Совместимость материалов при литье под давлением нескольких материалов:экспертное руководство по процессам наложения и двухэтапного формования

Опубликовано 24 ноября 2021 г.

Оригинально опубликовано на fastradius.com 24 ноября 2021 г.

Литье под давлением нескольких материалов — это любой процесс литья под давлением, при котором два или более различных материалов соединяются в единый интегрированный пластиковый компонент. Двумя наиболее распространенными методами являются формование методом наложения и двухэтапное (двойное) формование.

При формовании сначала из выбранного термопласта формуется жесткая подложка. Затем эту подложку помещают в отдельную полость дополнительной формы, и впрыскивают расплавленный материал дополнительной формы, чтобы окутать или покрыть подложку. При охлаждении два полимера химически или механически связываются, в результате чего получается деталь с повышенной прочностью и долговечностью. Хотя установка с двумя инструментами увеличивает затраты на оснастку, исключение последующей сборки может значительно сократить затраты на рабочую силу и материалы на протяжении жизненного цикла продукта.

Двухэтапное литье под давлением дает аналогичный результат с использованием одного инструмента. Первый материал вводится для формирования подложки; как только он затвердевает, форма открывается, и вторая камера поворачивается на 180 °, приводя подложку в контакт со вторым материалом. Затем вводится второй полимер, связывающий его с первым слоем. Хотя конструкция инструмента более сложна и дорога, двухэтапное формование обеспечивает более быстрое время цикла и идеально подходит для крупносерийного производства, тогда как ручной перенос при наложенном формовании делает его более подходящим для небольших объемов производства.

Совместимость материалов, основанная на химической совместимости, описывает, насколько стабильным остается полимер при воздействии другого. Несовместимые пары могут вступить в химическую реакцию, что приведет к образованию пустот, обесцвечиванию или даже к катастрофическому выходу из строя. Для полимеров, которые не могут образовывать химическую связь, рекомендуется использовать надежное механическое крепление или физическую блокировку для поддержания целостности соединения.

Основные соображения при выборе материала для литьевой формы

Несоответствие между двумя смолами может привести к чему угодно:от стойкого запаха в производственной зоне до взрыва ствола. Поэтому инженеры должны тщательно оценить пары смол и убедиться в отсутствии противопоказаний, прежде чем приступать к проектированию формы.

Обычно несовместимые пары включают:

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

Если один и тот же цилиндр машины и шнек используются для нескольких смол (независимо от их совместимости), необходима тщательная разборка и очистка. Даже следы несовместимой смолы могут инициировать реакцию.

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

Трибология — изучение трения и износа между движущимися поверхностями — играет решающую роль в разработке защелкивающихся или взаимосвязанных компонентов. Выбор материалов с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью, таких как ПЭВП или ацеталь, помогает предотвратить заедания и продлевает срок службы деталей.

Инженеры также могут использовать металлические вставки из бронзы или латуни, чтобы уменьшить износ, когда вокруг них формируется пластик. Механическое соединение посредством надежного крепления обеспечивает прочность соединения, а низкие свойства металла к износу уменьшают долговременное разрушение.

Несмотря на то, что формование и двухстадийные процессы создают химические или механические связи, нарушения адгезии все равно могут возникнуть, особенно при использовании термопластичных эластомеров (TPE). Тонкие накладки (менее 1/16 дюйма) могут остыть слишком быстро, чтобы склеиться должным образом, а непропорциональное соотношение длины и толщины может способствовать скручиванию или расслоению.

Чтобы улучшить адгезию независимо от типа эластомера, рассмотрите следующие стратегии:

• Создайте резкий переход между подложкой и накладным слоем, чтобы избежать утончения.
• Используйте запорное устройство, чтобы обеспечить жесткую остановку расплавленного материала и исключить скручивание или возможные точки разрыва.
• Обеспечьте достаточную вентиляцию инструмента, чтобы предотвратить попадание воздуха во время формования.
• Держите вставки и подложки в чистоте, чтобы обеспечить лучшее соединение.
• Предварительно нагрейте вставки для повышения прочности сцепления.

Мастерский выбор материала для литьевой формы с помощью SyBridge

Литье под давлением нескольких материалов позволяет получить долговечные, цельные детали, но выбор правильных сочетаний полимеров требует знаний в области химии, трибологии и дизайна. Опытный партнер, такой как SyBridge, может помочь вам в выборе материалов, оптимизации конструкции и планировании производства, гарантируя надежные соединения и высокое качество деталей.

Если у вас возникнут вопросы о совместимости материалов для формования или двухкомпонентного формования, свяжитесь с дизайнерами SyBridge сегодня . Имея многолетний опыт, мы помогаем командам разработчиков выбирать лучшие материалы для их следующего проекта. Давайте вместе создадим что-то необыкновенное.