Компресијско пресовање је прво коришћено за обликовање гуме, али се распон материјала са којима се ради од тада знатно проширио. Многи предмети око вас су направљени коришћењем компресионог калупа, и то и данас може бити одлично производно решење за вас.
Шта је компресијско обликовање?
Компресијско обликовање је производни процес који користи двострано загрејани калуп, горњи и доњи, да компримује пресовани материјал у облик или форму коју одређује калуп. И топлота и притисак су важни аспекти процеса пресовања. Топлота помаже материјалу који се користи за компресијско обликовање да се топи или очврсне у зависности од врсте материјала који се користи. Притисак тера омекшали материјал да равномерно тече у шупљине калупа.
Као што сугерише његово име, тлачне силе су кључне за ову методу обликовања. Тонажа коришћених преса може достићи чак 2500 тона. Компресијско обликовање је одличан производни метод за производњу великог обима.
Процес компресијског обликовања
Процес компресијског обликовања има неколико варијација у зависности од врсте материјала са којим радите. Међутим, главни процес се може поделити на шест основних корака.
Корак 1: Припрема машине за калуповање
Постоје различите врсте опреме за компресионо обликовање, али свака ће морати да буде припремљена на неки начин пре него што започне производни циклус. Ово може укључивати радње као што су:
- Чишћење калупа
- Прскање средства за ослобађање
- Укључивање топлоте и претходно загревање калупа
- Постављање уметака итд.
Ове радње су неопходне и недостатак корака може довести до неисправности или оштећења дела.
Корак 2: Мерење и убацивање сировог материјала
Количина пластичног материјала који се користи у пресовању мора бити прецизно измерена. Ово помаже да се обезбеди доследност између производа. Превише материјала у калупу може довести до неколико проблема, укључујући:
- Превелика количина блица која се мора прекинути
- Изазови демолдинга
- Оштећени калупи
- Ниска тачност димензија
С друге стране, премало материјала може резултирати делом који нема одговарајућу густину, има лош квалитет површине или чак има недостајуће делове материјала.
Када се измери тачна количина материјала, ставља се у шупљину калупа. Материјал за калупљење се може претходно загрејати пре стављања у калуп. Ово може помоћи да се смањи време циклуса.
Корак 3: Затварање калупа / сабијање материјала
Када је материјал на месту, калуп се затвара да би се применила компресија која гура материјал у сваки део шупљине калупа. Топлота се може применити на калуп у овој фази такође да омекша материјал или да се помогне у очвршћавању термореактивних материјала.
Затварање калупа се одвија унапред одређеном брзином за краће време циклуса. Брзина такође не може бити превелика јер се материјал може померити из унутрашњости шупљине калупа.
Корак 4: Очвршћавање или хлађење
Након што се калуп затвори, материјал се држи на месту одређено време, обично 1-5 минута. Током овог периода материјал ће се очврснути за термореактивну пластику. Очвршћавање је процес у коме се у полимеру одвија умрежавање, што резултира чврстим делом са специфичним својствима.
У случају термопласта, формирани део унутар калупа се хлади током овог периода док не постане довољно тврд да се може уклонити без оштећења.
Корак 5: Демолдинг
Током овог корака, калуп се отвара и чврсти део се уклања из калупа. Игле за избацивање и други механички системи могу помоћи у томе. У неким случајевима, вађење се може обавити ручно.
Неки делови имају компликованији процес вађења из калупа од других. На пример, за део обликован уз помоћ уметака, уметци се морају уклонити у неком тренутку током фазе вађења из калупа.
Корак 6: Накнадна обрада
Након што је део уклоњен из калупа, можда ће морати да прође још неколико корака пре него што се сматра спремним. Одсецање вишка материјала или блица је уобичајена процедура у овој фази. Другим деловима може бити потребна топлотна обрада да би се смањила унутрашња напрезања или чишћење.
Дизајн калупа у компресијском калупу
Успех у компресијском обликовању почиње са дизајнирањем правог калупа за ваш део.Механика компресијског пресовања поставља одређена ограничења на карактеристике које део може имати. Важно је бити свестан ових ограничења како би се осигурало да се дизајнирани део може произвести.
Машине за компресионо обликовање могу се користити за обликовање делова са сложеним дизајном, али то чини процес изазовнијим.
Сложен дизајн може додати неколико корака процесу. Такви дизајни такође могу отежати проток материјала и допрети до сваког дела калупа. Додатни кораци значе дуже производне циклусе и веће трошкове док лош проток материјала може довести до кварова у делу.
Олакшајте избацивање делова
Лакоћу избацивања делова треба узети у обзир приликом пројектовања дела јер делови које је тешко избацити могу да се суоче са следећим проблемима:
- Дуга времена циклуса
- Лоша завршна обрада површине
- Ломљење током избацивања
Два фактора која олакшавају избацивање делова су коришћење углова промаја у дизајну калупа и избегавање подрезивања.
Изаберите одговарајућу дебљину зида
И дебели и танки зидови могу представљати проблем за обликоване делове. Дебели зидови су склони стварању унутрашњих празнина. Ово је узроковано хлађењем спољашњих делова зидова много брже од унутрашњих делова.
Танким зидовима недостаје снага да се одупру силама деформисања изазваним променама температуре. Већа је вероватноћа да ће се на неки начин искривити или изобличити док се део хлади.
Ови изазови значе да дизајн калупа мора изабрати оптималну дебљину зида на основу структуралних потреба дела и протока материјала. Ребра се често користе за добијање јаких делова без дебелих делова зида.
Размотрите материјал
Различити материјали се понашају различито током процеса компресијског обликовања. Неки материјали неће тећи тако лако као други. Други ће се загревати или хладити спорије или брже. Неки материјали се такође могу проширити или скупити током неких фаза процеса.
Дизајн калупа мора узети у обзир такве чињенице како би се избегло прављење неисправних делова или делова са погрешним димензијама.
Дизајн који траје
Компресијско обликовање је класификовано као метода производње великог обима. То значи да калуп који се користи треба да траје дуго и да се користи за многе делове.
Да би се осигурало да је то случај, калуп треба да буде дизајниран на начин који минимизира штетни ефекат високих температура и притисака.
Делови калупа који се могу лакше оштетити треба да буду дизајнирани тако да се лако поправе. Ово ће смањити време застоја у случају да се ови делови морају заменити или поправити.
Материјали за пресовање
Компресијско обликовање је један од ретких производних процеса који могу да раде и са термосетима и са термопластом. Ово увелико проширује асортиман производа који се могу произвести овим процесом. Неки уобичајени материјали који се сада користе укључују силикон, епоксид и ХДПЕ.
Силикон
Силикон је невероватан еластомерни материјал који замењује природну гуму у многим применама. Има бољу температурну отпорност и веома добро делује као изолатор. Такође је издржљивији од гуме и може се користити у медицинским и прехрамбеним апликацијама.
Силикон је одличан за компресијско обликовање јер лако тече, омогућавајући му да добро испуни форме калупа.Силикон се обично користи за производњу заптивки, заптивки и делова медицинске опреме.
ПУ
ПУ, такође познат као полиуретан, прави делове високе чврстоће на удар, отпорности на абразију и жилавост.У зависности од формулације, ПУ део може имати много различитих физичких квалитета.
Овај термосет тече лако и са компресијским калупом се може користити за израду точкова, заптивки, ваљака итд.
ХДПЕ
Полиетилен високе густине је термопласт који се лако топи и добро тече у растопљеном стању. Може се користити за компресијско обликовање прилично сложених делова. Овај материјал има веома добру стабилност димензија и отпорност на ударце.
Компресијско обликовање се користи за производњу ХДПЕ делова за индустријску и аутомобилску примену.
ПТФЕ
Политетрафлуороетилен показује одлична својства нелепљивања и такође је веома отпоран на хемикалије. ПТФЕ је добар материјал за компресијско обликовање јер лако тече. Лежајеви, заптивке и делови за електричну изолацију могу се обликовати помоћу ПТФЕ.
Поређење са другим процесима обликовања
Компресијско обликовање и бризгање се често пореде јер оба процеса користе калупе. Иако постоји значајан степен преклапања, ове две методе производње се значајно разликују и обично служе различитим производним потребама.
Отворени вс затворени калуп
Компресијско обликовање користи отворени дизајн калупа. Материјал се ставља у отворену шупљину калупа пре него што се горњи део калупа затвори на њега.
С друге стране, бризгање користи затворени дизајн калупа. Материјал се убризгава у калуп који је већ затворен. Постоје пролази за уношење материјала или вентилацију.
Парт Десигн
Отворена природа калупа који се користе за компресионо обликовање чини га добрим процесом за израду великих делова са некомпликованом геометријом, нпр. панели. Делови као што су браници аутомобила могу се лако направити помоћу овог процеса.
Затвореност калупа за бризгање чини их одличним процесом за производњу делова са компликованијим дизајном. Материјали се уносе у калуп под високим притиском који му омогућава да тече у сложене форме.
Цена постављања
Постављање операције бризгања обично је скупље од подешавања за компресијско ливење.Трошкови алата су прилично високи јер морају бити у стању да подносе високе притиске процеса бризгања и строго контролишу параметре процеса.
Алати за компресионо обликовање не коштају толико, и то га чини бољим избором када је обим производње мањи.
Цицле Тимес
Циклуси компресијског обликовања могу се кретати између једног и шест минута. С друге стране, неки циклуси бризгања могу трајати само две секунде.
Постоје случајеви када је време производње за бризгање више од једног минута, али је то генерално бржи процес и одличан је избор за масовну производњу.
Ова разлика у времену циклуса произилази из чињенице да су процеси бризгања обично потпуно аутоматизовани, док компресионо обликовање може бити ручно са деловима којима је потребно време да се очврсну пре него што буду избачени. Утовар материјала и избацивање делова се такође може обавити ручно у компресионом калупу.
Ниво прецизности
Процес бризгања је много прецизнији процес у поређењу са пресовањем.Калупи који се користе за бризгање су направљени од веома јаких материјала. Мање је вероватно да ће развити дефекте који утичу на облике и димензије делова.
Ниво прецизности је довољно висок да бризганим деловима можда неће бити потребна накнадна обрада.
Опције материјала
Иако бризгање добро функционише са многим материјалима, посебан случај код компресионог пресовања је то што може да користи масу за ливење или масу за ливење листова. Ови материјали садрже исецкана влакна и могу се користити за производњу композитних делова.
Ињекционо ливење не може користити такве материјале и није погодно за израду делова направљених од композитних материјала.
Предности и недостаци компресионог калупа
Компресијско обликовање је опстало више од једног века. То је зато што има предности које укључују:
- Нижа цена алата:Опрема повезана са компресијским ливењем, као што су хидрауличне пресе, није тако компликована као опрема која се користи за бризгање. Ово чини јефтинијим почетак операције компресијског обликовања.
- Боље за производњу мале количине:Нижа цена алата за компресионо пресовање чини га бољим за мале количине производње. То је зато што је потребно мање производа да се исплати.
- Одлично за велике предмете:Главни ограничавајући фактори у погледу величине и тежине делова направљених компресијским пресовањем су тонажа и величина пресе. Због тога се компресијско пресовање обично користи за производњу већих делова у поређењу са бризгањем и другим процесима.
- Уметци су могући:Уметак је пресовање једног материјала преко другог. Ово је могуће код компресионог пресовања ако се користе праве методе и алати.
- Јаки делови:Компресијско обликовање производи густе делове који су прилично робусни захваљујући великим силама притиска које користи.
- Компатибилност материјала:Компресијско обликовање је компатибилно са много различитих врста материјала укључујући композите импрегниране влакнима.
Овај начин производње није увек погодан за неке производе. Недостаци компресијског обликовања укључују:
- Сложеност дела:Ниво сложености који се може постићи компресијским пресовањем није лош, али не може да се такмичи са бризгањем и неким другим процесом.
- Времена производње:Времена производње за компресијско ливење су дуже од оних за бризгање.
- Пост обрада:Без правих мера, блиц може бити значајан проблем у компресионом калупу. Овај вишак материјала мора бити одсечен и овај додатни корак може бити скуп.
Примене компресијског обликовања
Компресијско обликовање се може користити за израду широког спектра делова од термопластичних и термореактивних полимера. Неки од њих су:
- Електрични делови:Утичнице, предње плоче, прекидачи и друге електричне компоненте могу се направити помоћу пресовања.
- Електронски уређаји:Овом техником се могу направити делови тастатура, контролера за игре итд.
- Ауто делови:Велики панели и други делови возила могу се направити помоћу компресијског калупа.
- Делови медицинског уређаја:Маске за дисање и други медицински уређаји израђују се помоћу компресионог калупа.
Закључак
Компресијско обликовање нема софистицираност бризгања, али остаје најбољи метод за израду одређених врста производа.
Овај производни процес је једноставан, а материјали се чак и ручно убацују у калуп. Упркос својој једноставности, производи производе који имају веома високу чврстоћу и добру завршну обраду, а може чак и да управља неким сложеним геометријама.
Компресијско обликовање сада ради са многим термореактивним и термопластичним материјалима и његови производи се користе у многим индустријама.