Что такое многослойное формование?

Многокомпонентное литье под давлением — это уникальный индивидуальный процесс литья под давлением, который приводит к бесшовному объединению нескольких материалов в одну деталь или изделие. Обычно он включает в себя жесткий компонент на основе пластика, на который сверху наносится тонкий, гибкий, резиноподобный внешний слой из термопластичного эластомера (ТПЭ) или других материалов с использованием техники одноступенчатого (литье со вставкой) или двухступенчатого (многоступенчатого) формования.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ВЕРХНИЙ СТИЛЬ Проектирование для литья под веревку может быть сложным. Однако обеспечение правильной конструкции вашей детали для процесса литья под веревку имеет решающее значение. Процесс проектирования начинается с понимания её функции. Вот несколько хороших вопросов, которые следует задать заранее: ● Какую функцию выполняет ваша деталь? – Поскольку процесс литья под веревку имеет широкий спектр применения, вам необходимо понимать её основную функцию. Например, если вы литьё уплотнения на водонепроницаемый корпус, правильная герметизация, вероятно, является наиболее важной функцией. ● Чему будет подвергаться деталь? – Воздействие ультрафиолетового излучения солнца или агрессивных химических веществ может повредить определённые виды пластика. Если вы понимаете, где находится деталь и чему она подвергается, вы можете выбрать материалы, более устойчивые к ультрафиолетовому излучению, чем другие. ● Зачем деталь подвергается веревке под веревкой? – Если вы добавляете ТПЭ (резиноподобный пластик) к ручке, это может быть сделано для улучшения захвата, эргономики, комфорта или гашения вибраций (см. выше). Ответ на этот вопрос поможет вам определить, какой материал лучше всего подходит для ваших целей. Например, вы можете выбрать одну марку термопластичного эластомера (их много) для обеспечения надёжного сцепления во влажных условиях и другую – для эффективного гашения вибраций. ● Каковы долгосрочные производственные потребности? – Факторы конструкции детали, такие как толщина стенки, могут влиять на время цикла и стоимость изделия. Примером может служить сцепление с высокой степенью поглощения вибрации. Толщина термопластичного эластомера может быть больше для лучшего поглощения вибрации, но это может привести к увеличению времени цикла. Долгосрочные затраты на дополнительный материал и время цикла могут быть огромными при масштабном производстве; однако это может окупиться при мелкосерийном производстве. Как только вы чётко поймёте функцию своей детали, вам следует рассмотреть её конструкцию и убедиться, что она оптимизирована для производственного процесса. Другие конструктивные соображения включают толщину стенки, расположение литника, усадку, особенности герметизации и механические замки. ● Толщина стенки – Как и у любой литой детали, толщина стенки по всей детали должна быть одинаковой, и следует избегать утолщённых участков. Постоянная толщина стенки обеспечивает равномерный поток пластика. Слишком толстый пластик может привести к образованию усадочных следов и пустот. Расположение литника. Пластик должен попасть из формовочной машины в нужную область детали. Когда пластик попадает в деталь (в литник), может образоваться небольшая отметина. Для косметических деталей это важно спланировать. Особенности герметизации. Форма должна плотно прилегать к поверхности подложки, чтобы получить чистые края между подложкой и накладным слоем. Если подложка пластиковая, в оснастку для накладного формования можно внести некоторые помехи для сжатия и герметизации к ней. Усадка. Как и любой другой пластик, накладной слой будет усаживаться в зависимости от спецификаций производителя материала и конструкции детали. Поскольку при большей толщине стенок наблюдается большая усадка, важно убедиться, что накладной слой не усаживается от подложки.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ После выполнения двух вышеуказанных этапов (понимания функции вашей детали и оптимизации конструкции детали для производства) у вас должен быть надежный набор параметров для выбора материала. Сложность выбора материала заключается в том, что существуют буквально тысячи материалов для литья поверхности, из которых можно выбирать, и новые разрабатываются практически каждую неделю. Именно поэтому, оценивая новый проект по литью поверхности, мы сразу обращаемся к нашим поставщикам и убеждаемся, что у нас есть лучшие материалы для работы. У большинства производителей пластмасс есть инженеры по применению, которые оценивают каждое применение и следят за последними разработками. Нет причин не использовать их опыт и знания. В то же время мы хотим понимать некоторые общие факторы при выборе материала, такие как адгезия. Мы также хотим иметь четкое представление о свойствах материала, таких как твердость и трение. При выборе материала следует учитывать как подложку, так и материал литья поверхности. Пластик TPE выпускается в нескольких вариантах в зависимости от физических свойств, таких как эластичность и твердость, а также его способности к адгезии к другим пластикам. Например, один TPE может «ощущаться» так же, как другой, но может плохо прилипать к полипропиленовой подложке. Вот несколько факторов, которые следует учитывать: ● Склеивание — некоторые материалы будут склеиваться при формовании поверх друг друга, а другие — нет. Полное склеивание является идеальной ситуацией, хотя это не всегда необходимо. Если материалы не могут склеиться вместе или не нуждаются в этом, механические характеристики, такие как поднутрения и выемки, могут быть разработаны для обеспечения долговечного соединения. ● Температура — поскольку вы формуете пластик поверх пластика, подложка не должна деформироваться под воздействием тепла и давления в процессе литья под давлением. Свойства материала важны для применений, требующих определенных функций (например, поглощения вибрации или сцепления). Для литьевых материалов TPE есть несколько ключевых свойств: ● Свойства, связанные с растяжением — в большинстве технических описаний будет несколько свойств, связанных с прочностью на растяжение, удлинением, модулем упругости при растяжении и т. д. Свойства при растяжении определяют, насколько хорошо материал ведет себя в условиях растяжения. Если ваш проект требует, чтобы переформованные элементы правильно растягивались и возвращались в исходное положение, это важное свойство. Вам также следует обратить внимание на расположение литника и направление течения пластика. Свойства при растяжении могут существенно различаться по направлению течения пластика и против него. ● Свойства сжатия — поскольку пластики TPE чаще всего используются из-за своей гибкости, для вашего проекта может быть важно понимать, насколько деталь может быть сжата без необратимых повреждений. ● Коэффициент трения — трение — это величина силы, необходимой для перемещения одной поверхности по другой. Коэффициент трения варьируется в зависимости от типа TPE. Текстура поверхности формы также является важным фактором. ● Твердость — свойство твердости представляет собой способность материала противостоять вдавливанию. Поскольку твердость различных материалов может сильно различаться (например, TPE и закаленная сталь), используются разные шкалы. Если вы сравниваете два материала, убедитесь, что они находятся на одной шкале. Хотя «твёрдость» материала обычно ассоциируется с ощущением, которое производит ТПЭ-пластик, добавление модуля упругости при изгибе даёт полную картину. ● Модуль упругости при изгибе — сопротивление материала изгибу определяется модулем упругости при изгибе. Это свойство — второй фактор, влияющий на ощущение ТПЭ, и его следует учитывать при определении характеристик сцепления. ● Толщина материала — с точки зрения конструкции толщина материала влияет на эффективность его эксплуатационных свойств. Более толстая стенка ТПЭ будет поглощать больше вибрации и ощущаться мягче. Тонкая стенка ТПЭ снизит способность материала поглощать вибрацию.

ОПЕРАЦИИ ФОРМОВАНИЯ ПОД ЛИТЬЮ В общем, процесс формования под давлением аналогичен процессу литья под давлением, за исключением того, что пластик формуется поверх другого компонента. Разница заключается в операции. При формовании под давлением подложка загружается в форму на каждом цикле. Кроме того, способ загрузки подложки создает две различные операции формования под давлением: 1) РУЧНОЕ ФОРМОВАНИЕ При ручном режиме подложка формуется под давлением с помощью традиционного процесса литья под давлением. Затем подложки вручную загружаются в другую форму для операции формования под давлением. Оператор также извлекает готовую деталь из формы, обеспечивает осмотр и упаковывает детали. Ручное формование под давлением является наиболее распространенной процедурой для литья под давлением в малых и средних объемах. Преимущество ручного формования под давлением заключается в простоте. Инструмент, необходимый для подложки и формования под давлением, прост (по сравнению с двухэтапной оснасткой), и не требуется вспомогательное оборудование. Недостатком является распределение рабочей силы и возможность несогласованности времени цикла, создаваемого операторами. С ростом годового объема заказов трудозатраты могут стать достаточно значительными, чтобы оправдать инвестиции в автоматизированные системы или двухступенчатое литье. 2) ДВУХСТУПЕНЧАТОЕ ФОРМОВАНИЕ Более современные литьевые машины могут одновременно работать с двумя различными полимерами. Двухступенчатая формовка использует сложную форму и робототехнику для формования подложки с одной стороны и последующего переноса ее на другую половину. Это происходит в каждом цикле. Процесс требует более совершенной машины литья под давлением и формы, но может обеспечить более низкую стоимость изделия по сравнению с ручным производством. Выбор между двумя операциями литья принимается в каждом конкретном случае. Универсального правила относительно того, когда оправдано автоматизированное литье под давлением, не существует. Чтобы предоставить конечному пользователю наилучший вариант, производители литья под давлением будут учитывать несколько переменных, таких как распределение рабочей силы, годовой объем заказа, бюджет, расход материала, время цикла и т. д. ФОРМОВАНИЕ С ПОВЕРХНОСТЬЮ И ВСТАВКОЙ Формование со вставкой и многоступенчатым формованием — это процессы, в которых литье под давлением используется для формования пластика вокруг чего-либо. Основное отличие состоит в том, что многослойное формование обычно представляет собой формование похожего на резину пластика поверх другого пластикового компонента, тогда как формование со вставкой подразумевает формование пластика вокруг непластикового компонента.