Производство пластиковых корпусов на заказ литьем под давлением: технологии, материалы и качество
Литье под давлением применяется для изготовления пластиковых корпусов в самых разных областях — от бытовых устройств до промышленной электроники. Технология обеспечивает повторяемость геометрии деталей, унификацию материалов и возможность массового выпуска. В процессе задействуются пресс-машины нужной грузоподъёмности, полости форм, система нагрева и охлаждения, а также узлы автоматизации Extraction и контроль цикла. Важную роль играют выбор суспензии, способ транспортировки расплава и способ удаления заготовок после охлаждения. В зависимости от требований к прочности, ударной вязкости и термостойкости подбираются соответствующие полимеры и добавки.
На этапе подготовки проектирования конструирования корпусов учитываются геометрия, требуемая точность, возможность стекловолоконного наполнения, а также требования к внешнему виду и глянцу поверхности. В рамках подготовки формулируются параметры заполнения, режимы охлаждения, выбор типа стержней и условие извлечения заготовки без заедания. Для ознакомления с практическими примерами можно перейти по Изготовление пластиковых корпусов на заказ.
Технология и оборудование
Основной метод изготовления корпусов — одношовное литье под давлением. В процессе расплавленный полимер под давлением заполняет полость формы, последовательно охлаждается и извлекается в готовом виде. Ключевые факторы включают:
- тип полимера и его температура расплава;
- форма и геометрия полости, расположение стержней и витков;
- прогнозируемые внутренние напряжения и сезонная усадка;
- режимы дозирования, скорость заполнения и время охлаждения.
Материалы и их свойства
Для корпусов чаще применяют полимерные смеси, обладающие хорошей ударной прочностью, термостойкостью и относительно низкой массой. Наиболее распространенные группы материалов включают:
- ABS — баланс прочности, жесткости и ударной вязкости, хорошая обшивка поверхности;
- PC‑ABS — сочетание термостойкости PC и ударной вязкости ABS, улучшенная прочность при высокой температуре;
- PC — высокая термостойкость и прочность, но более требователен к формованию;
- PP и его компаунты — прочность при меньшей плотности, хорошая химическая стойкость;
- фторопластовые или стекловолоконные наполнители — для сложных условий эксплуатации и повышенных требований к жесткости.
Сложности подбора материалов связаны с необходимостью совместимости с красками, клеями и отделочными покрытиями, а также с ограничениями по электромагнитной совместимости и огнестойкости. В зависимости от условий эксплуатации выбираются добавки: пластификаторы, антиоксиданты, наполнители и стабилизаторы цвета. Все эти решения оказывают влияние на вязкость расплава, условия заполнения и качество поверхности готовой детали.
Дизайн корпусов и требования к точности
Проектирование формы должно обеспечить легкость извлечения, отсутствие заусенцев и минимальный риск деформаций. Рекомендованные принципы дизайна:
- равномерная толщина стенок, чтобы снизить риск перерасхода материала и варьирования температуры охлаждения;
- включение усилительных элементов — ребер для повышения жесткости;
- разумные зазоры под соединения и посадки;
- use of draft angles на отверстиях и фасках для облегчения извлечения;
- размещение гейт-узлов и опорных точек так, чтобы минимизировать остаточные напряжения.
Особое внимание уделяется обработке поверхности и возможности последующего окрашивания или декоративной отделки. В процессе контроля за точностью оцениваются такие параметры, как линейные размеры по кромкам, параллельность поверхностей и отсутствие дефектов, связанных с усадкой. При необходимости предусмотрены дополнительные этапы постобработки, например шлифовка или лазерная маркировка.
Контроль качества и испытания
Контроль качества начинается на стадии проектирования форм и материалов, затем переходит к входному контролю партий и итоговым испытаниям готовой продукции. Основные направления контроля:
- визуальная проверка поверхности и дефектов полости формы;
- измерение геометрии сварных швов, толщин стенок и посадок;
- испытания прочности при статическом и динамическом нагружении;
- термическая устойчивость и испытания на деформацию при нагреве;
- испытания на токсичность и соответствие стандартам по электромагнитной совместимости (при необходимости).
Как правило, для контроля применяются современные методы неразрушающего контроля, включая визуальный осмотр, сонарный контроль и тесты на ударную прочность, а также выборочные спектральные анализы материалов. Все этапы могут сопровождаться сертификацией процессов производства в рамках международных стандартов качества.
Производственный цикл и сроки
Цикл изготовления включает подготовку форм, закупку материалов, настройку оборудования и планирование поставок. Важными параметрами являются:
- производственная мощность и загрузка оборудования;
- время цикла для конкретной геометрии и материала;
- наличие квалифицированного персонала и технического обслуживания;
- фазы запуска и прототипирования, включая тестовую серию перед серийным выпуском;
- логистика и хранение готовой продукции.
Сроки зависят от сложности изделия, объема заказа, а также от наличия подготовленных форм. В рамках проекта оцениваются вопросы упаковки, маркировки и отслеживания партии для обеспечения прослеживаемости. Ввод в серийное производство обычно требует прохождения ряда тестов на совместимость материалов и стабильность процессов в условиях постоянной эксплуатации.
Модернизация и аутсорсинг
Переход к внешнему исполнителю может быть целесообразен при необходимости быстрого масштабирования, сокращения времени вывода продукта на рынок или при необходимости доступа к специализированному оборудованию. В таких случаях обращают внимание на:
- уровень технического обслуживания и готовности к серийным выпускам;
- опыт в реализации похожих проектов и качество выпускемой продукции;
- гарантии на сырьевые материалы и возможность сертификации;
- объем инвестиций в передачу технологий и адаптацию дизайна под производственные мощности.
Гибкость в выборе материалов и возможность адаптации дизайна под новые требования позволяют снизить риски, связанные с изменением функциональных условий эксплуатации. В процессе сотрудничества соблюдают требования к конфиденциальности и защите интеллектуальной собственности, а также формируют план контроля качества и отчетности по итогам каждой партии.