Вставное формование и накладное формование: объяснение ключевых отличий

Формование со вставками и формование с наложением: два разных процесса с разными целями

Формование со вставками и формование с наложением — это методы производства пластика из двух материалов, но они решают принципиально разные инженерные задачи. При формовании вставок предварительно сформированный компонент (чаще всего металлическая вставка) встраивается в пластик во время процесса впрыска. При формовании второй слой пластика (или резины) приклеивается к существующей пластиковой подложке на отдельном этапе формования. Выбор между ними не зависит от предпочтений; речь идет о том, что должна делать ваша часть.

Как на самом деле работает каждый процесс

При формовании вставкой предварительно изготовленная вставка — латунная втулка с резьбой, стальной штифт или электрический контакт — помещается в полость формы перед впрыском. Затем расплавленный пластик обтекает его, окутывая вставку по мере ее охлаждения. В результате получается единый унифицированный компонент без дополнительных этапов сборки. Типичное время цикла 15–45 секунд , в зависимости от геометрии детали и выбора материала.

Формование выполняется в два приема. Первый выстрел создает жесткую подложку — обычно это конструкционный пластик, такой как ПК или АБС. Затем подложку помещают во вторую форму (или та же форма вращается на вращающейся плите), а второй материал — часто TPE, TPU или силикон — впрыскивается в определенные зоны. Адгезия между слоями зависит от химической совместимости и механического сцепления; при правильном подборе материалов клей не требуется.

Структурная прочность против функциональности поверхности

Вставное формование превосходно подходит для случаев, когда деталь должна нести механическую нагрузку или проводить электричество. А латунная резьбовая вставка например, отлитая из нейлона, обеспечивает прочность на выдергивание в несколько раз большую, чем сама пластиковая нить – обычно выдерживает 500–2000 Н осевой нагрузки в зависимости от конструкции пластины и длины зацепления. Вот почему он входит в стандартную комплектацию стоек для печатных плат, корпусов разъемов и ручек хирургических инструментов.

Формование в первую очередь касается характеристик поверхности. Мягкий формованный слой поглощает вибрацию, улучшает момент захвата во влажных или масляных условиях, создает герметичные уплотнения вокруг отверстий и придает продуктам превосходные тактильные ощущения. Эргономичные ручки инструментов, водонепроницаемые корпуса и держатели для зубных щеток — это просто учебники. Подложка обеспечивает жесткость; накладка обеспечивает удобство использования.

Ограничения проектирования, которые необходимо учитывать

Формование вставок создает проблемы с положением и ориентацией. Вставки должны удерживаться точно (обычно с помощью штифтов или магнитов), чтобы избежать смещения во время инъекции. Толщина стенки вокруг вставки должна быть не менее 1,5 × внешний диаметр пластины для предотвращения растрескивания от остаточного напряжения. Автоматизация с помощью вибропитателей распространена на производстве более 50 000 единиц продукции в год; ниже этого уровня ручная загрузка часто оказывается более рентабельной.

Формование требует тщательного подбора материалов. Не все пластмассы хорошо связываются со всеми эластомерами. ABS надежно связывается со многими ТПЭ; ПП, как известно, труден и часто требует текстурированной поверхности или механических подрезов для достижения адекватной адгезии. Толщина стенок слоев формования обычно составляет от 1,5–3 мм — слишком тонкий слой рвется; слишком толстый, и появляются вмятины или неполное заполнение. Углы уклона как на подложке, так и на верхней форме должны быть скоординированы, чтобы обеспечить чистый выброс из обеих форм.

Влияние на стоимость и время выполнения заказа

Затраты на оснастку для формования вставками сопоставимы со стандартным литьем под давлением. 3000–25 000 долларов США для инструмента с одной полостью из стали P20 — с дополнительными затратами на поиск или изготовление самих пластин. Время подготовки первой статьи обычно составляет 4–8 недель.

Для переформования требуется два комплекта инструментов, что увеличивает общие инвестиции в пресс-форму. 15 000–60 000 долларов США для подбора подходящего набора инструментов для подложки и наплавки. Двухзарядные машины с вращающимися плитами также имеют более высокую производительность. Однако этот процесс полностью исключает трудозатраты на сборку, что имеет значение при объемах производства более 100 000 деталей в год, где в противном случае ручное склеивание или запрессовка привели бы к значительным затратам. Время выполнения заказа от заморозки проекта до производства образцов обычно составляет 6–12 недель .