Alles wat je moet weten over spuitgieten
Wat is spuitgieten?
Spuitgieten is een productietechniek waarbij materialen in korrelvorm (granulaat) door verhitting in gewenste vormen kunnen worden geperst. Spuitgiettechniek valt in de categorie ‘vormgeeftechnieken.’
Welke materialen zijn geschikt voor spuitgieten?
Niet ieder materiaal is geschikt voor het spuitgietproces. In de spuitgiettechniek wordt gesproken van drie typen materialen. Het belangrijkste verschil tussen de drie verschillende typen is het gedrag van deze materialen wanneer ze verhit worden.
Thermoplasten
Thermoplasten zijn materialen die gedurende verhitting zacht worden. Een voordeel van thermoplastisch materiaal is de mogelijkheid tot hergebruik in verschillende toepassingen. Door het opnieuw versnipperen en verhitten kan het materiaal in andere gewenste vormen worden gebracht. In bepaalde omgevingen of omstandigheden kan de eigenschap van het vervormen bij gestegen temperatuur negatief worden beoordeeld, zoals gebruik in vliegtuigen waar de gevolgen van brand zeer ernstig kunnen zijn.
- Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS)
- Polyvinylchloride (PVC)
- Polypropeen (PP)
- Polyetheen (PE)
- Acryl
- Celluloid
- Polysulfon
- Polystyreen
- Celluloseacetaat
- Teflon (PTFE)
- Polymethylmethacrylaat (PMMA)
- Polymelkzuur (PLA)
Thermoharders
Thermoharders zijn materialen die gedurende verhitting hard blijven. Thermoharders worden minder gebruikt dan thermoplasten, omdat ze lastiger te produceren zijn door middel van spuitgieten en slecht recyclebaar zijn. Thermohardende kunststoffen zijn normaal een stuk brosser dan thermoplastische kunststoffen. Voorbeelden van thermohardende materialen zijn:
- Thermoharders (materialen die hard blijven tijdens verhitting)
- Alkydharsen
- Bakeliet
- Diallylftalaat (DAP)
- Melamineformaldehyde (MF)
- Polyesterharsen
- Ureumformaldehyde (UF)
Metalen
- lood
- zink
- aluminium
- magnesium
Spuitgiet opstelling
Om te spuitgieten heb je een spuitgietopstelling nodig. In de afbeelding hieronder hebben lichten we allereerst toe hoe een spuitgietopstelling eruit ziet waarna we vervolgens het proces gedetailleerd beschrijven.
- Vulopening;
- Dosseerschroef;
- Verwarmingselementen;
- Tempereerapparaten
- Voormatrijs;
- Achtermatrijs;
- Afgekoeld product.
De vulopening (1)
Via de vulopening komt het granulaat in de spuitgietmachine
De dosseerschroef (2)
Het granulaat valt via de vulopening in de schroefcilinder. De schroef bestaat uit verschillende delen. Het begin van de schroef dient ervoor om het granulaat naar voren te brengen. Dit deel wordt niet verwarmd en de afzonderlijke segmenten hebben een constante spoed. Er kan wel door wrijving met de wand warmte ontstaan. Deze wrijving wordt positief beïnvloed door de omtreksnelheid van de schroef. Of er zitten warmte-elementen om het injectiedeel die het kunststof dan verhit.
Verwarmingselementen (3)
Het granulaat komt na het vulgedeelte terecht in het door verwarmingselementen verwarmde midden van de schroef. De spoed verkleint in dit gedeelte van de schroef progressief; de binnenwand waardoor er compressie en meer wrijving ontstaat. Dit zorgt ook voor extra verwarming. In de laatste zone van de pers is de spoed weer constant. Deze zone wordt gewoonlijk het meest verwarmd, wanneer het materiaal zich hierin bevindt zal de schroef zich gedragen zoals een zuiger en de kunststof door de spuitkop persen naar de veel koudere matrijs. De druk waarmee deze injectie gebeurt hangt af van de oppervlakte van de zuiger, temperatuur en dichtheid, viscositeit en het injectievolume dat vooraf bepaald is.
Tempereerapparaten (4)
De vloeibare massa komt nu aan in de voormatrijs. Een veel gemaakte fout is dat de voormatrijs niet op de juiste temperatuur is gebracht waardoor het vloeibaar geworden granulaat te snel afkoeld. Om dit te voorkomen dien je gebruik te maken van tempereerapparaten. Tempereerapparaten zijn apparaten die de matrijs snel op de juiste temperatuur kunnen brengen en houden. Hierdoor ontstaat een perfect spuitgiet product.
De voor- en achtermatrijs (5 & 6)
Een matrijs bestaat uit twee delen, de voormatrijs en de achtermatrijs. We hebben een uitgebreid artikel geschreven over matrijzen. Indien je alle ins en outs wil weten omtrent matrijzen raden we je aan dit artikel te raadplegen.
Het belangrijkste om hier te vermelden is dat het essentieel is dat de matrijs op de juiste temperatuur is wanneer het geplastificeerde granulaat (het zacht geworden granulaat) de matrijs in wordt gespoten. Indien de temperatuur te laag is hard het materiaal te snel uit en ontstaan er verstoppingen met schade tot gevolg.
Het eindproduct (7)