Литье пластика под давлением: выбор материалов и оптимальные применения

Скорее всего, вы находитесь в вытянутой руке от чего-то, изготовленного литьем пластика под давлением. Высоконадежное и эффективное, литье пластика под давлением — один из самых экономичных методов производства больших количеств точных, последовательных компонентов. От корпусов пультов дистанционного управления до хирургических инструментов в больницах, от крышек бутылок с водой до внутренних элементов самолетов — литье пластика под давлением используется для производства миллиардов продуктов каждый год.

Первоначально разработанное в 1872 году двумя братьями, ищущими альтернативу слоновой кости для производства бильярдных шаров, процесс стал более сложным за последние 100 лет, используя технические и материальные достижения, чтобы стать одной из самых универсальных техник массового производства. В своем сердце это остается элегантным и простым процессом. Термопластические гранулы нагреваются до жидкого состояния, впрыскиваются в форму, даются остыть на месте, а затем извлекаются. Хотя это звучит довольно просто, очень сложные и изощренные формы и продукты могут быть произведены быстро и точно с очень малым материальным отходом.

Одна из причин, почему литье под давлением так распространено — широкий спектр доступных материалов для производственного процесса, позволяющий производить продукты по строгим спецификациям. Например, дизайн может требовать жесткости или гибкости; УФ-стойкости; тепло-, химической, ударной или разрушения стойкости; горючесопротивления или биосовместимости. Твердость и вес также учитываются, вместе с стоимостью материала. Дизайнеры и инженеры используют комбинации и кастомизацию для создания уникальных деталей для удовлетворения высоко сложных или необычных потребностей применения.

Шесть наиболее часто используемых материалов в литье пластика под давлением:

• Полипропилен (PP)
• Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS)
• Полиамид (Нейлон)
• Полиэтилен высокой плотности (HDPE)
• Поликарбонат (PC)
• Смесь ABS+PC

Существуют тысячи вариаций в каждом из этих материалов, позволяя идеальному пластику удовлетворить потребности дизайна. У каждого материала есть свои сильные и слабые стороны. Например, Поликарбонат имеет отличную ударную прочность, прозрачность, оптические и механические свойства. Однако он не стойкий к химикатам и растворителям. ABS (Акрилонитрил-бутадиен-стирол), часто комбинированный с поликарбонатом, имеет механическую вязкость, широкий диапазон температурной толерантности, хорошую размерную стабильность и легкость обработки.

Сложные и элегантные продукты, сделанные литьем пластика под давлением, опираются на хорошо спроектированные формы, также называемые инструментами. После проектирования продукта инструмент для производства должен быть спроектирован и построен. Многие элементы важны, такие как толщина, дизайн ребер, дизайн башенок, угловые переходы, линии сварки, размещение впусков и правильно расположенные вентиляционные отверстия. Эти формы очень дороги; однако, как только созданы, они долговечны и выдерживают повторное использование с только рутинным обслуживанием. С низкими трудозатратами, минимальными требованиями к пост-обработке и способностью соответствовать высоким допускам, процесс эффективен и экономичен для больших производственных запусков и производства последовательного качества деталей с очень малым материальным отходом.

Высокие начальные затраты на литье пластика под давлением делают технологии аддитивного производства привлекательной альтернативой для некоторых проектов. Промышленная 3D-печать может предоставлять дешевые и низкорисковые прототипы новых дизайнов, которые могут быть протестированы и доведены до ума перед запуском в массовое производство. Продукты могут быть освобождены от дизайнерских ограничений углов отформа, подрезов и других требований инструментария. Без накладных расходов на инструментарий аддитивное может быть экономичным выбором для малого серийного производства. Плюс, аддитивные дизайны могут легко корректироваться цифровым способом без необходимости создания дорогих новых форм, делая его привлекательным вариантом для проектов, требующих кастомизации или серийности. По мере того как аддитивные технологии зреют для удовлетворения потребностей современного мира, инженеры и дизайнеры обращаются к этим инновационным подходам для разработки новых продуктов и новых моделей производства.

Причины выбрать литье под давлением:

• Вы хотите производить большое количество идентичных компонентов или продуктов
• Вы цените быстрое производство и низкие трудозатраты
• Ваш дизайн имеет сложную геометрию или потребность в последовательности и точности
• Вы хотите использовать множество типов пластиков в единых компонентах или продуктах
• Вы хотите включить переработанные материалы и испытывать низкие уровни отходов в производственном процессе
• Предварительные затраты на проектирование формы для производства будут компенсированы низкой стоимостью единицы в больших объемах

Причины рассмотреть аддитивное производство вместо литья под давлением:

• Вашему дизайну нужно прототипирование или доработка, что было бы дорого при работе с формами
• Вам нужен низкий объем, не оправдывающий стоимость инструментов
• Ваш дизайн включает кастомизацию от детали к детали
• Ваш дизайн не соответствует требованиям инструментов литья под давлением, таким как учет углов отформа и подрезов
• Ваш дизайн содержит геометрии, невозможные для литья под давлением
• Вы хотите консолидировать много деталей в одну

Оказывается, бильярдный шар, давший жизнь литью под давлению, не взлетел. Видимо, он не отскакивал от бортиков, как надеялись его дизайнеры. А вот технология литья пластика под давлением взлетела — она уже более ста лет и достаточно гибка, чтобы создавать миллиарды универсальных продуктов каждый год. Любопытно, какой тип производственного процесса лучше подойдет для вашего проекта? Не стесняйтесь связаться с нашей командой.

Готовы сделать ваши детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости