Урок 2.2Придать формуГлава 2 · Формование пластмасс и резины

Многокомпонентное литьё и литьё с двумя впрысками

Второй пластик, отформованный на первом

Многокомпонентное литьё формует второй пластик на первом, так что получается одна деталь из двух материалов. Так делают мягкую резиновую рукоятку на зубной щётке или аккумуляторной дрели. Оно заменяет клей и сборку, а два слоя не отслаиваются при обычном использовании.

Фото: Swoolverton, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

Литьё с двумя впрысками · один цикл формы в 3 панелях и готовая детальНомера в кружках соответствуют шагам ниже. Панели 1–3 показывают одну и ту же форму в течение одного цикла; панель 4 показывает готовую деталь крупным планом.

Как это работает

Первый впрыск. Один узел впрыска заполняет гнездо A твёрдым пластиком. Получается жёсткая базовая деталь, называемая подложкой.
Откройте и поверните. Форма раскрывается, и половина, удерживающая подложку, поворачивается на 180°. Теперь подложка обращена к гнезду B, где есть дополнительное место для рукоятки.
Второй впрыск. Форма закрывается, и второй узел впрыска заполняет это дополнительное место мягким пластиком, часто TPE (термоэластопластом — резиноподобным пластиком, который можно плавить). Горячий расплав сплавляется с поверхностью подложки. В тот же момент гнездо A отливает следующую подложку.
Выбросить. Форма открывается, и готовая деталь выталкивается. С этого момента каждый цикл выдаёт одну полную деталь из двух материалов.

Соединение возникает, когда два пластика сплавляются друг с другом, а это работает только для совместимых пар. В противном случае конструкторы добавляют отверстия или канавки, чтобы мягкий материал фиксировался механически.

Два варианта используют ту же идею. Наформовка в двух формах работает так же, но робот или оператор переносит подложку из первой формы во вторую. Вставочное литьё помещает в форму металлическую деталь (резьбовую вставку, лезвие, электрические контакты) вместо первого впрыска.

Ключевые факты

Материалы: Твёрдые пластики (полипропилен, ABS, поликарбонат, нейлон) в паре с мягким TPE или силиконом; или два цвета одного пластика; вставки часто из латуни или стали
Типичные детали: Ручки зубных щёток, рукоятки электроинструмента, двухцветные кнопки и клавиши, корпуса со встроенными уплотнениями
Размер детали: В основном небольшие и средние, от нескольких граммов до нескольких килограммов
Точность: Как при литье под давлением: обычно около ±0,05–±0,1 мм на твёрдой детали; мягкий слой менее точен
Качество поверхности: После формования, глянцевая или фактурная; мягкие участки приятны на ощупь и не скользят
Подходящая партия: Литьё с двумя впрысками: от десятков тысяч до миллионов; две формы или ручная загрузка: подходит и для меньших серий
Стоимость оснастки и оборудования: Выше, чем для одного материала: более сложная форма, часто от десятков тысяч долларов, и машина с двумя узлами впрыска и поворотной плитой
Скорость: Одна готовая деталь за цикл, обычно около 20–60 с

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны

Одна готовая деталь, без клея и сборки
Прочные герметичные соединения между твёрдыми и мягкими участками
Мягкие на ощупь рукоятки, уплотнения и чёткий двухцветный вид
Быстро и стабильно при больших объёмах

Ограничения

Формы и машины стоят дороже, чем для деталей из одного материала
Два пластика должны быть совместимы, чтобы соединиться, что ограничивает выбор пар
Больше параметров для настройки: два материала, две температуры, разная усадка
Литьё с двумя впрысками окупается только при больших объёмах; литьё в две формы медленнее на деталь

Где применяется

Личная гигиенаЗубные щётки, ручки бритв
ИнструментКорпуса электроинструмента, рукоятки отвёрток и плоскогубцев
АвтомобилестроениеДвухцветные кнопки и ручки, линзы задних фонарей, уплотнения, отлитые на корпусах
ЭлектроникаЧехлы для телефонов с мягкими бамперами, водонепроницаемые корпуса с отлитыми уплотнениями, защитные муфты для кабелей
МедицинаКорпуса устройств и рукоятки приборов с мягким хватом

Как узнать процесс

Мягкая резиноподобная зона, которую нельзя отодрать, с чёткой границей с твёрдым пластиком.
Два цвета, встречающиеся по идеально чёткой границе, без линии клея и зазора.
Небольшие отверстия или пазы в твёрдой детали, заполненные мягким материалом (механические замки).
Следы литников в обоих материалах, по одному на каждый впрыск.

Сравните с

Литьё под давлением2.1базовый процесс для одного материала; многокомпонентное литьё просто запускает его дважды, поверх первой детали.Компрессионное формование2.6ещё один распространённый способ приклеить резину к металлическим или пластиковым деталям, прессуя её вокруг них в нагретой форме.

Смотрите

Star Rapid · Вставочное литьё, наформовка и литьё с двумя впрысками в сравнении, для начинающих

SIMTEC Silicone Parts, Inc. · Двухэтапная наформовка и литьё с двумя впрысками на одной машине

Injection Molding Skills & More · Цикл литья с двумя впрысками, шаг за шагом

Injection mold maker · Реальные кадры того, как твёрдая деталь из поликарбоната получает мягкий слой TPE

Смотреть реальные фото

Википедия: Multi-material injection molding — многокомпонентное литьё и наформовка, на примерах зубной щётки и электроинструмента
Википедия: Injection moulding — разделы о наформовке и вставочном литье, с фотографиями форм
Поиск фотографий в Wikimedia Commons

Запомните

Второй пластик отливается на первом: одна деталь, два материала, никакого клея.
Слои держатся за счёт сплавления или механических замков, поэтому важны пары материалов.
Литьё с двумя впрысками делает это на одной машине; наформовка использует две формы; вставочное литьё начинается с металла.