocības
Iesmidzināšana ar formām ļauj izgatavot sarežģītas formas, no kurām dažas var būt gandrīz neiespējami ekonomiski ražot ar citiem līdzekļiem.
Plašais materiālu klāsts ļauj gandrīz precīzi saskaņot izstrādājumam nepieciešamās fizikālās īpašības, un daudzslāņu formēšana ļauj pielāgot mehāniskās īpašības un pievilcīgu vizuālo izskatu pat a zobu suka
Apjoma ziņā tas ir lēts process, domājams, ar minimālu ietekmi uz vidi. Šajā procesā ir izveidoti maz lūžņu, kā arī saražoti lūžņi, kas tiek samalti un atkārtoti izmantoti.
Injekcijas formas trūkumi
Ieguldījums instrumentu izgatavošanā - veidnes izgatavošanā - parasti prasa liela apjoma ražošanu, lai atgūtu ieguldījumu, lai gan tas tomēr ir atkarīgs no konkrētā izstrādājuma.
Instrumentu izgatavošana prasa izstrādes laiku, un dažas detaļas nav viegli izmantojamas praktiskā veidņu projektēšanā.
Iesmidzināšanas forma
Augstas kvalitātes veidne, kaut arī ar salīdzinoši augstām izmaksām, spēs radīt simtiem tūkstošu “iespaidu”.
Pati plastmasa ir diezgan lēta un, neraugoties uz enerģiju, kas nepieciešama plastmasas sildīšanai un aprites ciklam nospiediet (lai noņemtu katru iespaidu), process var būt ekonomisks pat visvienkāršākajām lietām, piemēram, pudelei vāciņi.
Lēti iesmidzināšanas veidņi galu galā ir noveduši līdz rīcībspēja - piemēram, skuvekļi un lodīšu pildspalvas.
Tā kā katru gadu tiek izstrādāti vairāki simti jaunu plastmasas savienojumu un modernas veidņu izgatavošanas metodes, injekcijas formēšana noteikti turpinās palielināties nākamajos piecdesmit gados. Lai arī termoreaktīvo plastmasu nevar pārstrādāt, pieaug arī to izmantošana, īpaši augstas precizitātes sastāvdaļām.