Kunststof spuitgieten maakt de toepassing van een verscheidenheid aan afwerkingen, die worden gekenmerkt door hun glans of textuur, tot vormdelen. Door de juiste oppervlakteafwerking aan te brengen tegen het einde van de matrijzenbouw Tijdens het kunststofspuitgietproces wordt de afwerking van de mal naar het oppervlak van de gegoten onderdelen overgebracht.

Andere productietechnieken, waaronder CNC-bewerking en 3D-printen, vereisen meestal extra bewerkingen om onderdelen af ​​te werken. Deze methode is duurder en tijdrovender, vooral als het om grotere hoeveelheden onderdelen gaat. Bovendien zijn er minder alternatieven voor het textureren en polijsten van mallen dan voor het spuitgieten van kunststof.

Vervolgens introduceren we schimmelpolijsten en schimmeltextuur voor spuitgieten van kunststof.

Schimmelpolijsten en schimmeltextuurnormen

Verschillende brancheverenigingen en bedrijven stellen richtlijnen en classificaties op voor oppervlakteafwerkingen en texturen bij spuitgieten. Onder deze organisaties zijn de Society of the Plastics Industry (SPI) en de Society of German Engineers / Verein Deutscher Ingenieure (VDI) opmerkelijke handelsverenigingen. Daarnaast hebben bedrijven als Mold-Tech (MT) en Yick Sang (YS) hun eigen standaarden bedacht. Dit is de reden waarom termen als “SPI-afwerkingen” en “Mold Tech-texturen” vaak worden genoemd in discussies over design for manufacturing (DFM). Om bepaalde normen voor het polijsten en textuur van mallen te volgen, is het belangrijk om de productkwaliteit te garanderen.

Opties voor spuitgegoten oppervlakteafwerkingen

Binnen het raamwerk van elke standaard voor oppervlakteafwerking bestaat er een groot aantal keuzes voor het polijsten van mallen en textuur. Om deze afwerkingen te onderscheiden en te specificeren, bestaat elke aanduiding uit het relevante organisatie-acroniem gevolgd door letters of cijfers. SPI-A2 komt bijvoorbeeld overeen met de Society of the Plastics Industry (SPI) en staat voor een hoogglanzende of transparante afwerking. Ondertussen vertegenwoordigt MT-11010 de specificatie van Mold-Tech voor een lichte schimmeltextuur.

Oppervlakteafwerkingen voor kunststof onderdelen

Ondanks het bestaan ​​van verschillende standaarden voor oppervlakteafwerking, omvatten ze allemaal het polijsten van mallen en getextureerde afwerkingen, die verder worden gecategoriseerd op basis van hun uiterlijk of applicatiemethode.

Gepolijste afwerkingen:
Hoogglans of transparant
Halfglanzend
Mat

Getextureerde afwerkingen:
Bead Stralen
Chemisch etsen
Spiegel-EDM

Lees verder om enkele veelvoorkomende soorten vormpolijstmiddelen en vormtexturen te ontdekken, samen met ontwerptips die u zullen helpen bij het bereiken van optimale resultaten bij het polijsten en afwerken van uw onderdelen. Voor een diepgaander begrip van spuitgieten biedt onze Injection Moulding Design Guide aanvullende informatie en waardevolle inzichten.

Gepolijste afwerkingen

Op het gebied van spuitgieten worden matrijzen minutieus vervaardigd met behulp van CNC- of EDM-machines. Na voltooiing van de bewerking kunnen de kern en holte van de matrijs frees- of EDM-markeringen vertonen. Om deze onvolkomenheden in het oppervlak te corrigeren, ondergaan beide helften van de mal een nauwgezet schuur- en malpolijstproces. Er worden verschillende technieken gebruikt, maar de industriestandaard voor het polijsten van mallen voldoet aan de SPI-richtlijnen. Deze negen gestandaardiseerde niveaus van polijstafwerkingen worden doorgaans uitgevoerd door zeer bekwame technici, waarbij gebruik wordt gemaakt van handmatig vakmanschap.

Hoogglanzende of transparante afwerkingen

SPI-standaarden A-1, A-2 en A-3 vertegenwoordigen het toppunt van matrijspolijsten. Deze normen zorgen voor een hoogglanzende of transparante afwerking op kunststof onderdelen. Bij ondoorzichtige kunststofsoorten resulteren deze afwerkingen in een glanzend uiterlijk, terwijl ze bij heldere kunststofsoorten een transparant effect bereiken. Alle drie de SPI A-niveaus vereisen rigoureus polijsten van de mal met roterende gereedschappen en het aanbrengen van diamantpolijstpasta.

Om SPI-niveaus A-1, A-2 of A-3 te bereiken, raden we over het algemeen het gebruik van een mal van gehard staal aan. Concreet wordt voor A-1 roestvrij staal gebruikt, terwijl voor A-80 of A-2 NAK3 staal wordt gekozen. Gehard staal vertoont een superieure veerkracht tegen mogelijke rimpelingen, uitzakkingen en toppen veroorzaakt door roterende gereedschappen, waardoor een verfijndere glans ontstaat in vergelijking met mallen gemaakt van aluminium of zachtere staalmaterialen.

De volgende discussie schetst de SPI A-niveau normen, de bijbehorende afwerkingstechnieken en de metingen van oppervlakteruwheid. Het is belangrijk op te merken dat hogere niveaus van oppervlakteafwerking en het gebruik van gehard staal de matrijsprijs en doorlooptijden beïnvloeden.

SPI-standaard A-1:
Hoogglanzend / optisch transparant
Afwerkingsmethode – Diamantpolijstkorrel #3,6000
Oppervlakteruwheid – 0.012 tot 0.025 Ra (μm)

SPI-standaard A-2:
Hoogglanzend/transparant
Afwerkingsmethode – Diamantpolijstkorrel #6.3000
Oppervlakteruwheid – 0.025 tot 0.05 Ra (μm)

SPI-standaard A-3:
Hoogglanzend/transparant
Afwerkingsmethode – Diamantpolijstkorrel #15.1200
Oppervlakteruwheid – 0.05 tot 0.10 Ra (μm)

Halfglanzende afwerkingen

Op het gebied van het polijsten van mallen vormen de SPI-afwerkingen B-1, B-2 en B-3 de tussenliggende niveaus van verfijning. Deze standaarden leveren een semi-glanzende afwerking op door respectievelijk schuurpapier met korrel 600, 400 of 320 te gebruiken. Om de gewenste oppervlaktekwaliteit te bereiken, is het gebruik van gereedschappen van verschillende afmetingen voor het vijlen nodig, waardoor heen en weer schuren over de maloppervlakken noodzakelijk is. In tegenstelling tot de SPI A-niveau afwerkingen heeft deze schuurtechniek de neiging om door de heen en weer gaande beweging meer zichtbare lijnen op het oppervlak achter te laten.

De volgende discussie geeft inzicht in deze SPI B-niveaunormen, de bijbehorende afwerkingstechnieken en de metingen van oppervlakteruwheid.

SPI-standaard B-1:
Halfglanzend – fijn
Afwerkingsmethode – korrel 600
Oppervlakteruwheid – 0.05 tot 0.10 Ra (μm)

SPI-standaard B-2:
Halfglanzend – medium
Afwerkingsmethode – korrel 400
Oppervlakteruwheid – 0.10 tot 0.15 Ra (μm)

SPI-standaard B-3:
Halfglanzend – Grof
Afwerkingsmethode – korrel 320
Oppervlakteruwheid – 0.28 tot 0.32 Ra (μm)

Bepaalde kenmerken van de mal, vooral die welke zijn ontworpen om plaats te bieden aan dunne, diepe ribben of kleine nokken, vormen een grotere uitdaging bij het polijsten van mallen, vooral omdat ze kleiner zijn dan wat een standaardvijl effectief kan bereiken. Dergelijke kenmerken bevinden zich doorgaans op niet-zichtbare oppervlakken aan de holtezijde van de mal. Er bestaan ​​technieken om dit probleem bij de matrijsconstructie aan te pakken, zoals het gebruik van sub-inserts, waardoor toegang tot deze uitdagende kenmerken mogelijk wordt tijdens het polijstproces van de matrijs. Om optimale resultaten te bereiken, is het raadzaam om dergelijke overwegingen te bespreken tijdens de Design for Manufacturing (DFM) fase van de matrijsontwikkeling.

Matte afwerkingen

SPI-standaarden C-1, C-2 en C-3 vertegenwoordigen grovere oppervlakteafwerkingen en bieden een sneller en kosteneffectiever alternatief. Deze afwerkingen zijn bijzonder geschikt voor toepassingen met cosmetische of niet-visuele binnenoppervlakken. Elke C-level SPI-afwerking wordt bereikt met behulp van een schuursteen met een specifieke korrel.

SPI-standaard C-1:
Matte afwerking – Fijn
Afwerkingsmethode – korrel 600
Oppervlakteruwheid – 0.35 tot 0.40 Ra (μm)

SPI-standaard C-2:
Matte afwerking – Medium
Afwerkingsmethode – korrel 400
Oppervlakteruwheid – 0.45 tot 0.55 Ra (μm)

SPI-standaard C-3:
Matte afwerking – Grof
Afwerkingsmethode – korrel 320
Oppervlakteruwheid – 0.63 tot 0.70 Ra (μm)

Getextureerde afwerkingen

Bij spuitgieten kunnen onderdelen een getextureerde afwerking vertonen, in tegenstelling tot het polijsten van een mal. Er bestaat een breed scala aan textuuropties, onderverdeeld in drie hoofdsystemen:

• SPI- en Mold Tech-texturen (Verenigde Staten)
• VDI-texturen (Europees)
• YS-texturen (Aziatisch)

Deze opties omvatten variaties in lichte, medium en zware texturen, evenals de replicatie van hout- of leernerven, schaakborden of ruitpatronen. Om maltexturen te creëren, maken industriële praktijken vaak gebruik van methoden zoals parelstralen, chemisch etsen en spiegelvonken. Daarnaast worden ook laseretsen en standaard zinkvonk-EDM gebruikt.

Bead Stralen

Parelstralen is een techniek die wordt gebruikt om getextureerde afwerkingen aan te brengen door verschillende media via een luchtstroom onder hoge druk op matrijsoppervlakken te drijven. SPI-afwerkingen D-1, D-2 en D-3 maken allemaal gebruik van een droge straalmethode, waarbij verschillende media worden gebruikt. Om de productie te versnellen en de kosten in verband met uitbesteding te verlagen, rusten fabrikanten van prototypegereedschappen hun faciliteiten vaak uit met interne parelstraalmachines.

De volgende discussie gaat dieper in op de SPI-normen die de schimmeltextuur bepalen.

SPI-standaard D-1:
Lichte textuur
Afwerkingsmethode – Drooggestraalde glaskraal #11
Oppervlakteruwheid – 0.80 tot 1.00 Ra (μm)

SPI-standaard D-2:
Middelmatige textuur
Afwerkingsmethode – Droogstralen #240 Oxide
Oppervlakteruwheid – 1.00 tot 2.80 Ra (μm)

SPI-standaard D-3:
Zware textuur
Afwerkingsmethode – Droogstralen #24 Oxide
Oppervlakteruwheid – 3.20 tot 18.0 Ra (μm)

Chemisch etsen

Het proces van chemisch etsen omvat het aanbrengen van een gespecialiseerde film op de mal, die vervolgens wordt ondergedompeld in een zuurbad. Het zuur erodeert selectief de onbeschermde oppervlakken, waardoor uiteindelijk de beoogde textuur ontstaat. Deze maltexturen zijn relatief ingewikkeld, wat er doorgaans toe leidt dat dit werk wordt uitbesteed aan gespecialiseerde afwerkingsfaciliteiten. Afhankelijk van de instelling kan deze procedure 2 tot 5 dagen duren.

We raden aan dat discussies over chemische etstexturen plaatsvinden tijdens uw Design for Manufacturing (DFM) ontwerpbeoordeling, vooral als uw ontwerp zich in de fase van engineering validatie testen (EVT), de fase van ontwerp validatie testen (DVT) bevindt, of als er technische wijzigingen kunnen optreden. worden verwacht. Het is vaak voordelig om textuur op uw gereedschap aan te brengen na de eerste bemonstering en wanneer het ontwerp is gestabiliseerd om technische wijzigingen (EC's) op te vangen.

Spiegel-EDM

Bepaalde producten vereisen precisie in maattoleranties of ontwerpconsistentie die handmatige interventie aan het gereedschap verbiedt. In gevallen waarin naadloze montage een cruciaal ontwerpaspect is, zoals bij een smartwatch met bijpassende onderdelen, wordt spiegel-elektroontladingsbewerking (EDM) aanbevolen. Deze methode omvat de creatie van een koperen elektrode die de oppervlaktevorm van het onderdeel repliceert en elektrische vonken gebruikt om het oppervlak van de mal te eroderen, waardoor de gewenste textuur wordt bereikt.

Wanneer u kiest voor spiegelvonken, is het raadzaam om gehard staal te gebruiken, omdat dit een gladdere oppervlakteafwerking kan opleveren. Het is echter belangrijk op te merken dat spiegelvonken tijdrovender is dan CNC-bewerking of handmatig polijsten van mallen. Meestal zijn de machines die voor dit proces worden gebruikt van Duitse, Japanse of Zwitserse afkomst. Gezien de hogere kosten kunnen wij u helpen bepalen of spiegelvonktextuur essentieel is voor uw specifieke behoeften.

Richtlijnen voor het textureren van kunststof onderdelen

Bij het richten op gestructureerde oppervlakken op maat gemaakte plastic onderdelen, is het essentieel om een ​​grotere diepgang te implementeren om het gemakkelijk losmaken van het onderdeel uit de mal te vergemakkelijken, waardoor eventuele sleepsporen worden geminimaliseerd. De onderstaande tabel met oppervlakteafwerkingen schetst de noodzakelijke trekhoeken voor de meest voorkomende afwerkingen.

Bovendien bieden wij ondersteuning voor meerdere oppervlakteafwerkingen aan de buitenzijde van het onderdeel. Om de duidelijkheid te garanderen, verzoeken wij u vriendelijk een kleurgecodeerde afbeelding aan te leveren, samen met annotaties die het afwerkingstype en de bijbehorende oppervlaktelocaties specificeren. Aangezien het gereedschap wordt gemaskeerd, raden we aan een getrapt element van 0.010 inch (0.25 mm) op te nemen om deze verschillende oppervlakken effectief te scheiden.

Het is van cruciaal belang om te beseffen dat het selecteren van de meest geschikte oppervlakteafwerking voor uw spuitgietonderdelen een complexe beslissing kan zijn. Ons team van DFM-experts staat klaar om u tijdens het hele proces te begeleiden. Om deze waardevolle hulp te starten, hoeft u alleen maar een account aan te maken en de eerste stap te zetten.

Voor verdere vragen over het polijsten van matrijzen en matrijstextuur kunt u gerust contact met ons opnemen!

Gerelateerde bronnen:

Kunststof afwerkingen: Kunststof spuitgietoppervlakteafwerking

Beheers het spuitgietpolijsten voor onberispelijke afwerkingen