Berita Perusahaan

Menjelajahi cetakan injeksi: dasar presisi manufaktur industri

• 2025-07-11

Menjelajahi cetakan injeksi: dasar presisi manufaktur industri

    Dalam lanskap luas manufaktur industri modern, cetakan injeksi memegang posisi penting dan dapat dianggap sebagai ibu dari industri. Dari berbagai produk plastik yang tersedia dalam kehidupan sehari-hari hingga komponen-komponen utama di bidang kelas atas seperti mobil, elektronik, dan perawatan medis, cetakan injeksi, dengan proses pembentukan yang unik, memberi bahan plastik dengan bentuk yang selalu berubah, memenuhi berbagai kebutuhan masyarakat manusia. Artikel ini akan mempelajari dunia cetakan injeksi, memberikan analisis komprehensif tentang desain, manufaktur, aplikasi, dan perkembangan mutakhir mereka.

Mould_Taizhou jiifeng Mould Co.,Ltd. (jfmoulds.com)

Kerangka kerja dasar dan prinsip kerja cetakan injeksi

    Cetakan injeksi adalah alat presisi yang digunakan untuk cetakan plastik, terutama terdiri dari dua bagian utama: cetakan bergerak dan cetakan tetap. Mereka mencapai produksi produk plastik melalui operasi terkoordinasi dari berbagai sistem. Prinsip kerja dasar adalah menggunakan tekanan mesin cetakan injeksi untuk menyuntikkan plastik cair ke dalam rongga cetakan. Setelah pendinginan dan pemadatan, produk plastik dari bentuk yang diperlukan terbentuk. Akhirnya, produk dihapus melalui aksi pembukaan cetakan.

Analisis komprehensif alur kerja

    1. Tutup: Perangkat penutup cetakan dari mesin cetakan injeksi menggerakkan cetakan bergerak untuk bergerak ke arah cetakan tetap, menyebabkan cetakan yang bergerak dan cetakan tetap menutup dengan erat, membentuk rongga tertutup dan sistem gating. Selama proses penutupan cetakan, sistem penuntun memainkan peran penting dalam memastikan bahwa cetakan yang bergerak dan cetakan tetap secara akurat selaras. Akurasi penutupan cetakan biasanya diperlukan untuk mencapai ± 0,03mm atau bahkan lebih tinggi.

    2. Cetakan injeksi: Pelet plastik dipanaskan ke keadaan cair dalam tong mesin cetakan injeksi dan kemudian, digerakkan oleh sekrup, disuntikkan ke rongga cetakan melalui sistem injeksi dengan kecepatan 100-500mm /s. Tekanan injeksi ditentukan oleh bentuk, ukuran produk plastik dan karakteristik bahan plastik, umumnya berkisar antara 50 hingga 300mpa. Selama proses cetakan injeksi, perlu untuk mengontrol kecepatan dan tekanan injeksi secara tepat untuk memastikan bahwa pencairan plastik dapat mengisi rongga secara merata dan cepat, menghindari cacat seperti tembakan pendek dan udara yang terperangkap.

    3. Tekanan Penahan: Setelah rongga diisi dengan leleh plastik, tekanan tertentu (tekanan penahanan) terus diterapkan untuk mengimbangi penyusutan plastik selama proses pendinginan dan memastikan akurasi dimensi dan kualitas permukaan produk plastik. Tekanan penahanan biasanya sedikit lebih rendah dari tekanan injeksi. Waktu penahanan bervariasi tergantung pada ketebalan dan kompleksitas produk plastik, umumnya mulai dari beberapa detik hingga puluhan detik.

    4. Pendinginan: Sambil mempertahankan tekanan, sistem pendingin mulai bekerja. Pendingin bersirkulasi di saluran air pendingin, menghilangkan panas dari cetakan dan memungkinkan produk plastik mendinginkan dan menguatkan dengan cepat. Laju pendinginan umumnya dikontrol pada 5-20 ℃/s. Waktu pendinginan ditentukan oleh ketebalan produk plastik dan sifat termal dari bahan plastik, biasanya mulai dari puluhan detik hingga beberapa menit. Keseragaman proses pendinginan sangat penting untuk kualitas produk plastik. Jika pendinginan tidak seragam, itu dapat menyebabkan cacat seperti deformasi dan warping dalam produk plastik.

    5. Pembukaan Cetakan dan Pengusiran: Setelah produk plastik mendingin dan menguatkan, perangkat pembuka cetakan dari mesin cetakan injeksi menggerakkan cetakan yang bergerak untuk memisahkan dari cetakan yang tetap, dan kemudian sistem ejeksi berfungsi untuk mengeluarkan produk plastik dari rongga cetakan. Selama proses ejeksi, perhatian harus diberikan pada distribusi gaya ejeksi dan kecepatan ejeksi untuk menghindari menyebabkan kerusakan seperti pemutihan, deformasi atau retak pada produk plastik. Produk plastik setelah ejeksi dapat menjadi produk jadi setelah pemangkasan, pemrosesan, dan prosedur lainnya.

Mould_Taizhou jiifeng Mould Co.,Ltd. (jfmoulds.com)

Kriteria desain dan titik -titik utama cetakan injeksi

    Desain cetakan injeksi adalah tugas yang kompleks dan teliti, yang membutuhkan pertimbangan komprehensif dari beberapa faktor seperti bentuk, ukuran, persyaratan presisi, ukuran produksi produk -produk plastik, karakteristik bahan plastik, dan kinerja mesin cetakan injeksi. Desain cetakan injeksi yang sangat baik tidak hanya memastikan kualitas produk plastik tetapi juga meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi biaya produksi.

Analisis Prosesabilitas Produk Plastik

    Sebelum merancang cetakan injeksi, analisis proses yang komprehensif dari produk plastik harus dilakukan terlebih dahulu untuk menilai apakah mereka cocok untuk proses cetakan injeksi. Ini termasuk analisis fitur struktural produk plastik seperti bentuk, ketebalan dinding, sudut draft, iga penguat, fillet, lubang, dan benang.

    Bentuk kompleksitas: Semakin kompleks bentuk produk plastik, semakin besar kesulitan desain dan manufaktur cetakan. Untuk produk plastik dengan bentuk yang kompleks, struktur cetakan khusus seperti mekanisme penarik inti lateral dan mekanisme atas yang cenderung mungkin diperlukan untuk mencapai cetakan produk. Misalnya, untuk produk plastik dengan lubang samping atau depresi samping, mekanisme penarik inti lateral perlu dirancang untuk mengeluarkan inti lateral setelah cetakan injeksi untuk memfasilitasi demolding yang halus.

    Keseragaman Ketebalan Dinding: Ketebalan dinding produk plastik harus seragam mungkin untuk menghindari perubahan ketebalan dinding yang tiba -tiba. Ketebalan dinding yang tidak rata dapat menyebabkan penyusutan produk plastik yang tidak konsisten selama proses pendinginan, sehingga mengakibatkan cacat seperti deformasi dan warping. Secara umum, ketebalan dinding produk plastik harus antara 1 dan 4mm. Untuk produk plastik besar, ketebalan dinding dapat ditingkatkan dengan tepat, tetapi juga perlu untuk memperhatikan mengendalikan perbedaan ketebalan dinding.

    Demolding Slope: Untuk memfasilitasi demolding produk plastik yang halus dari rongga cetakan setelah pendinginan dan penyembuhan, kemiringan demolding tertentu perlu diatur pada permukaan bagian dalam dan luar produk. Ukuran sudut draft tergantung pada faktor -faktor seperti bentuk dan ukuran produk plastik, karakteristik bahan plastik, dan kekasaran permukaan cetakan. Secara umum, kemiringan pelepasan 0,5 ° hingga 2 ° lebih tepat. Untuk produk plastik dengan bentuk kompleks atau persyaratan presisi tinggi, kemiringan pelepasan dapat dikurangi dengan tepat, tetapi minimum tidak boleh kurang dari 0,2 °.

    Ribs dan fillet yang memperkuat: iga penguat dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan produk plastik dan mengurangi deformasinya. Saat merancang iga penguat, penting untuk memastikan bahwa ketebalannya kurang dari ketebalan dinding produk untuk menghindari tanda penyusutan. Pada saat yang sama, sudut bundar harus dirancang di sudut -sudut produk plastik untuk menghindari konsentrasi stres dan meningkatkan kekuatan dan kualitas penampilan produk. Jari -jari fillet umumnya tidak kurang dari 0,5mm.

    Lubang dan Benang: Untuk lubang dan benang pada produk plastik, metode pembentukannya dan persyaratan presisi harus dipertimbangkan. Untuk lubang kecil dan lubang yang dalam, struktur cetakan khusus atau teknik pemrosesan mungkin diperlukan untuk memastikan ketepatannya. Untuk utas, metode pembentukan yang sesuai harus dipilih berdasarkan spesifikasi dan persyaratan presisi utas, seperti pembentukan langsung, pembentukan pemrosesan sekunder, dll.

Desain optimal struktur cetakan

    Setelah menyelesaikan analisis proses proses plastik, langkah selanjutnya adalah mengoptimalkan desain struktur cetakan. Ini termasuk aspek -aspek seperti pemilihan jenis cetakan, penentuan jumlah rongga, desain permukaan perpisahan, desain sistem gating, desain sistem ejeksi, desain sistem pendingin, dan pemilihan bahan cetakan.

    Pilihan Jenis Cetakan: Jenis cetakan injeksi umum termasuk cetakan wajah pemisahan tunggal, cetakan wajah ganda, dan cetakan pelari panas, dll. Cetakan permukaan pemisahan tunggal memiliki struktur sederhana dan cocok untuk cetakan sebagian besar produk plastik. Cetakan permukaan perpisahan ganda cocok untuk produk plastik dengan pengumpanan gerbang titik dan dapat dengan mudah menghilangkan bahan yang dipadatkan dari sistem gating. Cetakan pelari panas cocok untuk produk plastik dengan persyaratan tinggi untuk pemanfaatan bahan baku dan dapat mengurangi pembuatan limbah. Saat memilih jenis cetakan, pertimbangan komprehensif harus dilakukan berdasarkan karakteristik produk plastik dan persyaratan produksi.

    Penentuan jumlah rongga terutama tergantung pada faktor -faktor seperti batch produksi produk plastik, gaya penjepit dan volume injeksi mesin cetakan injeksi, dan biaya cetakan. Untuk produk plastik dengan batch produksi besar, cetakan multi-rongga dapat diadopsi untuk meningkatkan efisiensi produksi. Untuk produk plastik dengan batch produksi yang lebih kecil, cetakan rongga tunggal dapat diadopsi untuk mengurangi biaya cetakan. Saat menentukan jumlah rongga, juga perlu untuk mempertimbangkan apakah gaya penjepit dan volume injeksi mesin cetakan injeksi dapat memenuhi persyaratan untuk menghindari masalah seperti injeksi atau flash yang tidak memadai.

    Desain Permukaan Pisahkan: Permukaan perpisahan adalah antarmuka antara cetakan yang bergerak dan cetakan tetap dalam cetakan. Desainnya secara langsung mempengaruhi demolding produk plastik, struktur cetakan, dan kesulitan manufaktur. Saat merancang permukaan perpisahan, prinsip-prinsip berikut harus diikuti: untuk memastikan bahwa produk plastik dapat diturunkan dengan lancar, permukaan perpisahan harus dipilih sebanyak mungkin pada penampang maksimum produk plastik. Untuk kenyamanan pemrosesan dan pembuatan cetakan, bentuk permukaan perpisahan harus sesederhana mungkin. Ini kondusif untuk memastikan akurasi dimensi dan kualitas penampilan produk plastik, dan menghindari cacat seperti flash dan gerinda di permukaan perpisahan. Bentuk umum permukaan perpisahan termasuk permukaan perpisahan planar, permukaan perpisahan permukaan yang miring, permukaan perpisahan permukaan melengkung, dll.

    Desain Sistem Gating: Desain sistem gating harus dipertimbangkan secara komprehensif berdasarkan faktor -faktor seperti bentuk, ukuran, ketebalan dinding produk plastik, karakteristik bahan plastik, dan jumlah rongga. Ukuran pelari utama harus ditentukan berdasarkan ukuran nozzle mesin cetakan injeksi untuk memastikan bahwa pencairan plastik dapat dengan lancar memasuki pelari. Bentuk dan ukuran pelari harus dirancang berdasarkan jumlah rongga dan distribusi produk plastik untuk memastikan bahwa pencairan plastik dapat didistribusikan secara merata ke setiap rongga. Jenis dan ukuran gerbang harus dipilih berdasarkan faktor -faktor seperti persyaratan penampilan, akurasi dimensi dan proses pencetakan produk plastik, untuk mengontrol laju aliran dan volume pencairan plastik dan memastikan kualitas produk plastik. Selain itu, rongga bahan dingin dan alur knalpot harus dirancang secara wajar untuk memastikan kelancaran kemajuan proses cetakan injeksi.

    Desain Sistem Ejeksi: Desain sistem ejeksi harus memilih metode ejeksi yang sesuai dan posisi ejeksi berdasarkan bentuk, struktur dan ukuran produk plastik. Metode ejeksi harus memastikan bahwa produk plastik tidak rusak selama proses ejeksi. Posisi ejeksi harus didistribusikan secara merata untuk menghindari masalah seperti pemutihan dan deformasi. Pada saat yang sama, masalah reset dari sistem ejeksi juga harus dipertimbangkan untuk memastikan bahwa sistem ejeksi dapat diatur ulang dengan lancar setelah tindakan ejeksi selesai, sehingga dapat memfasilitasi siklus cetakan injeksi berikutnya.

    Desain Sistem Pendingin: Desain sistem pendingin harus dipertimbangkan secara komprehensif berdasarkan faktor -faktor seperti bentuk produk plastik, ketebalan dinding, sifat termal dari bahan plastik, dan siklus cetakan injeksi. Tata letak saluran air pendingin harus masuk akal untuk memastikan bahwa cetakan dapat didinginkan secara merata dan menghindari overheating lokal atau pendingin berlebih. Diameter dan panjang saluran air pendingin harus ditentukan berdasarkan laju aliran dan kecepatan pendingin untuk memastikan efek pendinginan. Selain itu, perhatian harus diberikan pada jarak antara saluran air pendingin dan komponen cetakan lainnya untuk menghindari gangguan timbal balik.

    Pilihan bahan cetakan: Pilihan bahan cetakan secara langsung mempengaruhi masa pakai, pemrosesan kinerja dan biaya cetakan. Bahan cetakan yang umum digunakan termasuk baja, paduan aluminium, paduan tembaga, dll., Di antaranya baja adalah bahan cetakan yang paling sering digunakan. Saat memilih bahan cetakan, pertimbangan komprehensif harus dibuat berdasarkan faktor -faktor seperti ukuran batch produk plastik, persyaratan presisi, karakteristik bahan plastik, dan struktur cetakan. Untuk cetakan dengan batch produksi besar dan persyaratan presisi tinggi, baja dengan kekuatan tinggi, ketahanan aus yang baik dan deformasi kecil selama perlakuan panas harus dipilih. Untuk cetakan dengan batch produksi yang lebih kecil dan persyaratan presisi yang lebih rendah, baja atau bahan lainnya dengan harga yang lebih rendah dapat dipilih.

Proses pembuatan dan kontrol kualitas cetakan injeksi

    Pembuatan cetakan injeksi adalah langkah penting dalam mengubah desain menjadi produk yang sebenarnya. Kualitas dan kinerja cetakan ditentukan secara langsung oleh kualitas proses pembuatan. Manufaktur cetakan injeksi modern biasanya menggunakan berbagai teknik dan peralatan pemrosesan canggih untuk memastikan presisi dan kualitas cetakan yang tinggi.

Teknologi pemesinan presisi

    Pemesinan: Pemesinan adalah proses mendasar dalam pembuatan cetakan injeksi, termasuk memutar, penggilingan, pengeboran, membosankan, menggiling, dll. Melalui pemrosesan mekanis, bentuk dasar dan pemrosesan ukuran bagian cetakan dapat diselesaikan. Selama pemrosesan mekanis, perlu untuk secara ketat mengontrol akurasi pemrosesan dan kekasaran permukaan untuk memenuhi persyaratan desain cetakan. Misalnya, untuk komponen -komponen utama seperti rongga dan inti cetakan, akurasi dimensi mereka biasanya diperlukan untuk dikontrol dalam ± 0,01mm, dan kekasaran permukaan harus mencapai RA0.8 - RA0.4μm.

    Pemesinan Debit Listrik (EDM): EDM adalah teknik pemrosesan yang memanfaatkan prinsip korosi pelepasan listrik. Ini cocok untuk pemesinan bagian cetakan dengan bentuk kompleks yang sulit diselesaikan dengan metode pemrosesan mekanis. Selama proses pemesinan pelepasan listrik, celah pelepasan tertentu dipertahankan antara elektroda pahat (biasanya tembaga atau grafit) dan benda kerja. Arus pulsa frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh catu daya pulsa secara instan mengionisasi dan memecah cairan kerja di celah pelepasan, membentuk saluran pelepasan. Ini menghasilkan suhu tinggi dan tekanan tinggi, menyebabkan peleburan lokal dan penguapan bahan benda kerja, sehingga mencapai tujuan pemindahan material. Mesin pelepasan listrik dapat menghasilkan bagian cetakan presisi tinggi dan berbentuk kompleks, seperti yang memiliki lubang tidak teratur, alur sempit, pola, dll.

    Pemrosesan Pemotongan Kawat: Pemrosesan pemotongan kawat adalah bentuk khusus pemesinan pelepasan listrik. Ini menggunakan kawat logam halus yang bergerak (biasanya kawat molibdenum atau kawat tembaga) sebagai elektroda pahat dan memotong benda kerja melalui arus pulsa frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh catu daya pulsa. Pemrosesan pemotongan kawat terutama digunakan untuk memproses bentuk kontur bagian -bagian seperti inti, rongga dan sisipan cetakan, serta berbagai lubang tidak teratur dan celah sempit. Pemrosesan pemotongan kawat memiliki keunggulan akurasi pemrosesan yang tinggi, kualitas permukaan yang baik, dan kemampuan untuk memproses bahan yang keras, yang dapat memenuhi persyaratan bentuk presisi tinggi dan kompleks dalam pembuatan cetakan injeksi.

    Pemesinan Kontrol Numerik (CNC): Pemesinan CNC adalah metode pemrosesan yang menggunakan informasi digital untuk mengontrol gerakan mekanik dan prosedur pemrosesan. Ini mengubah data desain bagian cetakan menjadi kode kontrol numerik melalui pemrograman komputer dan memasukkannya ke dalam alat mesin kontrol numerik. Alat mesin kontrol numerik secara otomatis menyelesaikan prosedur pemrosesan sesuai dengan program yang telah ditetapkan. Pemesinan CNC memiliki keunggulan akurasi pemrosesan yang tinggi, efisiensi produksi yang tinggi dan kualitas pemrosesan yang stabil, dan dapat mencapai pemrosesan bagian cetakan otomatis dan presisi tinggi. Dalam pembuatan cetakan injeksi, pemesinan kontrol numerik diterapkan secara luas dalam berbagai proses pemrosesan mekanis dan pemesinan pelepasan listrik, seperti penggilingan kontrol numerik dan pemesinan pelepasan listrik kontrol numerik.

Inspeksi dan Kontrol Kualitas

    Untuk memastikan kualitas cetakan injeksi, inspeksi dan kontrol kualitas yang ketat diperlukan selama proses pembuatan. Inspeksi kualitas mencakup inspeksi akurasi dimensi, akurasi bentuk, kekasaran permukaan, kekerasan dan aspek lain dari bagian cetakan, serta inspeksi kualitas perakitan dan kinerja cetakan.

    Inspeksi Akurasi Dimensi: Akurasi dimensi adalah salah satu indikator penting dari kualitas cetakan injeksi, dan secara langsung mempengaruhi akurasi dimensi produk plastik. Selama pemrosesan bagian cetakan, instrumen pengukuran presisi tinggi seperti mesin pengukur tiga koordinat dan proyektor optik harus digunakan untuk melakukan deteksi waktu nyata dari dimensi bagian untuk memastikan bahwa mereka memenuhi persyaratan desain. Untuk dimensi kunci cetakan, seperti dimensi rongga dan inti, dan keetataan permukaan perpisahan, diperlukan kontrol yang ketat. Kisaran toleransi biasanya dikontrol dalam ± 0,01mm

    Inspeksi akurasi bentuk: akurasi bentuk juga merupakan salah satu indikator penting dari kualitas cetakan injeksi. Ini termasuk kelurusan, kerataan, kebulatan, silindris, dll dari bagian cetakan. Selama pemrosesan bagian cetakan, alat dan metode pengukuran yang sesuai harus diadopsi untuk memeriksa akurasi bentuk bagian -bagian, memastikan bahwa bentuk bagian memenuhi persyaratan desain. Misalnya, untuk komponen utama seperti rongga dan inti cetakan, persyaratan akurasi bentuk relatif tinggi. Biasanya, instrumen pengukuran optik, instrumen pengukuran profil, dll. Digunakan untuk inspeksi.

    Deteksi kekasaran permukaan: Kekasaran permukaan memiliki dampak signifikan pada kinerja demolding cetakan injeksi dan kualitas permukaan produk plastik. Selama pemrosesan bagian cetakan, alat -alat seperti instrumen pengukuran kekasaran permukaan harus digunakan untuk mendeteksi kekasaran permukaan bagian untuk memastikan bahwa kekasaran permukaan bagian memenuhi persyaratan desain. Untuk bagian -bagian utama seperti rongga dan inti cetakan, persyaratan kekasaran permukaan biasanya antara RA0.8 dan RA0.4μm. Untuk beberapa produk plastik dengan persyaratan yang lebih tinggi, persyaratan kekasaran permukaan dapat dikurangi hingga di bawah RA0.2μm.

    Pengujian Kekerasan: Kekerasan adalah salah satu indikator penting untuk mengevaluasi kinerja bahan cetakan. Ini secara langsung mempengaruhi masa pakai dan ketahanan aus dari cetakan. Setelah pemrosesan bagian cetakan selesai, alat -alat seperti penguji kekerasan harus digunakan untuk menguji kekerasan bagian -bagian untuk memastikan bahwa kekerasan bagian memenuhi persyaratan desain. Bahan cetakan yang berbeda dan proses perlakuan panas memiliki persyaratan kekerasan yang berbeda. Misalnya, kekerasan baja cetakan yang umum digunakan P20 umumnya antara HRC30 dan 35, sedangkan dari S136 biasanya antara HRC48 dan 52.

    Inspeksi Kualitas Perakitan Cetakan: Perakitan cetakan adalah proses perakitan berbagai bagian cetakan menjadi cetakan lengkap. Kualitas perakitan secara langsung mempengaruhi kinerja dan masa pakai cetakan. Selama proses perakitan cetakan, perlu diikuti secara ketat