wat is spuitgieten?

In de film The Graduate uit 1967 gaf Mr. Robinson Benjamin Braddock, het personage dat werd gespeeld door Dustin Hoffman, een enkel woord carrièreadvies: "Kunststoffen." Het lijkt erop dat Robinson het juiste idee had. De industriële wetenschap van het transformeren van plastic harsen in bruikbare dingen door middel van spuitgieten heeft een enorme invloed gehad op de industrie en op de meeste van onze levens.

De spuitgietproces werd voor het eerst ontworpen in de jaren 1930 en was oorspronkelijk gebaseerd op ontwerpen voor metaalspuitgieten. Spuitgieten biedt veel voordelen ten opzichte van alternatieve productiemethoden, zoals minimale verliezen door schroot (omdat schrootstukken gesmolten en gerecycled kunnen worden) en minimale nabewerkingseisen. Spuitgieten verschilt van metaal spuitgieten omdat gesmolten metalen gewoon gegoten kunnen worden; kunststofharsen moeten met kracht geïnjecteerd worden.

Het proces maakt gebruik van grote spuitgietmachinesdie de harsen door zes belangrijke processen voeren om van alles te maken, van computeronderdelen tot plastic Halloween-spinnen. Hoewel een spuitgietmachine een complex apparaat is, bestaat het uit twee basiselementen, de injectie-eenheid en de sluiteenheid.

Het proces begint met een mal die onder druk wordt vastgeklemd voor het injectie- en koelproces. Vervolgens worden gepelletiseerde harsen in de machine gevoerd, gevolgd door de juiste kleurstoffen. De harsen vallen vervolgens in een injectievat, waar ze worden verwarmd tot het smeltpunt en vervolgens in de matrijs worden geïnjecteerd met behulp van een schroef of een ramapparaat.

Dan volgt de dwellingsfase, waarin de gesmolten kunststoffen in de mal zitten en er hydraulische of mechanische druk wordt uitgeoefend om ervoor te zorgen dat alle holtes in de mal gevuld zijn. De kunststoffen koelen dan af in de mal, die vervolgens wordt geopend door de twee helften van de mal te scheiden. In de laatste stap wordt het kunststofdeel met uitwerppinnen uit de mal geworpen. Het afgewerkte onderdeel kan vreemde deeltjes bevatten, runners genaamd, die worden afgesneden en gerecycled. Het hele proces verloopt cyclisch, met cyclustijden die variëren van tien tot 100 seconden, afhankelijk van de benodigde koeltijd.

Het spuitgietproces vereist ingewikkelde berekeningen. Elk type hars heeft een krimpwaarde die moet worden ingecalculeerd en de matrijs moet die compenseren. Als deze waarde niet precies wordt bepaald, zal het eindproduct een verkeerde maat hebben of gebreken bevatten. Meestal wordt dit gecompenseerd door de mal eerst te vullen met hars, onder druk te houden en dan meer hars toe te voegen om de krimp te compenseren. Andere complicaties zijn verbrande onderdelen doordat de smelttemperatuur te hoog is ingesteld, kromtrekken door een ongelijke oppervlaktetemperatuur of onvolledig vullen door een te langzame injectieslag.

Spuitgietmatrijzen zelf kunnen verrassend duur zijn, soms meer dan $100.000. Als de gewenste hoeveelheid echter groot genoeg is, worden de matrijskosten relatief onbeduidend en zijn de resulterende kunststof onderdelen zeer redelijk geprijsd. Sommige mallen worden gemaakt met meer dan één caviteit; deze mallen met meerdere caviteiten kosten meer dan hun tegenhangers met één caviteit, maar door de verhoogde productie-efficiëntie worden de kosten per onderdeel geminimaliseerd.

Spuitgieten kan gebruikt worden met verschillende kunststofharsen. De populairste harsen voor dit type spuitgieten zijn: polypropyleen (PP), polyethyleen (PE) en ABS. Elke hars heeft zijn eigen voor- en nadelen en wordt gekozen op basis van de gewenste kenmerken van het uiteindelijke onderdeel.