Kompresijas formēšana vispirms tika izmantota gumijas formēšanai, taču kopš tā laika ir ievērojami paplašinājies materiālu klāsts, ar ko tā tiek izmantota. Daudzas preces jums apkārt ir izgatavotas, izmantojot presformējumu, un tas joprojām var būt lielisks ražošanas risinājums jums šodien.
Kas ir kompresijas formēšana?
Kompresijas formēšana ir ražošanas process, kurā tiek izmantota divpusēja karsēta veidne, augšā un apakšā, lai formējamo materiālu saspiestu formā vai formā, ko nosaka veidne. Gan siltums, gan spiediens ir svarīgi kompresijas formēšanas procesa aspekti. Siltums palīdz materiālam, ko izmanto presformēšanai, izkausēt vai sacietēt atkarībā no izmantotā materiāla veida. Spiediens liek mīkstinātajam materiālam vienmērīgi ieplūst veidnes dobumos.
Kā norāda tās nosaukums, spiedes spēki ir šīs formēšanas metodes atslēga. Izmantoto presu tonnāža var sasniegt pat 2500 tonnas. Kompresijas formēšana ir lieliska ražošanas metode liela apjoma ražošanai.
Kompresijas formēšanas process
Kompresijas formēšanas procesam ir dažas variācijas atkarībā no materiāla veida, ar kuru strādājat. Tomēr galveno procesu var iedalīt sešos pamata posmos.
1. darbība: mašīnas sagatavošana formēšanai
Ir dažādi kompresijas formēšanas iekārtu veidi, taču katrs no tiem būs kaut kādā veidā jāsagatavo pirms ražošanas cikla sākuma. Tas var ietvert tādas darbības kā:
- Veidnes tīrīšana
- Izsmidzināšanas līdzeklis
- Ieslēdzot siltumu un uzsildot veidni
- Ieliktņu ievietošana utt.
Šīs darbības ir būtiskas, un, ja netiek veikta kāda darbība, daļa var būt bojāta vai bojāta.
2. darbība. Barības materiāla mērīšana un ievietošana
Precīzi jāmēra presformēšanā izmantotā plastmasas materiāla daudzums. Tas palīdz nodrošināt konsekvenci starp produktiem. Pārāk daudz materiāla veidnē var izraisīt vairākas problēmas, tostarp:
- Pārmērīgs zibspuldzes daudzums, kas ir jāizslēdz
- Demontāžas izaicinājumi
- Bojātas veidnes
- Zema izmēru precizitāte
No otras puses, ja materiāls ir pārāk mazs, daļai var būt nepietiekama blīvuma, slikta virsmas kvalitāte vai pat trūkst materiāla daļu.
Kad ir izmērīts pareizais materiāla daudzums, tas tiek ievietots veidnes dobumā. Formēšanas materiālu pirms ievietošanas veidnē var uzsildīt. Tas var palīdzēt samazināt cikla laiku.
3. darbība: veidnes aizvēršana/ materiāla saspiešana
Kad materiāls ir ievietots, veidne tiek aizvērta, lai pielietotu kompresiju, kas piespiež materiālu katrā veidnes dobuma daļā. Šajā posmā veidni var uzsildīt arī, lai mīkstinātu materiālu vai veicinātu termoreaktīvo materiālu sacietēšanu.
Veidnes aizvēršana notiek ar iepriekš noteiktu ātrumu, lai nodrošinātu ātrāku cikla laiku. Ātrums arī nedrīkst būt pārāk liels, jo materiāls var tikt izspiests no veidnes dobuma iekšpuses.
4. solis: sacietēšana vai dzesēšana
Pēc veidnes aizvēršanas materiāls tiek turēts vietā noteiktu laiku, parasti 1–5 minūtes. Materiāls šajā periodā sacietēs pret termoreaktīvu plastmasu. Sacietēšana ir process, kurā polimērā notiek šķērssaistīšana, iegūstot cietu daļu ar īpašām īpašībām.
Termoplastu gadījumā veidnē izveidotā daļa šajā laikā tiek atdzesēta, līdz tā ir pietiekami cieta, lai to varētu noņemt, nesabojājot.
5. darbība: demontāža
Šīs darbības laikā veidne tiek atvērta un cietā daļa tiek noņemta no veidnes. To var palīdzēt izmešanas tapas un citas mehāniskās sistēmas. Dažos gadījumos demontāžu var veikt ar rokām.
Dažām daļām ir sarežģītāks demontāžas process nekā citām. Piemēram, detaļai, kas veidota ar ieliktņu palīdzību, ieliktņi kādā brīdī demontāžas stadijā ir jāizņem.
6. darbība: pēcapstrāde
Pēc tam, kad daļa ir izņemta no veidnes, tai, iespējams, būs jāveic vēl dažas darbības, pirms tā tiks uzskatīta par gatavu. Liekā materiāla vai zibspuldzes nogriešana šajā posmā ir izplatīta procedūra. Citām daļām var būt nepieciešama termiskā apstrāde, lai samazinātu iekšējo spriegumu vai tīrīšanu.
Veidņu dizains kompresijas formēšanā
Panākumi kompresijas formēšanā sākas ar jūsu vajadzībām piemērotas veidnes izstrādi.Kompresijas formēšanas mehānika nosaka noteiktus ierobežojumus attiecībā uz detaļu īpašībām. Ir svarīgi apzināties šos ierobežojumus, lai nodrošinātu, ka paredzēto daļu var izgatavot.
Kompresijas formēšanas mašīnas var izmantot, lai veidotu sarežģītas konstrukcijas detaļas, taču tās padara procesu grūtāku.
Sarežģīts dizains procesam var pievienot vairākas darbības. Šādas konstrukcijas var arī apgrūtināt materiāla plūsmu un sasniegt katru veidnes daļu. Papildu soļi nozīmē garākus ražošanas ciklus un augstākas izmaksas, savukārt slikta materiāla plūsma var izraisīt detaļas defektus.
Padariet daļu izņemšanu vienkāršu
Projektējot detaļu, jāņem vērā detaļas izgrūšanas vieglums, jo grūti izstumjamās daļas var saskarties ar šādām problēmām:
- Ilgi cikla laiki
- Slikta virsmas apdare
- Lūzums izgrūšanas laikā
Divi faktori, kas atvieglo detaļu izgrūšanu, ir iegrimes leņķu izmantošana veidnes konstrukcijā un izvairīšanās no iegriezumiem.
Izvēlieties atbilstošu sienas biezumu
Gan biezas, gan plānas sienas var radīt problēmas veidnēm. Biezas sienas ir pakļautas iekšējo tukšumu veidošanās. To izraisa sienu ārējās daļas atdzišana daudz ātrāk nekā iekšējās daļas.
Plānām sienām trūkst izturības pretoties deformējošiem spēkiem, ko izraisa temperatūras izmaiņas. Tie, visticamāk, kaut kādā veidā deformēsies vai deformēsies, daļai atdziestot.
Šie izaicinājumi nozīmē, ka veidņu konstrukcijai jāizvēlas optimālais sienas biezums, pamatojoties uz detaļas strukturālajām vajadzībām un materiāla plūsmu. Ribas bieži izmanto, lai iegūtu stipras daļas bez biezām sienu daļām.
Apsveriet materiālu
Preses formēšanas procesā dažādi materiāli uzvedas atšķirīgi. Daži materiāli neplūst tik viegli kā citi. Citi sildīs vai atdzesēs lēnāk vai ātrāk. Daži materiāli dažos procesa posmos var arī izplesties vai sarukt.
Veidnes projektēšanā ir jāņem vērā šādi fakti, lai izvairītos no bojātu detaļu vai detaļu ar nepareiziem izmēriem izgatavošanas.
Dizains līdz mūža galam
Kompresijas formēšana tiek klasificēta kā liela apjoma ražošanas metode. Tas nozīmē, ka izmantotajai veidnei vajadzētu kalpot ilgu laiku un izmantot daudzām daļām.
Lai to nodrošinātu, veidnei jābūt veidotai tā, lai līdz minimumam samazinātu augstas temperatūras un spiediena kaitīgo ietekmi.
Veidnes daļas, kuras var vieglāk sabojāt, jāprojektē tā, lai tās būtu viegli salabot. Tas samazinās dīkstāves laiku, ja šīs daļas būs jānomaina vai jāremontē.
Materiāli kompresijas formēšanai
Kompresijas formēšana ir viens no nedaudzajiem ražošanas procesiem, kas var darboties gan ar termoreaktīviem, gan termoplastiskiem materiāliem. Tas ievērojami paplašina to produktu klāstu, kurus var ražot, izmantojot šo procesu. Daži tagad izmantotie materiāli ir silikons, epoksīds un HDPE.
Silikona
Silikons ir pārsteidzošs elastomērs materiāls, kas daudzos lietojumos aizstāj dabisko kaučuku. Tam ir labāka temperatūras izturība un tas ļoti labi darbojas kā izolators. Tas ir arī izturīgāks par gumiju, un to var izmantot gan medicīnā, gan pārtikas produktos.
Silikons ir lieliski piemērots kompresijas formēšanai, jo tas viegli plūst, ļaujot tam labi aizpildīt veidnes formas.Silikona parasti izmanto, lai ražotu blīves, blīves un medicīniskā aprīkojuma daļas.
PU
PU, kas pazīstams arī kā poliuretāns, ražo detaļas ar augstu triecienizturību, nodilumizturību un stingrību.Atkarībā no sastāva PU daļai var būt daudz dažādu fizisko īpašību.
Šis termoreaktīvs viegli plūst, un ar kompresijas formēšanu var izgatavot riteņus, blīves, veltņus utt.
HDPE
Augsta blīvuma polietilēns ir termoplasts, kas viegli kūst un labi plūst kausētā stāvoklī. To var izmantot diezgan sarežģītu detaļu presēšanai. Šim materiālam ir ļoti laba izmēru stabilitāte un triecienizturība.
Kompresijas formēšana tiek izmantota HDPE detaļu ražošanai rūpnieciskām un automobiļu vajadzībām.
PTFE
Politetrafluoretilēnam piemīt lieliskas nelipšanas īpašības, un tas ir arī ļoti izturīgs pret ķīmiskām vielām. PTFE ir labs materiāls kompresijas formēšanai, jo tas viegli plūst. Gultņus, blīves un elektriskās izolācijas daļas var veidot, izmantojot PTFE.
Salīdzinājums ar citiem liešanas procesiem
Kompresijas formēšana un iesmidzināšana tiek bieži salīdzinātas, jo abos procesos tiek izmantotas veidnes. Lai gan pastāv ievērojama pārklāšanās pakāpe, šīs divas ražošanas metodes ievērojami atšķiras un parasti kalpo dažādām ražošanas vajadzībām.
Atvērta vs aizvērta veidne
Kompresijas formēšanai tiek izmantota atvērta veidņu konstrukcija. Materiāls tiek ievietots atklātajā veidnes dobumā, pirms veidnes augšējā daļa aizveras virs tās.
No otras puses, iesmidzināšanas formēšanai tiek izmantota slēgta veidņu konstrukcija. Materiāls tiek ievadīts veidnē, kas jau ir aizvērta. Ir ejas materiāla ievadīšanai vai ventilācijai.
Daļu dizains
Preses formēšanai izmantoto veidņu atvērtais raksturs padara to par labu procesu lielu detaļu izgatavošanai ar nesarežģītu ģeometriju, piemēram, paneļiem. Izmantojot šo procesu, var viegli izgatavot tādas detaļas kā automašīnu buferi.
Iesmidzināšanas veidņu slēgtais raksturs padara to par lielisku procesu sarežģītākas konstrukcijas detaļu ražošanai. Materiāli tiek ievadīti veidnē ar augstu spiedienu, kas ļauj tai ieplūst sarežģītās formās.
Iestatīšanas izmaksas
Iesmidzināšanas formēšanas operācijas iestatīšana mēdz būt dārgāka nekā iestatīšana presformēšanai.Instrumentu izmaksas ir diezgan augstas, jo tām ir jāspēj izturēt augsts spiediens iesmidzināšanas formēšanas procesā un stingri jākontrolē procesa parametri.
Preses formēšanas instrumenti nemaksā tik dārgi, un tas padara to par labāku izvēli, ja ražošanas apjoms ir mazāks.
Cikla laiki
Kompresijas formēšanas cikli var svārstīties no vienas līdz sešām minūtēm. No otras puses, daži iesmidzināšanas formēšanas cikli var būt pat divas sekundes.
Ir gadījumi, kad iesmidzināšanas formēšanas ražošanas laiks ir ilgāks par minūti, bet parasti tas ir ātrāks process un ir lieliska izvēle masveida ražošanai.
Šī cikla laika atšķirība ir saistīta ar to, ka iesmidzināšanas liešanas procesi parasti ir pilnībā automatizēti, savukārt presformēšana var būt manuāla, un daļām ir nepieciešams laiks, lai sacietētu pirms izstumšanas. Materiālu iekraušanu un detaļu izgrūšanu var veikt arī manuāli, izmantojot kompresijas formēšanu.
Precizitātes līmenis
Inžektorliešanas process ir daudz precīzāks process, salīdzinot ar presformēšanu.Formas, ko izmanto iesmidzināšanai, ir izgatavotas no ļoti izturīgiem materiāliem. Viņiem ir mazāka iespēja izveidot defektus, kas ietekmē detaļu formas un izmērus.
Precizitātes līmenis ir pietiekami augsts, lai iesmidzinātajām daļām nebūtu nepieciešama pēcapstrāde.
Materiālu iespējas
Lai gan iesmidzināšana labi darbojas ar daudziem materiāliem, īpašs kompresijas formēšanas gadījums ir tāds, ka tajā var izmantot lielapjoma formēšanas maisījumu vai lokšņu formēšanas maisījumu. Šie materiāli satur sasmalcinātas šķiedras, un tos var izmantot kompozītmateriālu detaļu ražošanai.
Iesmidzināšanā nevar izmantot šādus materiālus, un tā nav piemērota detaļu izgatavošanai no kompozītmateriāliem.
Kompresijas formēšanas priekšrocības un trūkumi
Kompresijas formēšana ir izdzīvojusi vairāk nekā gadsimtu. Tas ir tāpēc, ka tam ir priekšrocības, tostarp:
- Zemākas instrumentu izmaksas:Iekārtas, kas saistītas ar presformēšanu, piemēram, hidrauliskās preses, nav tik sarežģītas kā iekārtas, ko izmanto iesmidzināšanai. Tādējādi kompresijas formēšanas operācijas sākšana ir lētāka.
- Labāk maza apjoma ražošanai:Zemākās kompresijas formēšanas instrumentu izmaksas padara to labāku maziem ražošanas apjomiem. Tas ir tāpēc, ka ir nepieciešams mazāk produktu, lai gūtu peļņu.
- Lieliski piemērots lieliem priekšmetiem:Galvenie ierobežojošie faktori attiecībā uz detaļu izmēru un svaru, kas izgatavotas, izmantojot presformējumu, ir preses tonnāža un izmērs. Tāpēc kompresijas formēšanu parasti izmanto lielāku detaļu ražošanai, salīdzinot ar iesmidzināšanu un citiem procesiem.
- Iespējami ieliktņi:Ieliktņu formēšana ir viena materiāla liešana virs cita. Tas ir iespējams ar presformēšanu, ja tiek izmantotas pareizās metodes un instrumenti.
- Spēcīgās daļas:Kompresijas formēšana rada blīvas detaļas, kas ir diezgan izturīgas, pateicoties tās izmantotajiem lielajiem spiedes spēkiem.
- Materiālu saderība:Kompresijas formēšana ir saderīga ar daudziem dažādu veidu materiāliem, tostarp ar šķiedru impregnētiem kompozītmateriāliem.
Šī ražošanas metode ne vienmēr ir piemērota dažiem produktiem. Kompresijas formēšanas trūkumi ietver:
- Daļu sarežģītība:Sarežģītības līmenis, ko var sasniegt, izmantojot presformēšanu, nav zems, taču tas nevar konkurēt ar iesmidzināšanu un kādu citu procesu.
- Ražošanas laiki:Kompresijas formēšanas ražošanas laiks ir garāks nekā iesmidzināšanas formēšanai.
- Pēcapstrāde:Bez pareiziem pasākumiem zibspuldze var būt nopietna problēma kompresijas formēšanā. Šis liekais materiāls ir jānogriež, un šī papildu darbība var būt dārga.
Kompresijas formēšanas pielietojumi
Kompresijas formēšanu var izmantot, lai izgatavotu plašu detaļu klāstu no termoplastiskiem un termoreaktīviem polimēriem. Daži to piemēri ir:
- Elektriskās daļas:Kontaktligzdas, priekšējās plāksnes, slēdžus un citus elektriskos komponentus var izgatavot, izmantojot kompresijas formēšanu.
- Elektroniskās ierīces:Izmantojot šo paņēmienu, var izgatavot tastatūras daļas, spēļu kontrollerus utt.
- Automobiļu daļas:Lielus paneļus un citas transportlīdzekļu daļas var izgatavot, izmantojot presformējumu.
- Medicīnas ierīču daļas:Respiratoru maskas un citas medicīniskās ierīces tiek izgatavotas, izmantojot kompresijas formēšanu.
Secinājums
Kompresijas formēšanai nav tādas izsmalcinātības kā iesmidzināšanai, taču tā joprojām ir labākā metode noteiktu veidu izstrādājumu izgatavošanai.
Šis ražošanas process ir vienkāršs, un materiāli tiek pat manuāli ielādēti veidnē. Neskatoties uz vienkāršību, tas ražo produktus ar ļoti augstu izturību un labu virsmas apdari, un tas var pat pārvaldīt dažas sarežģītas ģeometrijas.
Kompresijas formēšana tagad darbojas ar daudziem termoreaktīviem un termoplastiskiem materiāliem, un tās izstrādājumi tiek izmantoti daudzās nozarēs.