Spuitgieten van kunststof maakt gebruik van zowel zachte als harde gereedschappen; Urethaangieten is een ander productieproces waarbij ook gebruik wordt gemaakt van zacht gereedschap. Deze verschillende interpretaties van de term ‘soft tooling’ kunnen voor productontwerpers verwarrend zijn. Natuurlijk zijn bijvoeglijke naamwoorden als ‘hard’ en ‘zacht’ relatief, omdat het metalen gereedschap dat bij het spuitgieten wordt gebruikt, kan worden geclassificeerd als hard of zacht, afhankelijk van de soort en kwaliteit van het metaal.

Het is essentieel om het onderscheid bij het spuitgieten te begrijpen tussen hard en zacht gereedschap, evenals tussen urethaangieten en spuitgieten. Elk soort gereedschap heeft voor- en nadelen, en het hebben van een verscheidenheid aan vormmaterialen is gunstig.

In dit artikel wordt ingegaan op de specifieke gereedschapskeuzes die van invloed zijn op de materiaalkeuze, kosten, hoeveelheden en kwaliteit.

Wat is softtooling?

In de context van kunststofspuitgieten verwijst zacht gereedschap doorgaans naar mallen die aluminium kernen en holtes bevatten, in tegenstelling tot die van staal. Aluminium is een zachter materiaal dan staal en kan niet in dezelfde mate worden gehard als staal. Sommige aluminium mallen kunnen inzetstukken bevatten die zijn gemaakt van voorgehard staal van lagere kwaliteit. Het is belangrijk op te merken dat hoewel 3D-printen kan worden gebruikt om elementen van zachte mallen zoals holtes te maken, de algehele malstructuur nog steeds afhankelijk is van een metalen frame.

Bij het gieten van urethaan wijkt zacht gereedschap af van het gebruik van aluminium. In plaats daarvan is het gemaakt van materialen zoals siliconen, koolstofvezel of glasvezel. Het softtoolingproces begint met het creëren van een masterpatroon, dat kan worden gefreesd, machinaal bewerkt of in 3D geprint. Dit masterpatroon, in wezen een replica van het laatste onderdeel, wordt gebruikt om mallen voor productie te genereren. Bij het gieten van urethaan wordt zacht gereedschap ingezet via een handmatige giet-en-uithardingsmethode, in tegenstelling tot de machinale productiebenadering die wordt gebruikt voor zacht gereedschap bij spuitgieten.

Voor- en nadelen van zacht gereedschap

Soft tooling is niet perfect en niet geschikt voor alle productiescenario's.

Injection Molding

Een belangrijk voordeel van het gebruik van aluminium spuitgietmatrijzen is de kosteneffectiviteit en kortere productietijden. Terwijl stalen mallen concurrerend geprijsd zijn, is het vermeldenswaard dat Fictiv deze relatief snel kan leveren. Overwegingen gaan echter verder dan snelheid en kosten.

Aluminium mallen zijn beperkt in hun vermogen om een ​​groot aantal spuitgietcycli te doorstaan ​​en zijn minder geschikt voor vormwijzigingen. De zachtheid van aluminium kan leiden tot vervorming onder de hoge klemdrukken die gepaard gaan met spuitgieten, waardoor mogelijk oppervlaktedefecten kunnen ontstaan ​​die bekend staan ​​als ‘flash’. Bovendien kunnen aluminium mallen niet hetzelfde niveau van precisie en nauwe toleranties bereiken als stalen mallen.

Aluminium spuitgietmatrijzen zijn vanwege hun beperkte slijtvastheid niet geschikt voor schurende materialen zoals glasgevuld nylon. Bovendien kunnen kunststoffen die hogere temperaturen vereisen, zoals PEI en PEEK, mogelijk niet effectief in aluminium mallen worden gevormd vanwege problemen bij het handhaven van de vereiste temperatuur. Corrosieve kunststoffen zoals PVC of POM kunnen ook problemen opleveren, omdat ze het aluminiummateriaal zelf kunnen aantasten.

Urethaan gieten

Bij het gieten van urethaan is de relatie tussen zacht gereedschap en materiaalkeuze minder kritisch, omdat het gietproces voornamelijk gietbare polyurethaan, additieven en uithardingsmiddelen omvat.

Duurzaamheid is een belangrijke overweging. Zachte mallen die bij het gieten van urethaan worden gebruikt, zijn doorgaans bestand tegen ongeveer 25 schoten per holte. Deze mallen zijn eenvoudiger te maken en kosteneffectiever dan aluminium spuitgietmatrijzen. Het is echter essentieel om dat op te merken prototype mallen kunnen niet zoveel onderdelen produceren en bieden niet hetzelfde niveau van precisie of complexiteit als metalen mallen.

Wat is hardtooling?

Moeilijk gereedschap In de context van kunststofspuitgieten wordt het gemaakt van staal, een legering die voornamelijk bestaat uit ijzer en koolstof, met sporen van andere elementen. Staal is aanzienlijk harder dan aluminium, en warmtebehandeld staal vergroot de hardheid nog verder, waardoor het uitzonderlijk duurzaam en slijtvast is. Hoewel het meeste P20-staal geen warmtebehandeling heeft ondergaan, is het nog steeds aanzienlijk sterker dan aluminium en heeft het een gereedschapslevensduur die vijf tot tien keer langer is. NAK80, gecategoriseerd als halfgehard gereedschapsstaal, overtreft deze duurzaamheid en staat bekend om zijn uitzonderlijke polijstmogelijkheden, waardoor het ideaal is voor de productie van optisch heldere onderdelen.

Op het gebied van spuitgietmatrijzen worden geharde staalsoorten geïllustreerd door H13 en S136. H13-staal wordt vaak gebruikt voor de productie van grote volumes en biedt een standtijd van 500,000 tot 1 miljoen schoten. Het blijkt een goede keuze te zijn voor vormmaterialen zoals glasgevuld nylon en kan nauwere toleranties bereiken dan aluminium mallen. Aan de andere kant heeft S136, een roestvrijstalen variant, een typische levensduur van het gereedschap van meer dan 1 miljoen shots. Het is bestand tegen corrosieve stoffen die voorkomen in materialen als PVC of POM en is uitzonderlijk bedreven in het bereiken van een hoog polijstniveau, waardoor onderdelen met uitzonderlijke optische helderheid kunnen worden gemaakt.

Voor- en nadelen van hard gereedschap

Gezien de verscheidenheid aan staalgereedschapsopties is het van essentieel belang dat ontwerpers een grondige vergelijking maken tussen hard gereedschap en zacht gereedschap. In toepassingen zoals medisch spuitgieten worden kosteneffectieve en snel bewerkbare staalsoorten toegepast in pilot-prototypes en productie in kleine volumes. Omgekeerd neigt bij scenario's met productie in hogere volumes vaak de voorkeur naar het gebruik van mallen van gehard staal. Met name H13- en S136-staalsoorten, hoewel duurder in vergelijking met P20- en NAK80-staalsoorten, bieden een langere levensduur van het gereedschap. Op het gebied van hardgereedschap blijft duurzaamheid, ongeacht de gekozen staalsoort, een consistent voordeel. Stalen mallen hebben ook het potentieel voor renovatie en aanpassing.

Start uw volgende projecten met Sungplastic

Desalniettemin kan zacht gereedschap dat bij beide vormprocessen wordt gebruikt, activiteiten ondersteunen zoals prototyping, brugproductie, en productie in kleine volumes. Bij het gieten van urethaan zijn de productievolumes over het algemeen lager, doorgaans variërend van 1 tot 100 eenheden, en het is belangrijk om te beseffen dat ontwerpers geen onderdelen of prototypes kunnen maken met behulp van het plastic materiaal voor eindgebruik.

Hoewel dit niet de enige methode is om onderdelen te produceren, kan spuitgieten de time-to-market helpen verkorten, terwijl ontwerpen worden verbeterd en de kosten onder controle worden gehouden. Vergeleken met urethaangieten geeft kunststofspuitgieten ontwerpers een grotere keuze aan materialen en de mogelijkheid om grotere hoeveelheden te produceren.

Wij bieden de tools, expertise en het productienetwerk om het succes van uw volgende project te garanderen, ongeacht waar u zich in het ontwerpproces bevindt. Neem contact met ons op voor meer informatie over onze diensten, waaronder 3D-printen, urethaangieten, CNC-bewerking, spuitgietenen prototypen.

Spuitgietgereedschappen: de sleutel tot de kunststofproductie

Stalen mallen versus aluminium mallen voor spuitgieten