Formsprutning

Vid gasassisterad formsprutning sprutas en trycksatt inert gas (typiskt kvävgas) in i formen direkt efter den smälta plasten, vilket tvingar in materialet i formväggarna och lämnar ett hålrum där gasen en gång var. Denna gas möjliggör inbyggda ihåliga sektioner i en form, men den främjar också kylning och förhindrar förvrängningar genom att jämna ut väggtjocklekar, särskilt i tjocka väggar i en formsprutningsform. Användningar för gasassisterad formsprutning inkluderar materialreduktion i stora delar, ihåliga produkter och andra porösa mönster.
Fördelarna med denna typ av formsprutning av plast kretsar kring dess förmåga att reducera materialanvändning och kylningstid. Gasfickan kommer att fylla tjockare sektioner, vilket resulterar i mindre skevhet och snabbare kylningstider när den smälta plasten strömmar mot de kallare formväggarna. Trycket gör också att mindre krympning uppstår vid kylning och minimerar risken för att sjunkmärken uppstår. Gasassisterad formsprutning kräver också lägre klämkrafter och övergripande restspänningar, vilket leder till en mer stabil formsprutningsprocess.
Gasassisterad formsprutning kommer inte utan dess begränsningar; det kan egentligen bara appliceras på formar med singelkavitet, annars blir gaskanaliseringen för komplicerad (detta förvärras om de flera kaviteterna är unika från varandra). Vissa material kan också reagera med gasen eller bli dimmiga på grund av naturen hos gasen som gränsar till materialets yta. Klar plast är särskilt utsatt för denna effekt och kan därför vanligtvis inte formsprutas med gas.

I tunnväggsgjutning maximerar delar material- och kostnadsbesparingar genom att använda tunna väggtjocklekar i förhållande till delens totala storlek. Tunnväggsgjutning möjliggör 1-2mm tjocka väggar som både minskar cykeltiden men ökar det nödvändiga insprutningstrycket. Specialiserade tunnväggiga formsprutningsmaskiner har de högsta precisionsspecifikationerna bland formsprutningsmaskiner, eftersom tunnväggsgjutning ofta används för små delar. Användningsområden för formsprutning med tunnvägg är små applikationer med snäva toleranser som elektroniska delar, kapslingar, komponenter för medicintekniska produkter, slangar, etc.
Fördelarna med tunnväggformsprutning är som tidigare nämnts kostnadsbesparingar och snabbhet. Tunnväggiga plastdelar kräver mindre material, vilket resulterar i lägre materialkostnader och total resursförbrukning jämfört med traditionella formsprutningsmetoder. Cykeltiden minskar också drastiskt, och delar resulterar i färre utsläpp från sjöfarten på grund av deras minskade vikt. En tunnväggig sprutform kan också göras av återvinningsbar plast, och tunnväggiga delar minskar vikten (och därmed utsläppen) i bränslebaserade applikationer som tung utrustning och fordon.
Nackdelarna med formsprutning med tunnvägg är att formsprutningsformar och gjutmaskiner för tunnvägg är dyrare och att deras drift kräver utbildade formtekniker. Det finns lite utrymme för misstag eftersom tunnväggiga sprutformar kräver extrem precision och låga toleranser. Tekniker och designers måste leta igenom projektet efter källor till defekter och potentiella optimeringar, vilket leder till längre ledtider på formar och det övergripande projektet. Tunna väggar kräver också högre tryck, vilket innebär att maskiner måste vara försedda med spänningsbeständiga komponenter som måste gå smidigt över tusentals och åter tusentals cykler.

Formsprutning av flytande silikon möjliggör massproduktion av silikongummiprodukter. Denna typ av formsprutning skiljer sig från andra genom att silikongummi tekniskt sett är ett härdat gummi, därför kommer det att kräva vulkanisering (processen som ger gummi dess fördelaktiga materialegenskaper som hållbarhet och flexibilitet). I motsats till typisk formsprutning där smält plast sprutas in i en kallare form, sprutas kallt silikongummi in i en uppvärmd formhålighet och vulkaniseras. Denna formsprutningsteknik kräver specialiserad utrustning som blandare, doseringsenheter, perfekt förseglade formar och andra komponenter. Användningsområden inkluderar produkter för tätningstillämpningar, kopplingar, övergjutning för andra plastprodukter, spädbarnsprodukter, biokompatibla medicinska produkter, bakutrustning, isoleringsprodukter och mer.
Formsprutning av flytande silikon har flera unika fördelar. Materialet kräver ingen smältning och kan förvaras i flytande form, redo att användas. Silikon stelnar i allmänhet snabbt och ger lite eller inga grader/avfall om maskinen är konstruerad på rätt sätt. Denna formsprutningsteknik automatiserar vanligtvis formsprutningsprocessen för att minska operatörsfel och erbjuder en process med lägre risk eftersom materialet inte vid något tillfälle är varmt förutom inuti formen. Silikonprodukter är ett av de enda biokompatibla materialen och är imponerande motståndskraftiga mot kemikalier, temperatur och elektricitet, vilket gör dem till ett unikt erbjudande från ett annars termoplastfyllt formsprutningsval.
Formsprutning av flytande silikon är inte perfekt; vulkaniseringen av silikonmaterial är en oåterkallelig process, vilket betyder att när en del väl har satts finns det ingen återvändo. Det sker ingen återvinning av silikonprodukter, och om ett misstag görs kan materialet inte förvandlas till lager som vid andra typer av formsprutning. Dessutom kräver flytande silikon sin egen unika utrustning som kan vara svårare att skaffa och regelbundet underhålla.

Strukturell skumformning möjliggör massproduktion av mycket stora delar, tack vare införandet av ett kompositmaterial bildat av en polymer blandad med en inert gas (som kväve) eller ett kemiskt jäsmedel. Materialet hålls separat i flytande tillstånd och blandas sedan inuti formen. Gas/kemikalieblåsaren tillsätts sedan till blandningen, vilket orsakar en förändring i den kemiska reaktionen som resulterar i bildandet av en snabb expansion av skum med låg densitet. När skummet expanderar och härdar behåller interiören sin kärna med hög porositet medan ytan mellan skummet och formen kollapsar och bildar ett skyddande hud med hög densitet på utsidan av delen. Den resulterande formsprutningsformen är en lätt, flexibel och stark skumprodukt. Användningsområden för strukturell skumformning inkluderar biltak, hus för medicinsk utrustning, skidor, interiöra och exteriöra bildelar och andra stora delar.
Fördelarna med formsprutning av strukturskum ligger i dess förmåga att tillverka stora, lätta, starka och kostnadseffektiva detaljer. Strukturella skumdelar kan expandera till storleken på biltak och andra stora produkter och använda mindre material tack vare deras inneboende porositet. Dessutom bidrar denna porösa natur till viktminskning utan någon avvägning för styrka; strukturella skumdelar är starka, hållbara och upp till 8 gånger styvare än fasta polymerer. Formsprutning av strukturskum är lätt att forma, eftersom den lätt erövrar väggar med varierande tjocklek, upplever mindre påfrestning under processen, är motståndskraftig mot vridning och har en lägre förekomst av att skada formar och maskiner. Strukturella skumdelar är också snabba att tillverka, lätta att måla och påverkas i stort sett opåverkade av temperaturskillnader.
Nackdelarna med strukturell skumformning är främst ett resultat av skummaterialet, eftersom ytfinishen är grov, väggtjockleken inte kan vara under ¼ tum tjock och kräver generellt mer efterbearbetning än andra typer av formsprutning. Dessutom har strukturell skumformning lägre produktionshastigheter än andra formsprutningstekniker.

Förmodligen den nyaste och mest unika typen av formsprutning, metallformsprutning möjliggör produktion av formsprutade metallprodukter. I processen blandas metallpulver och bindemedel och granuleras. Denna så kallade "råvara" skjuts sedan in i en injektionsenhet, där råprodukten formas. Efter formning rengörs delen i ett lösningsmedel och termiskt frigörs dess bindemedelsmaterial, vilket lämnar efter sig en helt metallisk (men fortfarande porös) produkt. Den frigjorda produkten förstärks ytterligare i en sintringsugn där metallpartiklar smälter samman till en fast matris (vanligtvis under vakuum för att nå hög fast densitet), och delen är sedan redo för ytterligare efterbearbetningsprocedurer som efterbehandling, värmebehandling, etc. Detta process används för att massproducera små (<100g) metal components in a single step such as hand tool heads, mechanical components, linkages, automotive and aerospace parts, and more.
Metallformsprutning har fördelen av att kunna skapa metalldelar som tidigare var omöjliga att tillverka med mer traditionella metoder. Dessutom kan en stor volym av delar gjutas i ett steg, vilket kan konkurrera med den vanligare gjutningsprocessen för små metalldelar. Den erbjuder även högtrohetsegenskaper för slutprodukten som räffling, hål och andra fina detaljer. Väggtjocklekar kan göras med snäva dimensionella toleranser (hundratals mikrometer) och det finns praktiskt taget inget avfall (en betydande fördel jämfört med alla andra metalltillverkningstekniker).
Den stora nackdelen med denna formsprutningsteknik är att den är något dyr och begränsad till lägre volymer och storlekar på delar. Utrustningen som behövs för formsprutning av metall är ganska dyr, och än så länge är användningen av formsprutning av metall i avancerade applikationer som kräver otroligt komplexa och detaljerade metalldelar.