Услуги по литью под давлением с использованием газа
При литье под давлением с использованием газа в расплавленный пластик впрыскивается азот под давлением. Газ создает полые участки, пока материал еще податливый. Время цикла значительно сокращается по сравнению с традиционными методами. Качество деталей значительно улучшается, уменьшается количество усадочных раковин и деформаций.
Наша инженерная команда специализируется на решениях для литья под давлением с использованием газа. Благодаря проверенному опыту мы помогаем вам снизить затраты, повысить качество и ускорить сроки производства.
Начните свой проект сейчас
Процессы, сертифицированные по стандарту ISO 9001: 2015.
Процессы, сертифицированные по стандарту ISO 14001: 2015.
Сертификат ISO 45001: 2018
ISO 13485: 2016 Медицинское оборудование
AS 9100 Аэрокосмическая промышленность
Литье под давлением с помощью газа
При стандартном литье под давлением полость пресс-формы полностью заполняется расплавленным пластиком. Литье под давлением с помощью газа сочетает традиционные методы впрыска с контролируемым впрыском газа.
В процессе сначала впрыскивается часть пластикового материала. Затем через специальные форсунки поступает сжатый азот. Азот создает каналы в расплавленном материале. Эти каналы образуют полые участки внутри конструкции детали. Давление газа также прижимает пластик к стенкам формы. Это обеспечивает превосходное качество поверхности и точность размеров.
Литье под давлением с газовым сопровождением Решает проблемы, характерные для традиционного литья под давлением. В толстостенных деталях часто образуются усадочные раковины из-за неравномерного охлаждения материала. Впрыск газа устраняет эту проблему, создавая пустоты в толстых участках.
Традиционное литье под давлением
Традиционные методы предполагают заполнение всей полости формы пластиком. Большие объемы материала создают проблемы с охлаждением. Толстые участки остывают медленно и часто приводят к возникновению внутренних напряжений.
Эти напряжения приводят к видимым дефектам на поверхностях деталей. Деформация происходит из-за того, что разные участки сжимаются с разной скоростью. Для обеспечения полного охлаждения всей детали требуются длительные циклы обработки.
Литье под давлением с помощью газа
Впрыскивание газа создает полые участки, уменьшая объем материала. Меньшее количество материала означает более быстрое и равномерное охлаждение. Давление газа поддерживает размеры детали по мере затвердевания пластика.
Детали поставляются с гладкими поверхностями без усадочных раковин. Улучшается структурная целостность, поскольку минимизируются внутренние напряжения. Значительно сокращается время цикла, что повышает эффективность производства.
Внутреннее и внешнее литье под давлением с использованием газа
В технологии литья под давлением с использованием газа применяются два различных подхода:
Метод внутренней впрыскивания газа
Внутренняя подача газа осуществляется путем введения азота непосредственно в расплавленный пластик. Газ проходит через внутреннюю часть детали, создавая полые каналы. Этот метод лучше всего подходит для деталей с трубчатыми сечениями или толстыми ребрами.
Процесс начинается, когда пластик заполняет полость пресс-формы на 70-95%. Сразу после этого начинается впрыскивание газа. Азот под давлением проникает в пластик, следуя по пути наименьшего сопротивления к более толстым участкам.
Внутренние каналы образуются естественным образом, когда газ вытесняет еще расплавленный материал. Давление газа сохраняется до полного затвердевания пластика. Это обеспечивает надлежащую герметизацию полости и сохранение точности размеров.
- Создает внутренние полые секции, которые значительно снижают вес.
- Идеально подходит для ручек, трубчатых конструкций и толстостенных компонентов.
- Устраняет усадочные швы в толстых профилях за счет образования углублений изнутри.
- В соответствующих областях применения снижает расход материалов на 25-40%.
- Для контроля путей потока газа требуется тщательное проектирование газовых каналов.
Метод внешней впрыскивания газа
Внешняя подача газа создает слой азота между поверхностью детали и стенкой пресс-формы. Газ образует тонкий слой, улучшающий качество поверхности. Этот метод особенно эффективен для крупных плоских деталей, склонных к деформации.
Сначала форма полностью заполняется пластиковым материалом. Затем в определенные участки между пластиком и поверхностью формы впрыскивается газ. Давление газа создает небольшой зазор, позволяющий контролировать усадку.
При таком подходе качество поверхности значительно улучшается. Газовая подушка предотвращает прилипание пластика к форме. Это устраняет дефекты поверхности и снижает необходимость в дополнительных операциях финишной обработки.
- Улучшает качество обработки поверхности крупных плоских деталей.
- Предотвращает деформацию панелей и широких поверхностей.
- Сокращает время охлаждения за счет образования воздушного зазора.
- Устраняет следы повреждений и дефекты поверхности.
- Хорошо подходит для деталей, требующих поверхности класса А.
Выбор метода существенно влияет на конструкцию оснастки. Внутренняя подача газа требует использования специальных форсунок, интегрированных в пресс-форму. Внешние методы предполагают тщательно спроектированные газовые полости и системы вентиляции. Оба подхода требуют точного контроля параметров процесса.
Для некоторых сложных деталей целесообразно сочетание обоих подходов. Гибридные технологии используют внутренние каналы в толстых секциях, одновременно подавая внешний газ на широкие поверхности.
Материалы, используемые в литье под давлением с газовой поддержкой
Технология литья под давлением с использованием газа применима к широкому спектру термопластичных материалов.
Инженерные термопласты
- Поликарбонат отличается оптической прозрачностью и ударопрочностью.
- ABS обеспечивает превосходную обрабатываемость и качество поверхности. Материал легко течет и хорошо поддается впрыскиванию газа.
- Нейлоновые материалы обладают исключительной прочностью и износостойкостью.
- Нейлоновые марки, армированные стекловолокном, обладают исключительной жесткостью. Эти материалы подходят для конструкционных элементов, требующих прочности при высоких нагрузках.
Товарные пластмассы
- Полипропилен обеспечивает химическую стойкость и гибкость.
- Полиэтилен высокой плотности обладает прочностью и влагостойкостью. Области применения включают контейнеры, ручки и снаряжение для активного отдыха. В результате процесса создаются легкие, но прочные компоненты.
Специальные и высокоэффективные материалы
- Полиэфирэфиркетон (PEEK) выдерживает непрерывную работу при температурах до 250°C. Материал устойчив к химическим веществам и радиации. Более высокая стоимость материала оправдана в аэрокосмической отрасли и при производстве медицинских имплантатов.
- Полифениленсульфид (PPS) обладает выдающейся химической и термостойкостью. Обработка с использованием газа обеспечивает сохранение структурной целостности при одновременном снижении веса.
| Материал | Ключевые свойства | Типичные применения | Пригодность для использования газового оборудования |
| Поликарбонат (ПК): | Высокая ударопрочность, оптическая прозрачность, термостойкость до 135°C. | Автомобильное освещение, медицинские приборы, средства обеспечения безопасности | Отлично – сохраняет прозрачность в полых участках. |
| ABS | Высокая ударопрочность, превосходная чистота поверхности, легкость обработки. | Бытовая электроника, автомобильная отделка, бытовая техника | Превосходные – отличные характеристики текучести |
| Нейлон (ПА) | Высокая прочность, износостойкость, химическая стойкость | Конструкционные элементы, шестерни, промышленные детали | Очень хорошо – стеклонаполненные сорта демонстрируют хорошие результаты. |
| Полипропилен (ПП / PP): | Химическая стойкость, гибкость, низкая стоимость | Интерьеры автомобилей, упаковка, потребительские товары | Хороший вариант – экономичное решение для крупных деталей. |
| Смесь ПК/АБС | Сочетание преимуществ поликарбоната и АБС-пластика, превосходная ударопрочность при экстремальных температурах. | Автомобильный экстерьер, электроинструменты, садовая техника | Превосходно – обеспечивает баланс прочности и технологичности. |
| TPE (термопластичный эластомер) | Гибкость, как у резины, мягкость на ощупь, возможность вторичной переработки. | Рукоятки, уплотнения, компоненты с мягким покрытием | Умеренная сложность – требует тщательного контроля процесса. |
Процесс литья под давлением с использованием газа
Подготовка и закрытие формы
Пресс-форма закрывается под высоким усилием зажима, предотвращая ее расслоение во время впрыска. Системы контроля температуры обеспечивают оптимальную температуру обработки пресс-формы.
Этап литья пластмасс под давлением
Расплавленный пластик впрыскивается в полость под высоким давлением. Впрыск прекращается, когда полость заполняется на 70-95%.
Фаза впрыска газа
Впрыскивание азота начинается сразу после прекращения процесса литья пластмассы под давлением. Давление газа обычно составляет от 1,000 до 3,000 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от размера детали и материала.
Этап упаковки и хранения
Давление газа поддерживается на постоянном уровне на протяжении всего этапа упаковки. Это давление компенсирует усадку пластика в начале охлаждения.
Фаза охлаждения
Пластик затвердевает под действием давления газа. Охлаждающие каналы в форме отводят тепло от пластика. Полые участки, образованные газом, охлаждаются как с внутренней, так и с внешней стороны.
Откачка газа и выброс деталей
После того как пластик достигает достаточной прочности, из детали выходит газ. Форма открывается, и выталкивающие штифты выталкивают деталь.
Процесс Эффективность
Современные двухкомпонентные литьевые машины выполняют полный цикл за 30-90 секунд в зависимости от размера и сложности детали. Это обеспечивает значительную экономию времени по сравнению с изготовлением и сборкой отдельных компонентов.
Вопросы проектирования литья под давлением с использованием газовой поддержки
Успешный проект приносит огромные преимущества, но только при условии учета принципов газового потока. Эти соображения гарантируют оптимальные результаты.
Толщина стенки критически влияет на поведение газового потока. Газ естественным образом мигрирует в более толстые участки, где пластик дольше остается расплавленным. Конструкторы намеренно создают более толстые участки там, где желательны полые секции.
Равномерная толщина стенок по всей детали ограничивает преимущества использования газовой поддержки. Изменение толщины стенок обеспечивает предсказуемое направление потока газа. Переходные зоны между толстыми и тонкими участками требуют постепенных изменений для предотвращения концентрации напряжений.
Минимальная толщина стенки зависит от выбора материала и размера детали. В большинстве случаев хорошо работают стенки толщиной от 2.5 до 6 мм. Более тонкие участки могут не обеспечивать достаточного проникновения газа. Более толстые участки неоправданно увеличивают время охлаждения.
- Соотношение толщины стенок между толстыми и тонкими участками должно составлять 2:1 или 3:1.
- Спроектируйте газопроводы так, чтобы их толщина была как минимум в 1.5 раза больше толщины прилегающих стен.
- Избегайте резких изменений толщины, которые нарушают поток газа.
- Размещайте наиболее толстые секции там, где больше всего необходима прочность конструкции.
Расположение точек впрыска газа определяет эффективность процесса. Точки входа должны совпадать с желаемыми путями потока газа. Неправильное расположение приводит к неполному проникновению газа или дефектам поверхности.
Множественные точки впрыска подходят для крупных или сложных деталей. Каждая точка создает отдельный газовый канал. Каналы не должны пересекаться, так как это приводит к непредсказуемым схемам потока.
Точки впрыска оставляют небольшие следы на поверхностях деталей. Стратегическое размещение позволяет скрыть эти следы в невидимых местах. Ручки, нижние стороны и места соединения деталей хорошо подходят для ввода газа.
Ребра жесткости обеспечивают структурное усиление формованных деталей. Традиционные методы формования ограничивают толщину ребер, чтобы предотвратить образование усадочных раковин. Газоподшипниковое формование полностью устраняет это ограничение.
При создании полых внутренних ребер жесткость может быть выше толщины прилегающих стенок. Это позволяет создавать легкие конструкции с исключительной жесткостью. Полые ребра сохраняют прочность, одновременно снижая общий вес детали.
Аналогичным образом, газовая инжекция улучшает конструкцию выступов. Толстые выступы для винтов или вставок обычно приводят к образованию усадочных раковин. Газовая инжекция делает сердцевину выступа полой, устраняя дефекты поверхности и сохраняя прочность крепления.
Технология литья под давлением с использованием газа устраняет традиционные ограничения, позволяя создавать инновационные конструкции, оптимизирующие производительность и снижающие затраты.
- Ребра могут превышать толщину стенки без дефектов.
- Полые участки полностью устраняют следы усадки.
- Легкие конструкции сохраняют высокую жесткость.
- Объединение деталей сокращает объем сборочных операций.
Углы уклона облегчают извлечение детали из пресс-формы. Для деталей, изготовленных с использованием газовой поддержки, требуются стандартные углы уклона, обычно 1-3 градуса с каждой стороны. Для более глубоких полых секций может потребоваться немного больший уклон для надежного извлечения.
Качество обработки поверхности зависит от текстуры поверхности пресс-формы и условий обработки. Детали, обработанные с помощью газа, обладают превосходным качеством поверхности на внешних поверхностях. Внутренние поверхности в газовых каналах демонстрируют текстуру, обусловленную направлением потока газа.
Выбор текстуры влияет на внешний вид и функциональность детали. Гладкие текстуры подходят для видимых поверхностей и зон скольжения. Текстурированные поверхности скрывают мелкие дефекты и обеспечивают лучшее сцепление.
Использование газа позволяет создавать сложные геометрические формы, труднодостижимые традиционными методами. Становится возможным изготовление изогнутых труб, труб с различным поперечным сечением и интегрированных элементов. Газ следует заданному пути через сложные формы.
Подрезы по-прежнему требуют боковых воздействий или схлопывания сердечников. Впрыск газа не исключает необходимости в правильной конструкции пресс-формы. Однако внутренние подрезы в газовых каналах могут быть допустимы в зависимости от гибкости детали.
Детали, изготовленные с использованием газовой струи, при правильном проектировании обеспечивают жесткие допуски. Давление газа гарантирует равномерное прилегание к стенкам пресс-формы. Это обеспечивает повторяемость размеров в ходе производственных циклов.
Критические размеры должны располагаться на внешних поверхностях, контактирующих с формой. Внутренние полые участки демонстрируют больше отклонений, чем сплошные стенки. Соответственно, это конструктивные особенности, требующие жестких допусков.
Компенсация усадки осуществляется в соответствии со стандартными методами литья с некоторыми модификациями. Детали, изготовленные с использованием газовой струи, обычно демонстрируют меньшую усадку, чем цельные детали аналогичного размера. Выбор материала и толщина стенок существенно влияют на скорость усадки.
против традиционного литья пластмасс под давлением
Преимущества литья под давлением с использованием газа
Литье под давлением с использованием газа обеспечивает существенные преимущества по сравнению с традиционными процессами литья под давлением. Эти преимущества включают снижение затрат, повышение качества и гибкость проектирования.
Сокращение затрат на материалы
Полые профили позволяют снизить расход материала на 25-40% в типичных областях применения. Влияние на стоимость многократно возрастает при использовании дорогостоящих конструкционных пластиков. Крупномасштабное производство позволяет значительно увеличить эту экономию при выпуске миллионов деталей. Сокращение расхода материала также снижает транспортные расходы.
Устранение дефектов поверхности
Впрыск газа устраняет усадочные раковины за счет образования полостей внутри толстых участков. Внешние поверхности остаются гладкими и без дефектов. Это исключает дорогостоящие вторичные операции, такие как заполнение, шлифовка или покраска для маскировки дефектов. Детали достигают качества поверхности класса А непосредственно из пресс-формы.
Сокращение времени цикла
При использовании газоструйного формования часто удается сократить время цикла на 20-50%. Полые детали охлаждаются быстрее, чем сплошной материал эквивалентной толщины. Газ создает внутреннюю площадь поверхности, которая ускоряет отвод тепла. Более короткие циклы также снижают энергопотребление.
Улучшенная прочность и жесткость деталей.
Газ создает геометрические формы, устойчивые к изгибу и скручиванию. Прочность конструкции часто улучшается по сравнению с цельными сечениями того же веса. Равномерное охлаждение предотвращает внутренние напряжения, вызывающие отсроченное разрушение. Становится возможным изготовление более толстых стенок без дефектов.
Повышенная гибкость дизайна
Технология газовой поддержки позволяет эффективно объединять компоненты в единые детали. Это сокращает количество сборочных операций, исключает использование крепежных элементов и повышает надежность. Эффективно работают различные поперечные сечения, встроенные ручки и ребра жесткости.
Требования к снижению силы зажима
Для изготовления крупных толстостенных деталей традиционным методом литья под давлением требуются массивные и дорогостоящие пресс-формы, способные выдерживать огромные усилия смыкания и давление впрыска. Впрыск с использованием газа снижает усилие смыкания. Более низкое давление впрыска позволяет создавать более легкие пресс-формы. Экономия на оснастке может быть существенной для крупных деталей.
Отрасли, рассматривающие возможность внедрения литья под давлением с газовой поддержкой
Медицинский прибор
Ручки для хирургических инструментов
Корпуса диагностического оборудования
устройства для ухода за пациентами
Лабораторное оборудование
Потребительские товары и электроника
Рамки для телевизоров и мониторов
Корпуса для электроинструментов
Приборные панели
Компоненты бытовой техники, такие как обшивка дверцы холодильника.
Спортивное и рекреационное оборудование
Компоненты велосипедной рамы
Рамы и рукоятки тренажеров
Компоненты для транспортных средств для отдыха
Пластиковые сиденья на трибунах
Часто задаваемые вопросы о литье под давлением с использованием газа
Использование газовой смеси эффективно в широком диапазоне размеров. Для мелких деталей весом менее 50 грамм выгоднее использовать пустотелые сердечники, когда требуются детали из толстостенных материалов. Для крупных деталей весом более 5 килограммов наблюдается существенная экономия материала и снижение затрат.
Данная технология оказывается наиболее экономичной для деталей с размерами, превышающими 150 мм в любом направлении. Для деталей меньшего размера дополнительная сложность оснастки может не оправдать себя, если только большие объемы производства не потребуют преимуществ автоматизации.
Да, детали, изготовленные с использованием газовой струи, обеспечивают жесткие допуски на внешних поверхностях. Давление газа плотно прижимает пластик к стенкам пресс-формы, гарантируя точность размеров. Внешние размеры обычно достигают ±0.1 мм или лучше в зависимости от материала и размера детали.
Внутренние полые участки демонстрируют большую вариативность размеров, чем внешние поверхности. По возможности проектируйте критически важные размеры на поверхностях, контактирующих с пресс-формой. Надлежащий контроль процесса обеспечивает повторяемость, сопоставимую с традиционным литьем под давлением.
Да, многогнездные пресс-формы хорошо работают с технологией подачи газа. Для получения стабильных результатов каждая полость требует независимого контроля подачи газа.
Сбалансированное распределение газа обеспечивает получение идентичных деталей во всех полостях. Мониторинг процесса гарантирует равномерное проникновение газа во все полости. Многогнездная оснастка максимизирует эффективность производства при больших объемах.
Да, переработанные материалы успешно обрабатываются с использованием технологий с применением газа. Характеристики текучести материала и поведение при проникновении газа остаются неизменными при использовании качественного вторичного сырья. Типичное содержание вторичного сырья составляет от 10 до 25% в зависимости от требований к производительности.
Большинство деталей, изготовленных с использованием газовой струи, требуют минимального количества дополнительных операций. Превосходное качество поверхности исключает необходимость финишной обработки, требуемой для традиционных формованных деталей. В некоторых случаях требуется обрезка излишков материала или финишная обработка контрольных отметок в точке впрыска.
Готовы ли вы преобразовать свое производство?
Наша опытная команда готова оценить вашу задачу и предоставить подробный анализ затрат. Узнайте, как литье под давлением с использованием газа может повысить эффективность вашего производства и качество продукции.
Галерея продуктов
Преобразуйте свое производство с помощью технологии газовой поддержки.
Присоединяйтесь к лидерам отрасли, которые снизили затраты, повысили качество и ускорили производство благодаря литью под давлением с использованием газа.
Наши проверенные решения обеспечивают измеримые результаты.
Связанные ресурсы
Проектирование для литья под давлением: рекомендации, советы и решения проблем, связанных с дефектами.
Освойте проектирование для литья под давлением с помощью нашего всеобъемлющего руководства: 10 основных принципов, советы по оснастке и решения распространенных проблем — оптимизируйте качество деталей, снизьте затраты и повысьте эффективность.
Литье под давлением с использованием воды: как работает WAIM, преимущества и промышленное применение
Узнайте, как работает литье под давлением с использованием воды, о его преимуществах, материалах и промышленных применениях для более быстрого, легкого и высокоточного производства.
Что такое литье под давлением с использованием газа? Полное руководство по процессу.
Технология литья под давлением с использованием газа применяет азот под давлением 2,000–4,500 фунтов на квадратный дюйм для создания полых сердечников, сокращения расхода материала на 20–40% и устранения усадочных раковин. Руководство по процессу с указанием параметров.