De werking van kunststof spuitgieten

Kunststof spuitgieten blinkt uit in efficiëntie en veelzijdigheid. De techniek heeft het unieke vermogen om complexe vormen met uitzonderlijke nauwkeurigheid en afwerking te produceren. Dit succes steunt op de nauwkeurig ontworpen matrijzen en de strakke controle over het hele spuitgietproces. Dankzij de flexibiliteit om een breed scala aan kunststoffen te gebruiken kunnen fabrikanten bijna alles maken, van gemakkelijke kleine ontwerpen tot grote, ingewikkelde objecten. Deze techniek onderscheidt zich verder door het grote vermogen om grote hoeveelheden complexe en nauwkeurige kunststofonderdelen koste efficiënt en met hoge productiesnelheden te produceren, resulterend in duurzame en hoogwaardige kunststofproducten. Het spuitgietproces is dus een complex proces maar hoe werkt het nou precies?

Hoe werkt kunststof spuitgieten?

Nadat er een aanvraag is gedaan voor een kunststof product bestaat het kunststof spuitgietproces uit 6 verschillende onderdelen. Deze 6 onderdelen zijn:

• Productontwerp en engineering
• Kunststof materiaal selecteren
• Aanmaak matrijs
• Smelten van kunststof
• Injectie in de matrijs
• Nabewerking en kwaliteitsbewaking

Stap één is het productontwerp

Het ontwerpproces begint altijd met een concept. Dit is variërend van een eenvoudige schets tot aan een gedetailleerd 2D- of 3D-model. Bij het ontwerpen van een product ligt de nadruk op functionaliteit en esthetiek. Bij engineering kijken we naar de haalbaarheid van de productie, de mogelijkheid tot her-productie en de duurzaamheid ervan. Het primaire doel hiervan is om een product te creëren dat niet naar behoren werkt, maar ook te maken is. Wij bij Injection-Point streven ernaar om kunststofproducten efficiënt te produceren en dat ze aan het einde van hun levenscyclus weer hergebruikt kunnen worden. Zo stimuleren wij de circulaire productie van hoogwaardige kunststofproducten.

Kunststof spuitgieten materiaalkeuze

De keuze uit kunststof materialen is enorm. Sinds het ontstaan van kunststof is er voor iedere toepassing een unieke kunststof ontwikkelt. Inmiddels weten we dat al die verschillende soorten kunststoffen recycling ervan niet makkelijker maken. Het aanbod van gerecyclede materialen beperkt zich nog met name tot gangbare stromen zoals PP en PE; de hoofdstroom binnen huishoudelijk afval. Het beschikbare technische materiaal beperkt zich vaak tot industrieel afval.

De technische ontwerp specificaties van het product bepaalt in grote mate de keuze voor het materiaal. Een tweede belangrijke factor is de wetgeving die speelt in de markt waarvoor het product wordt gemaakt. Op basis van het ontwerp en de markt maken wij een selectie van welke kunststof materialen geschikt zijn voor de desbetreffende toepassing. Een aantal veel voorkomende specificaties waar wij rekening mee houden zijn:

• Sterkte en duurzaamheid:Afhankelijk van de toepassing van het product, kan mechanische belastbaarheid in kracht en duur variëren.
  
• Temperatuurbestendigheid:  Sommige producten worden blootgesteld aan hoge danwel lage temperaturen. Ook hier maken we een onderscheid in temperatuurbereik en de duur van de blootstelling.
• Chemische Bestendigheid: In omgevingen waar chemicaliën aanwezig zijn, is het belangrijk om materialen te kiezen die hier goed tegen kunnen, zodat producten niet wegteren.
• Uv Bestendigheid; niet alle materialen zijn bestand tegen de zon.
• Weerstand tegen frictie; bij onderdelen die veel op en neer bewegen is het belangrijk dat ze langdurig bestand zijn tegen wrijving.
• Mate van Stijfheid vs flexibiliteit

De uiteindelijke keuze van het materiaal bepaalt ook de constructie van de matrijs. Iedere kunststof gedraagt zich op haar eigen manier tijdens en na verwerking. Hier moet bij de aanmaak van de matrijs al rekening mee worden gehouden.

Aanmaak matrijs

Het aanmaken van een matrijs is essentieel voor het spuitgieten van kunststof, omdat het een gelijkmatige productie van complexe onderdelen mogelijk maakt. Het proces begint met het nauwkeurig ontwerpen van de matrijs, afgestemd op de specificaties van het te vervaardigen onderdeel. Vervolgens kies je een blok van geschikt staal of aluminium voor de matrijs en bewerk je dit door te frezen, draaien of graveren om de negatieve vorm van het onderdeel te creëren. Belangrijke factoren zoals de krimp en koeling van het kunststof moeten in het ontwerp worden opgenomen om de kwaliteit en consistentie van de eindproducten te waarborgen.

Smelten van de kunststof

Zodra de matrijs gereed is, kan deze opgebouwd worden op de machine en kan het spuitgietproces worden afgesteld. Het begint met het transporteren van de kunststofkorrels naar de spuitgietmachine. Binnen de machine wordt het materiaal naar een verwarmde kamer geleid, waar het wordt gesmolten tot een vloeibare staat. Dit gebeurt door hitte en de mechanische werking van een schroefmechanisme dat de kunststof door de verwarmde kamer duwt.

Kunststof spuitgieten in de matrijs

Dit proces is een geautomatiseerd proces maar daarom ook het moeilijkste onderdeel van allemaal. Iedere millimeter moet kloppen voor het gewenste resultaat. Zodra de kunststof is gesmolten, wordt deze onder hoge druk in een metalen matrijs geïnjecteerd. De hoge druk zorgt ervoor dat de kunststof alle holtes en details van de matrijs vult. Het aanpassen van een matrijs is zeer kostbaar en beperkt mogelijk, dus streven we ernaar dit te vermijden door grondige voorbereiding in de ontwerpfase. We gebruiken geavanceerde simulatiesoftware om vooraf risico’s te minimaliseren in het kunststof spuitgiet proces.

Kwaliteit en nabewerking van kunststof spuitgieten

Vooraf stellen wij samen met onze opdrachtgevers de kwaliteitseisen vast en maken we afspraken over de meet- en bewaarfrequenties van het desbetreffende product of onderdeel. Op basis van deze afspraken zorgen we ervoor dat het kunststofproduct aan de hoogste kwaliteitsnorm voldoet. Hier is hoe wij dit aanpakken:

Kwaliteitscontrole

• Visuele inspectie: We checken elk onderdeel op oppervlaktefouten zoals luchtinsluitingen, verbranding, inzakking, aanspuitresten en vlies, direct na het spuitgieten van een product.
• Gewichtscontrole; Afwijking in het gewicht van een onderdeel is vaak een eerste graadmeter dat er iets in het proces niet in orde zou kunnen zijn.
• Dimensionale controle: Met instrumenten meten we de kritische maten van de onderdelen om te beoordelen of ze binnen de toleranties vallen.
• Testfase: We testen de spuitgiet onderdelen om zeker te weten dat ze perfect functioneren. Vaak door middel van een dummie, mal of kaliber.

Nabewerking

• Verpakken; we verpakken ieder product op een vooraf overeengekomen wijze. Zichtproducten die gevoelig zijn voor krassen worden vaak per stuk in beschermfolie verpakt in een kartonnen doos. Technische producten worden over het algemeen los gestort en bulk verpakt. Consumentenproducten kunnen verzendklaar voor de winkel of eindgebruiker worden verpakt.
• Oppervlaktebehandeling: Afhankelijk van de kwaliteitseisen die vastgesteld zijn, kan het uiterlijk of de functionaliteit van het oppervlak worden verbeterd door middel van een bedrukking of laklaag aan te brengen.
• Assembleren: Zodra het product uit meerdere onderdelen bestaat zetten we de onderdelen zorgvuldig in elkaar en leveren wij een volledig functioneel product aan onze opdrachtgevers. Ook het aanbrengen van inserts en plaatsen van schroeven behoort tot de mogelijkheden.

Door deze stappen nauwgezet te volgen, zorgen we ervoor dat alleen producten van topkwaliteit onze fabriek verlaten. Dit proces helpt ons niet alleen de productiekosten te verlagen, maar verzekert ook de tevredenheid van onze klanten door consistent hoogwaardige producten te leveren.

Benieuwd naar onze mogelijkheden of ben je nog op zoek naar een hoogwaardige spuitgietpartner?

Vraag een vrijblijvend adviesgesprek aan