Inhoudsopgave
Bij het vergelijken van offertes voor matrijzen kunt u verschillende aanbevelingen krijgen voor hetzelfde onderdeel. De ene leverancier stelt wellicht een tweeplatenmatrijs voor, terwijl een andere de voorkeur geeft aan een drieplatenmatrijs of een matrijs met hotrunner. De goedkoopste optie kan later duurder uitvallen als rekening wordt gehouden met materiaalverlies, nabewerking, automatisering, onderhoud en machinevereisten.
Matrijzen met twee platen zijn doorgaans eenvoudiger. Matrijzen met drie platen bieden meer mogelijkheden voor de aanspuitopeningen en de scheiding van de aanspuitkanalen. Uw productontwerp, materiaal, volume, aanspuitmarkeringen en spuitgietapparatuur moeten de keuze bepalen.
Wat is een tweeplatenspuitgietmatrijs?
Een tweeplatenspuitgietmatrijs heeft een vaste helft en een bewegende helft die zich scheiden langs de hoofdscheidingslijn. Na het spuitgieten blijft het kunststofonderdeel normaal gesproken aan de bewegende zijde zitten en wordt het losgemaakt door uitwerppennen, een stripperplaat of een ander uitwerpsysteem.
De matrijs voert één hoofdopeningsbeweging uit. Bij een conventionele randpoort kunnen het onderdeel en de koude aanvoerkanalen tegelijk de matrijs verlaten. Een tunnel- of onderzeepoort kan tijdens het uitwerpen doorsnijden, waardoor bij tweeplaatspuitgietmatrijzen handmatige ontluchting niet altijd nodig is.
Poort- en loopopties
Veelvoorkomende opties zijn onder andere directe aanspuitpoorten, randpoorten, waaierpoorten, lippoorten, tunnelpoorten, onderzeese poorten en hot-runner poorten; de aanspuitpoort vormt bij spuitgieten het eerste aanvoerpad in een conventioneel cold-runner systeem.
Rand- en waaierpoorten worden normaal gesproken dicht bij de scheidingslijn geplaatst. Tunnelpoorten kunnen minder zichtbare gebieden bereiken, terwijl een hot-runner-systeem de matrijs kan voeden zonder een conventionele cold-runner te produceren. Het juiste type spuitgietpoort hangt af van de poortpositie, de geometrie van het onderdeel, esthetische eisen, materiaaleigenschappen en de gekozen matrijsstructuur.
De eigenlijke ontwerpvraag is of de gekozen poort het onderdeel betrouwbaar kan vullen en tegelijkertijd een acceptabele poortafdruk achterlaat.
Wat is een drieplatenspuitgietmatrijs?
Een drieplatenspuitgietmatrijs omvat een apart kanaalgedeelte en een extra, gecontroleerd openingsgebied. Hierdoor kunnen het koude kanaal en de gegoten componenten in verschillende fasen van het matrijsopeningsproces van elkaar gescheiden worden.
Het wordt vaak gebruikt met penpoorten, middenpoorten of meerdere kleine poorten die zich op enige afstand van de buitenrand van het onderdeel bevinden.
Hoe werkt het scheiden van hardlopers?
Trekkers, plaatvergrendelingen, aanslagbouten, veren of soortgelijke componenten regelen de openingsvolgorde. De penpoorten breken normaal gesproken los van de gegoten onderdelen voordat de hoofdscheidingslijn opent. De onderdelen worden vervolgens uitgeworpen en de aanvoerleiding wordt losgemaakt uit het bevestigingsgedeelte.
Deze extra beweging vereist een betrouwbare volgordecontrole en voldoende openingsslag zodat zowel de onderdelen als de aanvoerbuis de matrijs kunnen verlaten.
Waarom worden pen- en middenpoorten gebruikt?
Een pinpoort kan via het oppervlak van het onderdeel worden ingevoerd in plaats van via de buitenrand. Dit kan handig zijn wanneer:
- Een cirkelvormig onderdeel profiteert van vulling in het midden.
- Randafsluiting creëert een lange doorstroomroute.
- Verschillende caviteiten vereisen evenwichtige poortposities.
- Poortmarkeringen mogen niet aan de buitenrand blijven zitten.
- Er zijn meerdere kleine poorten nodig.
De plaatsing van de poort kan de vulbalans verbeteren of een laslijn verplaatsen, maar het elimineert op zichzelf geen vormfouten. Wanddikte, ontluchting, koeling, pakking en materiaaleigenschappen moeten nog steeds worden geëvalueerd.
Wat zijn de verschillen in productie tussen matrijzen met twee en drie platen?
Openingsbeweging en vormstructuur
Een matrijs met twee platen heeft doorgaans een directere openingsbeweging en minder schakels in de volgorde van de stappen. Dit maakt de montage, inspectie en het onderhoud over het algemeen eenvoudiger.
Een matrijs met drie platen vereist een grotere afstand tussen de aanvoerkanalen. De extra beweging kan de matrijshoogte, de lengte van de geleiders, de openingsafstand en het aantal componenten dat regelmatig gecontroleerd moet worden, vergroten.
Plaatsing van de starthekken en afstand tussen de lopers
Tweeplaatseafsluiters bevinden zich vaak in de buurt van de hoofdscheidingslijn, hoewel tunnelafsluiters en hotrunner-sproeiers andere mogelijkheden bieden.
Een drieplaten koudkanaalmatrijs biedt meer mogelijkheden voor centrale poorten en meerdere oppervlaktepoorten. Dit kan de stroomafstand verkorten of de vulbalans verbeteren voor sommige ronde en meervoudige caviteitsonderdelen.
Bij een standaard tweeplatenmatrijs met koudkanaal kunnen het werkstuk en het kanaal tegelijkertijd worden uitgeworpen. Een tunnelpoort kan automatisch afsnijden. Een drieplatenmatrijs scheidt normaal gesproken de penpoorten en het kanaal tijdens het openen, terwijl een warmkanaalsysteem het conventionele koudkanaal volledig verwijdert.
Gereedschapskosten en onderhoud
Matrijzen met twee platen vereisen doorgaans minder onderdelen voor de scheiding van de aanvoerkanalen en een eenvoudigere openingsregeling. De initiële gereedschaps- en onderhoudskosten zijn daarom vaak lager.
Drie-platenmatrijzen voegen aanloopplaten, bevestigingsonderdelen, geleidingscomponenten en sequentiemechanismen toe. Het werkelijke kostenverschil hangt af van de matrijsgrootte, het aantal holtes, de staalkwaliteit, de verwachte levensduur van het gereedschap, de poortindeling en de mate van automatisering.
De offerte voor de matrijs mag niet op zichzelf worden beoordeeld. Een goedkopere matrijs die een dikke aanvoerbuis produceert of handmatig moet worden bijgesneden, kan leiden tot hogere productiekosten over de gehele productiecyclus.
Cyclustijd en automatisering
Een matrijs met drie platen vereist mogelijk meer openingsbeweging, maar kan het latere werk aan het scheiden van de aanvoerkanalen verminderen.
Een matrijs met twee platen opent directer, hoewel de complete productiecel mogelijk nog steeds het verwijderen van de aanvoerkanalen, het afwerken van de poorten, sorteren of robotbewerking vereist. Vergelijk de volledige productiecyclus in plaats van alleen de openingstijd van de matrijs.
Machinevereisten
Controleer voordat u de mal definitief maakt:
- Diktebereik van de mal
- Machine daglicht
- Openingsslag
- Ejector slag
- Afstand tussen de trekstangen
- Schotcapaciteit
- Uitverkoop hardlopers
- Robottoegang
De openingsslag is met name belangrijk bij een ontwerp met drie platen. De machine moet voldoende ruimte bieden om de aanvoerkanalen te scheiden, de hoofdscheidingslijn te openen, de onderdelen uit te werpen en een veilige verwijdering mogelijk te maken.
Een tweeplatenmatrijs moet niet worden verward met een tweeplatenspuitgietmachine . De eerste term beschrijft de matrijsstructuur, terwijl de tweede verwijst naar het klemsysteem van de machine.
Voordelen en beperkingen van beide matrijsconstructies
| Vormstructuur | belangrijkste voordelen | Belangrijkste beperkingen: |
| Vorm met twee platen | Eenvoudigere opening, gemakkelijker onderhoud, doorgaans lagere gereedschapskosten, compatibel met koude en warme kanalen. | De toegangspoort kan beperkt zijn en de hardloper kan eraan vast blijven zitten. |
| Vorm met drie platen | Flexibele pen- en middenpoorten, automatische koudekanaalscheiding | Grotere complexiteit, openingsslag, onderhoud en mogelijk afval van de loopwielen |
De belangrijkste afweging is een eenvoudigere matrijsconstructie versus een grotere flexibiliteit van de koudekanaalpoort.
Matrijzen met twee platen, drie platen en hot runner-systemen
In de praktijk zijn er mogelijk drie oplossingen voor het project.
| Vormoptie | Grootste voordeel | Belangrijkste beperking | Geschikte situatie |
| Koude loper met twee platen | Eenvoudige structuur en lagere initiële investering | De toegang tot de poort en de begeleiding van koeriers kunnen beperkt zijn. | Rand- of tunnelpoorten zijn acceptabel. |
| Drieplaten koude loper | Flexibele pin-gating en runner-scheiding | Een complexere structuur en mogelijk langere uitlopers. | Er zijn centrale of meerdere koudekanaalpoorten vereist. |
| Tweeplaten hotrunner | Flexibele aanspuiting met minimale verspilling van koudkanaalmateriaal. | Hogere systeem- en onderhoudskosten | De productie is stabiel en materiaalbesparingen zijn belangrijk. |
Een matrijs met twee koudkanalen is vaak geschikt voor onderdelen die via een rand- of tunnelpoort gevuld kunnen worden. Een ontwerp met drie koudkanalen kan worden overwogen wanneer centrale of meerdere oppervlaktepoorten nodig zijn, maar een warmkanaal niet geschikt is.
Een matrijs met twee platen kan ook gebruikmaken van een hotrunner-spuitgietsysteem om flexibele aanspuiting mogelijk te maken en tegelijkertijd de afvalproductie van conventionele coldrunner-systemen te verminderen. Dit brengt echter extra verwarmingselementen, regelaars, verdeelstukken, spuitmonden en onderhoudsvereisten met zich mee.
De uiteindelijke vergelijking moet het gewicht van de gietvorm, de harskosten, het productievolume, de arbeidskosten, het onderhoud en de verwachte levensduur van het project omvatten.
Toepassingen die het meest geschikt zijn voor tweeplaatspuitgietmatrijzen
Een matrijs met twee platen is over het algemeen praktisch wanneer het onderdeel betrouwbaar kan worden gevuld via de scheidingslijn, een randpoort of een tunnelpoort.
Het is doorgaans geschikt wanneer:
- Poortmarkeringen kunnen in de buurt van een rand of op een verborgen oppervlak achterblijven.
- Centerpin-gating is niet vereist.
- Het verwijderen van de loper kan efficiënt worden uitgevoerd.
- Eenvoudig onderhoud heeft prioriteit.
- Een hotrunner kan de benodigde gate-locatie leveren.
Matrijzen met twee platen zijn niet beperkt tot eenvoudige onderdelen of onderdelen met een lage productievolume. Ook matrijzen met een groot aantal holtes en een hoog productievolume kunnen van deze structuur gebruikmaken, mits de aanspuit-, koel-, uitwerp- en automatiseringssystemen het productiedoel ondersteunen.
Toepassingen die het meest geschikt zijn voor drieplatenspuitgietmatrijzen
Een matrijs met drie platen wordt voornamelijk gekozen vanwege de vereisten voor de plaatsing van de aanspuitopening en de afstand tussen de aanspuitkanalen.
Het kan passend zijn wanneer:
- Een poort met centrale pin is vereist.
- Er zijn meerdere kleine poorten nodig.
- Randvulling creëert een lange stroombaan.
- Poortmarkeringen mogen niet aan de buitenrand blijven zitten.
- De loper moet zich tijdens de opening afscheiden.
- Een lay-out met meerdere resonantieholtes vereist een gebalanceerde gating.
- Een snelle loper is ongeschikt.
Ondersnijdingen, zijgaten en schroefdraad vereisen niet automatisch een drieplatenmatrijs. Voor deze kenmerken zijn doorgaans schuifmechanismen, hefmechanismen, inklapbare kernen of losschroefmechanismen nodig. Kenmerken zoals externe ondersnijdingen of zijgaten vereisen mogelijk een schuifmechanisme voor de spuitgietmatrijs in plaats van een omschakeling van een twee- naar een drieplatenmatrijs.
DFM-factoren die de matrijsstructuur bepalen
Een DFM-checklist voor spuitgieten moet de volgende aspecten beoordelen voordat de matrijsstructuur definitief wordt vastgesteld: poortlocatie, kanaalindeling, onderdeelgeometrie, machinecompatibiliteit, productievolume en nabewerking. Poortlocatie, materiaaleigenschappen, kanaalgewicht, productievolume, machineruimte en nabewerking hebben allemaal invloed op het eindresultaat.
Onderdeelgeometrie en poortvereisten
Bepaal eerst waar de aanspuitpunten acceptabel zijn. Controleer vervolgens of de holte vanaf die locaties gevuld kan worden zonder overmatige stroomafstand, drukverlies of een onacceptabele lasnaad.
Bij matrijzen met meerdere holtes moeten het ontwerp van de kanalen en poorten een consistente balans in de holtes tijdens het spuitgieten garanderen , zodat elke holte onder redelijk vergelijkbare omstandigheden wordt gevuld en verdicht.
Productievolume en materiaalgebruik
Een nuttige eerste schatting is:
Runnergewicht per shot × totaal aantal productieshots
Vergelijk het resultaat met de harsprijs, de toegestane hoeveelheid hergebruik, de arbeidskosten voor het scheiden van de aanvoerkanalen en de projectduur.
Een eenvoudige matrijs met koude kanalen is wellicht geschikt voor kleine series met goedkope hars. Een dure technische kunststof met strenge recyclinglimieten rechtvaardigt mogelijk een matrijs met warme kanalen of een ander systeem met weinig afval.
Compatibiliteit van matrijs en machine
De matrijs moet overeenkomen met de daadwerkelijke spuitgietmachine. Matrijsdikte, daglichtopening, openingsslag, afstand tussen de trekstangen, uitwerpbeweging, injectievolume en robottoegang moeten worden gecontroleerd voordat de productie begint.
Deze controle kan voorkomen dat een voltooide matrijs een grotere machine nodig heeft, simpelweg omdat de openingsafstand of de speling van de aanvoerkanalen onderschat is.
Veelgestelde vragen
Is een matrijs met twee platen altijd een matrijs met koude aanvoerkanalen?
Nee. Een tweeplatenmatrijs kan zowel een koudkanaal- als een warmkanaalsysteem gebruiken. Veel warmkanaalmatrijzen gebruiken een tweeplatenopening omdat er geen conventioneel koudkanaal is dat losgekoppeld hoeft te worden.
Kan een matrijs met twee platen de poort automatisch scheiden?
Ja. Tunnel- en onderzeese sluisdeuren kunnen breken tijdens het uitwerpen. Hot runners, robots en geautomatiseerde trimapparatuur kunnen ook de noodzaak tot handmatige verwijdering van de sluisdeuren verminderen.
Hoeveel soorten spuitgietmatrijzen zijn er?
Er is geen vast aantal. Matrijzen kunnen worden geclassificeerd op basis van de plaatstructuur, het aanvoerkanaal, het aantal holtes, de uitwerpmethode, het kerntrekmechanisme en het spuitgietproces. Ons overzicht van de belangrijkste typen spuitgietprocessen legt een aantal gangbare classificaties uit.
Conclusie
Een tweeplatenmatrijs is vaak geschikt wanneer de gewenste aanspuitopening kan worden gerealiseerd met een eenvoudige koudkanaal-, tunnel- of warmkanaalaanspuitopening. Een drieplatenmatrijs is nuttig wanneer flexibele koudkanaal-aanspuitopeningen en automatische kanaalscheiding vereist zijn.
HingTung biedt DFM-beoordeling, matrijsontwerp, matrijsfabricage, spuitgieten, assemblage en kwaliteitscontrole. Stuur ons uw CAD-bestanden, hars, verwachte hoeveelheid, matrijsvereisten, acceptabele poortposities en details van de beoogde spuitgietmachine. Onze engineers kunnen twee-, drie-, koudkanaal- en warmkanaalopties vergelijken voordat de matrijsfabricage begint.