Подходит ли вам ротационное формование?

Итак, вам нужна пластиковая деталь или изделие, изготовленное на заказ, но вы не знаете, как его изготовить.

Он большой или маленький?Должен ли он быть гибким или жестким?Это круглая, квадратная или какая-то странная форма?У вас уже есть форма или вам нужно ее изготовить?

В этом руководстве будут описаны различные виды процессов формования, доступные сегодня, чтобы помочь вам найти идеальный процесс для вашего продукта.

Что такое формование пластика?

Формование, иногда называемое формованием, — это процесс производства путем формирования жидкого или податливого материала с использованием жесткого каркаса, называемого формой или матрицей.

При формовании пластмасс порошок или жидкий полимер, такой как полиэтилен или полипропилен, помещается в полую форму, чтобы полимер мог принять свою форму.В зависимости от типа используемого процесса для создания конечного продукта используются различные диапазоны температуры и давления.

История литья пластмасс

Формование пластика началось в конце 1800-х годов, чтобы удовлетворить потребность в пластиковых бильярдных шарах, в отличие от широко используемых в то время шаров из слоновой кости.В 1868 году Джон Уэсли Хаятт изобрел способ изготовления бильярдных шаров путем впрыскивания целлулоида в форму.Четыре года спустя Хаятт и его брат изобрели и запатентовали машину, автоматизирующую этот процесс.Это была первая существующая машина для литья пластмасс под давлением, в которой использовался простой плунжер для впрыска пластика в форму через нагретый цилиндр.

В 1946 году Джеймс Хендри изобрел шнековую литьевую машину, которая заменила технику плунжерного впрыска.Это наиболее часто используемый сегодня метод.

Современное ротационное формование также имеет богатую историю, начавшуюся в 1855 году, когда в Великобритании вращение и нагрев использовались для производства металлических артиллерийских снарядов.

Пластмассы были введены в процесс в начале 1950-х годов, когда для изготовления кукольных голов впервые было использовано ротационное формование.А затем в 1960-х годах был разработан современный процесс ротационного формования, позволяющий создавать большие объемные контейнеры из полиэтилена низкой плотности.В новейшей истории усовершенствования процессов, лучшее оборудование и разработки пластиковых порошков ускорили процесс создания готовой продукции, что привело к быстрому росту популярности ротационного формования.

Виды литья пластмасс

Наиболее популярными методами формования пластмасс являются ротационное формование, литье под давлением, выдувное формование, компрессионное формование, экструзионное формование и термоформование.В этом руководстве мы рассмотрим все эти методы, чтобы помочь вам найти лучший процесс изготовления детали или продукта.

Ротационное формование

Ротационное формование, также называемое ротационным формованием, представляет собой производственный процесс изготовления больших полых деталей и изделий путем помещения порошка или жидкой смолы в металлическую форму и вращения ее в печи до тех пор, пока смола не покроет внутреннюю часть формы.Постоянное вращение формы создает центробежную силу, образующую изделия с ровными стенками.Как только форма остынет, затвердевший пластик удаляется из формы.

Во время процесса тратится очень мало материала, а излишки материала часто используются повторно, что делает его экономичным и экологически чистым.

Распространенное использование ротационного формования

Ротационное формование обычно используется для изготовления больших полых пластиковых изделий, таких как тележки, резервуары для хранения, автомобильные детали, морские буи, домики для домашних животных, мусорные баки, дорожные конусы, корпуса каяков и горки для игровых площадок.

Ротационные формы легко настраиваемы и экономически эффективны

Сама форма может быть очень сложной, чтобы облегчить формование широкого спектра продуктов.Формы могут включать вставки, кривые и контуры, а также логотипы и прорези для пластиковых или металлических вставок, которые необходимо разместить после формования продукта.

Затраты на оснастку при использовании ротационных форм ниже, чем при использовании литьевых или выдувных форм.Результатом является снижение начальных затрат и рентабельность производства даже при одновременном производстве всего 25 изделий.

Литье под давлением

Литье под давлением — это процесс изготовления пластиковых деталей по индивидуальному заказу путем впрыскивания расплавленного пластика под высоким давлением в металлическую форму.Как и в случае с другими формами литья пластмасс, после того, как расплавленный пластик впрыскивается в форму, форма охлаждается и открывается, обнажая твердую пластиковую деталь.

Этот процесс аналогичен формованию для желе, которое заполняется, а затем охлаждается для получения конечного продукта.

Обычное использование литья под давлением

Литье под давлением обычно используется для изготовления пластиковых деталей очень больших объемов.Большие машины для литья под давлением могут формовать детали автомобилей.Небольшие машины могут производить очень точные пластиковые детали для хирургического применения.Кроме того, существует множество типов пластиковых смол и добавок, которые можно использовать в процессе литья под давлением, что повышает его гибкость для дизайнеров и инженеров.

Формы для литья под давлением, которые обычно изготавливаются из стали или алюминия, требуют огромных затрат.Однако стоимость одной детали очень экономична, если вам нужно несколько тысяч деталей в год.

При литье под давлением изготовление оснастки обычно занимает 12–16 недель, а производство занимает еще до четырех недель.

Выдувное формование

Выдувное формование — это метод изготовления полых, тонкостенных пластиковых деталей по индивидуальному заказу.В основном он используется для изготовления изделий с одинаковой толщиной стенок и там, где важна форма.Этот процесс основан на том же принципе, что и выдувание стекла.

Машины для выдувного формования нагревают пластик и нагнетают воздух, надувая горячий пластик, как воздушный шар.Пластик выдувается в форму и, расширяясь, прижимается к стенкам формы, принимая ее форму.После того, как пластиковый «баллон» заполняет форму, она охлаждается и затвердевает, после чего деталь выбрасывается.Весь процесс занимает менее двух минут, поэтому в среднем за 12 часов в день можно произвести около 1440 изделий.

Обычное использование выдувного формования

В большинстве случаев в результате процессов выдувного формования получаются бутылки, пластиковые бочки и топливные баки.Если вам нужна сотня тысяч пластиковых бутылок, этот процесс для вас.Выдувное формование является быстрым и экономичным процессом: сама форма стоит меньше, чем литьевое формование, но дороже, чем ротационное формование… иногда в 6–7 раз дороже, чем инструмент для ротационного формования.

Компрессионное формование

Прессование осуществляется точно так, как следует из названия.Нагретый пластиковый материал помещается в нагретую форму, а затем прессуется до определенной формы.Обычно пластик поставляется в листах, но может быть и навалом.Как только пластик сжимается до нужной формы, процесс нагрева гарантирует, что пластик сохранит максимальную прочность.Заключительные этапы этого процесса включают охлаждение, обрезку и последующее извлечение пластиковой детали из формы.

Обычное использование компрессионного формования

Лучшее применение компрессионного формования — замена металлических деталей пластиковыми.В основном он используется для мелких деталей и изделий в очень больших объемах.В автомобильной промышленности широко используется компрессионное формование, поскольку конечная продукция очень прочная и долговечная.

Первоначальная стоимость пресс-формы значительна и зависит от нескольких факторов, включая количество полостей, размер деталей, сложность деталей и качество поверхности, среди прочего.Но стоимость каждой отдельной детали при больших объемах невысока, поэтому для этой формы формования идеально подходят большие количества деталей.

Экструзионное формование

Экструзионное формование похоже на литье под давлением, за исключением того, что получается длинная непрерывная форма.Еще одно отличие экструзионного формования заключается в том, что в этом процессе используется «матрица», а не «форма».

Экструдированные детали изготавливаются путем продавливания горячего сырья через специальную матрицу.Упрощенная визуализация подобна продавливанию пластилина Play Doh через фигурное отверстие.

В то время как другие формы формования используют экструзию для помещения пластиковых смол в форму, в этом процессе расплавленный пластик выдавливается непосредственно в форму.Форма штампа, а не формы, определяет форму конечного продукта.

Распространенное использование экструзионного формования

Детали, изготовленные методом экструзии, имеют фиксированный профиль поперечного сечения.Примеры экструдированных изделий включают трубы из ПВХ, соломинки и шланги.Детали не обязательно должны быть круглыми, но они должны иметь одинаковую форму по длине детали.

Стоимость экструзионного формования относительно невысока по сравнению с другими процессами формования из-за простоты матрицы и самих машин.

Однако характер процесса экструзионного формования ограничивает виды продукции, которые можно производить с помощью этой технологии.

Термоформование

Термоформование — это производственный процесс, при котором пластиковый лист, называемый термопластом, нагревается до гибкой температуры формования, формируется в форме определенной формы и обрезается для создания пригодного к использованию продукта.Термопластик бывает самых разных материалов, цветов, отделки и толщины.

Для получения конечного продукта при термоформовании используются несколько различных типов форм и процессов.Для создания 3D-продуктов обычно используется единая 3D-форма, изготовленная из алюминия.Поскольку при термоформовании используется низкое давление, формы можно изготавливать по низкой цене с использованием недорогих материалов.

Распространенное использование термоформования

Термоформование тонкой толщины обычно используется для производства одноразовых стаканчиков, контейнеров, крышек, лотков, блистеров, раскладушек и других продуктов для пищевой промышленности и розничной торговли.Толстостенная термоформовка включает в себя такие разнообразные детали, как двери транспортных средств и приборные панели, обивки холодильников и кузова грузовых автомобилей.

В среднем подготовка термоформовочной формы к производству занимает около 8 недель.Стоимость пресс-формы для термоформования зависит от размера детали, которую необходимо изготовить.Пресс-форма для небольшой детали может стоить всего 20 000 долларов, а стоимость формы большего размера может превышать 50 000 долларов.