Что нужно знать о совместимости материалов для литья под давлением из нескольких материалов

Литье под давлением из нескольких материалов — это общий термин, относящийся к любому процессу литья под давлением, в котором два или более разных материала соединяются в одну пластиковую деталь. Наиболее распространенными типами литья под давлением из нескольких материалов являются многослойное литье под давлением и двухэтапное литье под давлением.

Многослойное формование — это процесс, при котором из двух или более различных термопластов формируется единый продукт. Во время этого процесса инженер формирует подложку из жесткого материала для наплавки, а затем помещает подложку в полость для наплавки в отдельном инструменте. Затем расплавленный наплавляемый материал выбрасывается в подложку, на нее или вокруг нее. По мере охлаждения термопластов материалы связываются химически или механически, что придает конечному продукту высокую степень прочности и долговечности. Хотя это увеличивает накладные расходы на инструмент, это может сэкономить вам целое состояние в будущем, поскольку устраняет необходимость в процессе сборки, тем самым сокращая затраты на рабочую силу и ресурсы.

Вы можете достичь многих из тех же свойств, используя двухэтапное литье под давлением, также известное как двойное литье под давлением. Разница между многослойным формованием и двухэтапным формованием заключается в том, что первое выполняется с использованием двух инструментов, а второе - с использованием одного инструмента. Во время двухэтапного литья под давлением первый материал впрыскивается в форму для создания подложки, которая затем переносится в другую камеру формы с помощью инструмента на конце рычага после затвердевания и охлаждения. После этого форма открывается, и сторона с подложкой поворачивается на 180°, чтобы встретиться с другой камерой формы. Как только подложка находится на месте, сопло для литья под давлением впрыскивает второй материал в полость, связывая его с подложкой.

С точки зрения накладных расходов, двухэтапное литье под давлением дороже в проектировании и изготовлении, но оно быстрее и лучше подходит для крупносерийного производства, чем многокомпонентное литье. Многослойное формование требует ручного труда, так как кто-то должен физически удалить первую часть формы и поместить ее во вторую форму, что экономически выгодно только для небольших объемов производства.

Поскольку материалы, используемые при многокомпонентном формовании и двойном литье под давлением, должны быть связаны друг с другом, пластмассы должны быть совместимы друг с другом. Совместимость материалов, основанная на химической совместимости, является мерой стабильности материала при контакте с другим материалом. Если два материала вступают в контакт друг с другом и вызывают химическую реакцию, они несовместимы и не могут использоваться вместе при литье под давлением из нескольких материалов.

Для материалов, которые химически несовместимы, обычно рекомендуется надежное крепление или механическое соединение. Это соединяет два материала вместе без химической связи.

Вот что вам нужно знать о выборе термореактивных материалов для литья под давлением на основе совместимости материалов и учета других факторов, таких как трение, износ и адгезия:

Ключевые факторы выбора материала пресс-формы для литья под давлением

Когда дело доходит до литья под давлением из нескольких материалов, случайное смешивание двух несовместимых материалов может иметь катастрофические последствия. В лучшем случае вы можете заметить ужасный запах, пронизывающий пол производственного помещения. В худшем случае ствол вашей машины для литья под давлением может разорваться на куски. Во избежание неблагоприятных последствий инженеры и специалисты по разработке продуктов должны тщательно выбирать смолы и следить за отсутствием противопоказаний.

Вы можете использовать таблицу совместимости материалов для многослойного формования, подобную этой, чтобы проверить, не противопоказаны ли два из ваших предполагаемых материалов. Как правило, следующие распространенные материалы для литья под давлением никогда не должны использоваться вместе:

• Ацеталь с ПВХ или ХПВХ
• Иономер с ацеталем, ПВХ или ХПВХ
• ТПВ с ацеталем, ПВХ или ХПВХ

Вы можете загрузить полную таблицу химически совместимых материалов для многослойного формования, чтобы проверить, являются ли желаемые материалы химически совместимыми или они лучше подходят для надежного крепления.

Если вы используете один и тот же корпус и шнек для обработки двух смол — даже смол, которые не должны реагировать друг с другом — обязательно разберите и тщательно очистите все оборудование, прежде чем возобновить обработку. Даже самые маленькие следы термореактивных материалов для литья под давлением могут вызвать реакцию.

Как трение, адгезия и износ влияют на литье под давлением из нескольких материалов

Трибология — это изучение трения и износа, происходящих между двумя поверхностями, движущимися друг против друга, в первую очередь касающимися защелкивающихся зажимов или запирающих деталей. Чтобы уменьшить трение и улучшить характеристики вашей конечной детали, вы должны учитывать трибологические характеристики ваших предполагаемых материалов в дополнение к их совместимости. Например, износостойкий полимер, такой как HDPE, или гладкий материал, такой как ацеталь, были бы хорошими кандидатами для зажима с защелкой, потому что эти материалы достаточно гладкие, чтобы избежать зацеплений на более грубых участках, и обладают высокой износостойкостью.

Чтобы еще больше снизить износ, инженерам следует рассмотреть возможность использования металлических вставок вместо пластиковых в процессе двухэтапного литья под давлением. Совместимость материалов не так важна для металлических вставок — вам просто нужно убедиться, что прочная механическая связь будет создаваться при впрыскивании пластика поверх и вокруг вставки, что требует разработки надежного крепления. Бронза и латунь — доступные варианты, но со временем они изнашиваются. Чтобы учесть трение и износ, найдите время, чтобы понять трибологию и подумать о том, насколько хорошо ваши предполагаемые материалы будут держаться с течением времени.

Несмотря на то, что многокомпонентное формование и двухэтапное литье под давлением химически или механически связывают два материала вместе, вы все равно можете столкнуться с проблемами адгезии, особенно с TPE. TPE является распространенным материалом для литья под давлением, но в некоторых случаях он плохо прилипает к подложке, что может вызвать отслаивание, скручивание, истирание или расслоение слоев материала. Если ваш дизайн требует использования TPE, вы можете улучшить адгезию, убедившись, что слой расплавленного пластика не слишком тонкий. Если толщина наложения меньше 1/16 дюйма, материал может остыть слишком быстро, чтобы должным образом приклеиться к подложке. Аналогичные проблемы возникнут, если отношение длины к толщине не пропорционально.

Вы также можете улучшить адгезию независимо от используемого эластомера, следуя этим советам:

• Сделайте резкий переход между подложкой и наложением, чтобы избежать утончения.
• Используйте отсечку, чтобы создать жесткую остановку для расплавленного материала и устранить скручивание или потенциальные точки разрыва.
• Обеспечить достаточную вентиляцию инструмента, чтобы предотвратить попадание воздуха в полость во время многослойного формования.
• Держите вставки и подложки в чистоте, чтобы они лучше склеивались.
• Предварительно нагрейте вставки для улучшения адгезии.

Основной выбор материала формы для литья под давлением с помощью Fast Radius

Литье под давлением из нескольких материалов — отличный производственный процесс для создания прочных деталей, которые не будут отделяться со временем. Тем не менее, вы не можете использовать только два любых термопласта для двухэтапного процесса литья под давлением. Совместимость материалов для двухкомпонентного формования и такие факторы, как адгезия, трение и износ, усложняют выбор материала. Опытный производственный партнер, такой как Fast Radius, может раскрыть весь процесс, упростить выбор материалов, оптимизировать конструкции деталей и ускорить производство.

Если у вас есть дополнительные вопросы о совместимости материалов для литья под давлением или литья под давлением в два этапа, свяжитесь с дизайнерами Fast Radius сегодня. Наша команда дизайнеров имеет многолетний опыт, помогая командам разработчиков выбирать правильный материал для своего следующего проекта. Давайте сделаем что-то невероятное вместе.

Чтобы узнать больше об услугах литья под давлением или ознакомиться с другими руководствами по выбору материалов, ознакомьтесь с дополнительными статьями в центре ресурсов Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату