Tworzywa sztuczne są dziś obecne praktycznie w każdej branży. Spotykamy je w samochodach, urządzeniach elektronicznych, sprzęcie medycznym, systemach zabezpieczeń, automatyce przemysłowej czy produktach codziennego użytku.
Choć większość osób kojarzy produkcję elementów z plastiku z wtryskarkami, rzeczywistość jest znacznie bardziej złożona. Istnieje wiele technologii przetwarzania tworzyw sztucznych, a wybór odpowiedniej z nich często decyduje o opłacalności całego projektu.
To właśnie dlatego podczas analizy nowego produktu warto najpierw odpowiedzieć na pytanie:
Jaką technologią powinien zostać wykonany ten element?
Tworzywa sztuczne są dziś obecne praktycznie w każdej branży. Spotykamy je w samochodach, urządzeniach elektronicznych, sprzęcie medycznym, systemach zabezpieczeń, automatyce przemysłowej czy produktach codziennego użytku.
Choć większość osób kojarzy produkcję elementów z plastiku z wtryskarkami, rzeczywistość jest znacznie bardziej złożona. Istnieje wiele technologii przetwarzania tworzyw sztucznych, a wybór odpowiedniej z nich często decyduje o opłacalności całego projektu.
To właśnie dlatego podczas analizy nowego produktu warto najpierw odpowiedzieć na pytanie:
Dlaczego tworzywa sztuczne są tak powszechnie stosowane?
Przez wiele lat tworzywa sztuczne traktowano głównie jako tańszy zamiennik metalu lub innych materiałów konstrukcyjnych. Dziś sytuacja wygląda zupełnie inaczej.
Nowoczesne polimery pozwalają uzyskać wysoką wytrzymałość mechaniczną, odporność chemiczną, niewielką masę oraz dużą swobodę projektowania. Dzięki temu znajdują zastosowanie niemal wszędzie – od prostych opakowań po zaawansowane komponenty techniczne pracujące w wymagających warunkach.
Z tworzyw sztucznych produkuje się między innymi:
obudowy urządzeń elektronicznych,
elementy wyposażenia samochodów,
części AGD i RTV,
komponenty automatyki przemysłowej,
systemy zabezpieczeń,
zabawki,
opakowania,
profile techniczne,
rury i przewody.
Ekstruzja - gdy produkt ma taki sam przekrój na całej długości
Wyobraźmy sobie rurę wodociągową, uszczelkę okienną lub profil montażowy.
Każdy z tych produktów może mieć długość kilku metrów, ale jego przekrój pozostaje niezmienny.
W takich przypadkach najczęściej stosuje się ekstruzję, czyli wytłaczanie tworzywa.
Proces polega na ciągłym przepychaniu stopionego materiału przez odpowiednio zaprojektowaną głowicę. Po schłodzeniu produkt jest cięty na wymagane odcinki.
Technologia ta znajduje zastosowanie przy produkcji:
- rur,
- profili okiennych,
- listew,
- uszczelek,
- folii,
- koryt kablowych.
Jeżeli produkt ma być długi i posiadać stały przekrój, ekstruzja jest zwykle najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem.
Rozdmuch - dla produktów pustych w środku
Butelka PET, kanister czy zbiornik płynu do spryskiwaczy również powstają z tworzywa sztucznego, ale nie metodą wtrysku.
W tym przypadku wykorzystuje się formowanie rozdmuchem.
Rozgrzany rękaw tworzywa zostaje umieszczony w formie, a następnie rozprężony przy pomocy sprężonego powietrza. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie lekkich, cienkościennych produktów pustych w środku.
Technologia ta dominuje przy produkcji:
- butelek,
- kanistrów,
- pojemników technicznych,
- zbiorników.
Termoformowanie – duże gabaryty przy niższych kosztach narzędzi
Nie wszystkie produkty wymagają skomplikowanych form stalowych.
W przypadku dużych osłon, tacek transportowych, blistrów czy opakowań często stosuje się termoformowanie próżniowe.
Proces polega na podgrzaniu płyty tworzywa do temperatury, w której staje się plastyczna. Następnie materiał jest zasysany na formę za pomocą podciśnienia i przyjmuje jej kształt.
To rozwiązanie pozwala stosunkowo szybko i ekonomicznie produkować duże elementy o prostszej geometrii.
Laminowanie i kompozyty - gdy liczy się wytrzymałość
W branży lotniczej, sportowej czy specjalistycznych zastosowaniach przemysłowych często spotykamy się z kompozytami.
Powstają one poprzez łączenie żywic z włóknami szklanymi, węglowymi lub aramidowymi.
Proces laminowania pozwala uzyskać konstrukcje bardzo lekkie, a jednocześnie niezwykle wytrzymałe.
To właśnie dlatego technologia ta wykorzystywana jest przy produkcji:
- elementów lotniczych,
- części sportów motorowych,
- łodzi,
- specjalistycznych obudów i osłon.
Prasowanie tworzyw termoutwardzalnych
- Niektóre elementy elektryczne i izolacyjne produkowane są z materiałów, które po utwardzeniu nie mogą zostać ponownie stopione. Do ich wytwarzania wykorzystuje się proces prasowania materiałów termoutwardzalnych, takich jak fenoplasty.
- Technologia ta nadal znajduje zastosowanie w produkcji: izolatorów, elementów elektroinstalacyjnych, komponentów pracujących w podwyższonych temperaturach.
Druk 3D i odlewanie próżniowe - zanim powstanie produkcja seryjna
- Niektóre elementy elektryczne i izolacyjne produkowane są z materiałów, które po utwardzeniu nie mogą zostać ponownie stopione. Do ich wytwarzania wykorzystuje się proces prasowania materiałów termoutwardzalnych, takich jak fenoplasty.
- Większość projektów nie rozpoczyna się od budowy formy produkcyjnej. Najpierw trzeba sprawdzić, czy produkt spełnia założenia konstrukcyjne i funkcjonalne. Dlatego na etapie rozwoju produktu wykorzystuje się: druk 3D, frezowanie CNC, odlewanie próżniowe.
Formowanie wtryskowe - najpopularniejsza technologia produkcji seryjnej
Gdy projekt jest gotowy, a planowane ilości liczone są w tysiącach lub dziesiątkach tysięcy sztuk rocznie, najczęściej pojawia się technologia wtrysku.
To właśnie tutaj specjalizuje się SIGERN. Proces polega na stopieniu granulatu tworzywa i wtłoczeniu go pod wysokim ciśnieniem do precyzyjnie wykonanej formy stalowej. Po schłodzeniu detal zostaje automatycznie wyjęty, a cykl rozpoczyna się ponownie.
Wtrysk pozwala uzyskać:
- bardzo wysoką powtarzalność,
- skomplikowane geometrie,
- doskonałą jakość powierzchni,
- niski koszt jednostkowy przy większych wolumenach.
Dlatego metodą wtrysku produkowane są dziś między innymi:
- obudowy elektroniki,
- elementy automotive,
- komponenty automatyki,
- części AGD,
- systemy zabezpieczeń,
- produkty techniczne i przemysłowe.
Od prototypu do produkcji seryjnej
Niezależnie od branży większość projektów przechodzi podobną drogę:
Koncepcja → Model CAD → Analiza DFM → Prototyp → Oprzyrządowanie → Produkcja seryjna
To właśnie analiza wykonalności i przygotowanie projektu pod konkretną technologię najczęściej decydują o późniejszym sukcesie wdrożenia.
W przypadku wtrysku szczególnie istotne są:
- grubości ścianek,
- żebra wzmacniające,
- kąty pochylenia,
- możliwość rozformowania,
- dobór materiału,
- przewidywany wolumen produkcji.
Dobrze przygotowany projekt pozwala uniknąć kosztownych zmian już po wykonaniu formy.
Produkcja seryjna - gdzie pojawiają się największe oszczędności?
Wbrew pozorom największe oszczędności nie wynikają z negocjowania ceny detalu.
Największy wpływ na koszt produktu ma odpowiedni dobór technologii oraz przygotowanie projektu pod wybrany proces produkcyjny.
W przypadku produkcji seryjnej koszty wykonania formy, uruchomienia procesu i automatyzacji rozkładają się na tysiące lub nawet miliony wyprodukowanych sztuk.
To właśnie dlatego przy odpowiednich wolumenach formowanie wtryskowe pozostaje jedną z najbardziej konkurencyjnych metod produkcji komponentów technicznych.
W czym specjalizuje się SIGERN?
Choć istnieje wiele metod przetwarzania tworzyw sztucznych, SIGERN koncentruje się wyłącznie na projektowaniu i wytwarzaniu form wtryskowych oraz seryjnej produkcji detali z tworzyw metodą wtrysku. Jest to usługa kompleksowa, obejmuje cały proces aż do cyklicznej produkcji wyprasek pod zamówienie klienta wraz z dostawą do jego magazynu.
Pracujemy zgodnie z normami ISO 9001:2015 oraz ISO 14001:2015, realizując projekty dla klientów z wielu sektorów przemysłu. Wspieramy wdrożenia już od etapu analizy wykonalności, pomagając ocenić, czy wtrysk będzie najlepszym rozwiązaniem pod względem kosztów, jakości i planowanych wolumenów. Jeżeli zastanawiasz się, czy Twój produkt nadaje się do produkcji metodą wtrysku, warto rozpocząć od analizy modelu CAD i założeń projektowych. Często już na tym etapie można określić, która technologia będzie najbardziej opłacalna i bezpieczna dla całego przedsięwzięcia.