Wat is spuitgieten?

Overzicht spuitgietproces

Spuitgieten is een zeer efficiënte productiemethode die is ontworpen voor massaproductie van onderdelen. Bij dit proces wordt gesmolten materiaal in een mal geïnjecteerd. Het wordt veel gebruikt bij grootschalige productieruns, waardoor het ideaal is voor de productie van duizenden of zelfs miljoenen identieke artikelen. Hoewel materialen als metalen, glas, elastomeren en zelfs zoetwaren kunnen worden gebruikt, wordt spuitgieten het meest toegepast op thermoplastische en thermohardende polymeren.

Het spuitgietproces

De eerste stap bij het spuitgieten is het maken van de matrijs zelf. Deze mallen zijn meestal gemaakt van metaal (meestal aluminium of staal) en worden nauwkeurig bewerkt om te passen bij de gedetailleerde kenmerken van het product dat ze zullen produceren. Zodra de mal gereed is, wordt het materiaal voor het onderdeel in een verwarmd vat gevoerd, waar het door een roterende schroef wordt gemengd. Verwarmingselementen rond het vat smelten het materiaal, dat vervolgens in de vormholte wordt geïnjecteerd, waar het afkoelt en stolt, waardoor de uiteindelijke vorm van het onderdeel wordt gevormd. De koeltijd wordt vaak geminimaliseerd door koelkanalen in de mal op te nemen, waardoor water of olie circuleert vanuit een externe temperatuurregelaar.

Het matrijssamenstel wordt op de platen gemonteerd en zodra het materiaal stolt, worden de platen gescheiden, waardoor uitwerppennen het onderdeel uit de mal kunnen duwen. Voor complexere ontwerpen kan een techniek die bekend staat als two-shot of multi-material injection moulding worden gebruikt om verschillende materialen tot één onderdeel te combineren. Deze methode kan een zacht aanvoelend oppervlak toevoegen, verschillende kleuren bevatten of onderdelen met verschillende functionele eigenschappen produceren.

Soorten mallen en hun toepassingen

Mallen kunnen worden ontworpen als enkele holte of meerdere holtes. Mallen met meerdere holtes kunnen in elke holte identieke onderdelen produceren of tegelijkertijd verschillende geometrieën creëren. Hoewel aluminium mallen goedkoper en sneller te produceren zijn, zijn ze vanwege hun lagere mechanische sterkte niet erg geschikt voor de productie van grote volumes of voor onderdelen die nauwe toleranties vereisen. Ze hebben de neiging te slijten, te vervormen of beschadigd te raken onder de herhaalde injectie- en klemkrachten. Aan de andere kant zijn stalen mallen duurzamer en beter geschikt voor lange productieruns, hoewel de productie ervan duurder is.

Belangrijke overwegingen bij spuitgieten

Het succes van een spuitgietproject is afhankelijk van meerdere factoren. Het onderdeelontwerp, de materiaalkeuze en de prestaties van de spuitgietmachine spelen allemaal een cruciale rol. Het ontwerp moet ervoor zorgen dat het materiaal soepel in de mal vloeit, deze volledig vult en afkoelt op een manier die de gewenste vorm en afmetingen behoudt.

Wanneer spuitgieten gebruiken?

Spuitgieten is ideaal voor het produceren van een breed scala aan veelgebruikte producten, van kleine plastic artikelen zoals flessendoppen en behuizingen voor afstandsbedieningen tot medische apparaten zoals injectiespuiten. Het proces wordt ook gebruikt voor de productie van grotere componenten, zoals carrosseriepanelen. Spuitgieten is vooral voordelig bij de productie van duizenden of miljoenen consistente onderdelen van hoge kwaliteit.

Materialen die worden gebruikt bij het spuitgieten

Met ruim 85.000 in de handel verkrijgbare kunststofmaterialen en 45 polymeerfamilies zijn er veel mogelijkheden voor spuitgieten. Deze polymeren vallen over het algemeen in twee categorieën: thermohardende kunststoffen en thermoplastische kunststoffen. Tot de meest gebruikte kunststoffen behoren polyethyleen met hoge dichtheid en polyethyleen met lage dichtheid. Deze materialen bieden verschillende voordelen, waaronder hoge flexibiliteit, goede treksterkte, slagvastheid, lage vochtopname en recycleerbaarheid.

Andere veelgebruikte spuitgegoten kunststoffen zijn onder meer:

Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS)

Polycarbonaat (PC)

Alifatische Polyamiden (PPA)

Polyoxymethyleen (POM)

Polymethylmethacrylaat (PMMA)

Polypropyleen (PP)

Polybutyleentereftalaat (PBT)

Polyfenylsulfon (PPSU)

Polyether-etherketon (PEEK)

Polyetherimide (PEI)

Conclusie

Spuitgieten blijft een dominante productiemethode voor massaproductie vanwege de precisie, efficiëntie en het vermogen om complexe onderdelen op schaal te produceren. Of het nu gaat om kleine onderdelen of grotere samenstellingen, spuitgieten biedt een betrouwbare oplossing voor het produceren van consistente, hoogwaardige componenten in verschillende industrieën.