Technische kunststoffen zoals PA66-GF30, glasgevuld PPS en PEEK worden steeds vaker gebruikt voor veeleisende automotive, elektrische, industriële en hoogwaardige toepassingen.
Vergeleken met standaard kunststoffen zoals ABS of PP bieden deze materialen uitstekende mechanische, thermische en dimensionale eigenschappen. Ze zorgen echter ook voor extra uitdagingen bij het ontwerpen van spuitgietmatrijzen en de beheersing van het spuitgietproces.
Het toevoegen van glasvezel verandert het gedrag van een thermoplast tijdens het spuitgieten aanzienlijk.
Het materiaal kan zorgen voor verbeterde:
De vezels beïnvloeden echter ook de smeltvloei, krimp, het oppervlaktebeeld en gereedschapsslijtage.
De matrijs moet daarom worden ontworpen op basis van het daadwerkelijke materiaal, in plaats van een glasgevulde kwaliteit op dezelfde manier te behandelen als een ongevulde kunststof.
Tijdens het spuitgieten hebben glasvezels de neiging zich te oriënteren volgens de smeltstroom.
Dit betekent dat de krimp in de stroomrichting en dwarsrichting verschillend kan zijn.
Voor maatkritische componenten kan dit leiden tot:
De aanspuitpositie en vulrichting moeten daarom al in een vroeg stadium van het matrijsontwerp worden meegenomen.
Hoogwaardige technische kunststoffen vereisen een zorgvuldig ontwerp van de aanspuiting en het verdeelkanaal.
Het doel is om een stabiele vulling te realiseren en tegelijkertijd overmatige druk, afschuiving en ongunstige vezeloriëntatie te voorkomen.
Voor complexe componenten kan een matrijsstroomanalyse (Moldflow) ingenieurs helpen het vulgedrag te evalueren en verschillende aanspuitconfiguraties te vergelijken voorafgaand aan de matrijsproductie.
Glasvezels zijn abrasief.
Tijdens herhaalde spuitgietcycli kunnen glasgevulde materialen de slijtage verhogen aan:
Voor productiematrijzen met een hoog verwacht aantal schoten moeten geschikt matrijsstaal, warmtebehandeling en lokale slijtvaste oplossingen worden overwogen.
Materialen zoals PA66-GF30, PPS en PEEK hebben zeer uiteenlopende verwerkingseisen.
Hoogwaardige polymeren kunnen aanzienlijk hogere matrijstemperaturen vereisen dan conventionele kunststoffen.
Het matrijstemperatuurregelsysteem moet daarom worden ontworpen rond de gespecificeerde kunststof en het spuitgietproces, in plaats van op elk project een standaard koelingslay-out toe te passen.
Technische kunststoffen worden vaak gekozen voor componenten die een nauwkeurige assemblage vereisen.
Het specificeren van een hoogwaardig materiaal garandeert echter niet automatisch nauwe toleranties.
De uiteindelijke afmetingen kunnen nog steeds worden beïnvloed door:
Voor kritische afmetingen moeten deze factoren tijdens de DFM worden beoordeeld en worden geverifieerd door middel van proefspuitingen en dimensionale inspectie.
Wanneer het materiaal zelf cruciaal is voor de werking van het product, kan het testen van prototypes met een niet-gerelateerd vervangend materiaal het productiegedrag mogelijk niet nauwkeurig voorspellen.
Een 3D-geprint of ABS-prototype kan bijvoorbeeld de basisgeometrie verifiëren, maar het kan de krimp, stijfheid en vezeloriëntatie van een spuitgegoten PA66-GF30- of PPS-component niet volledig reproduceren.
Voor kritische toepassingen kan een prototype-spuitgietmatrijs met het beoogde productiemateriaal daarom een zinvollere validatie opleveren.
Voordat gestart wordt met een matrijs voor componenten van technische kunststof, moet de volgende informatie worden beoordeeld:
Onderdeelgeometrie → Materiaalkwaliteit → Functionele eisen → Kritische toleranties → Verwacht productievolume → Matrijslevensduur → Matrijsontwerp → Proefspuiting en validatie
Het integraal meenemen van deze factoren kan matrijsaanpassingen verminderen en de productiestabiliteit verbeteren.
Het spuitgieten van PA66-GF30, PPS, PEEK en andere technische kunststoffen vereist meer dan simpelweg het selecteren van de juiste verwerkingstemperatuur.
Er moet rekening worden gehouden met materiaalgedrag tijdens het onderdeelontwerp, de aanspuitselectie, het koelingontwerp, de staalkeuze en de procesvalidatie.
MID Mould biedt op maat gemaakte matrijzenbouw en spuitgietdiensten voor technische kunststofcomponenten, van DFM en Moldflow-analyses tot proefspuitingen en productie.
Als u een component ontwikkelt met glasgevulde of hoogwaardige technische kunststoffen, stuur ons dan uw tekeningen, materiaalkwaliteit en projectvereisten voor een matrijsevaluatie.
