TMPT06 Material & materialval

Transkript

1 TMPT06 Material & materialval Del 1 av 2 Kerstin Johansen Industriell Produktion Baserat på kursboken Manufacturing Processes for Design Professionals av Rob Thompson

2 Filmer för plasttillverkning: EBM (5.55 min) ISBM (1.39 min) Varmformning (5.44 min) Formsprutning (2.37 min) Formpressning (2.42 min) 2

3 För det första Materiallabben Flyttas till period 2 Innebär => NY ANMÄLNINGSLISTA KOMMER I VT2 Passar bättre till ert projektarbete 3

4 Metaller Vanliga material som ni möter Stål, Koppar, Aluminium, Titan, Magnesium, Legeringar som ger konstruerade egenskaper hos materialet Polymerer I folkmun = plast, men se upp här! Det finns många typer av polymerer! Två huvudgrupper! Keramer Icke-metalliska material som skapas vid höga temperaturer Betong, kakel, glas, Naturliga material Träbaserade material, t ex plankor, papper, spånskiva Textila fibrer som baseras på naturliga fibrer, t ex ull, lin, bomull 4

5 Polymer Termoplaster Termoplast i en tillverkningsprocess innebär Kan smältas till ett flytande tillstånd Det flytande materialet kan gjutas i många olika typer av processer All termoplast kan återvinnas smältas om Konsekvens kan bli en sämre kvalitet Formblåst plast är mer energieffektivt än att blåsa glas 5

6 Polymer - Härdplast Kan anses som ett mindre miljövänligt material Svårt att återvinna pga att bindningarna inte tål att brytas upp Ofta tillsatser i materialet som ger olika egenskaper Kan vara giftiga eller utveckla toxiska egenskaper Bidrar till växthuseffekten vid förbränning 6

7 Formblåsning Översikt (s.22-29) Relativt låg verktygskostnad Lämpligt att använda i höga volymer = snabb produktionshastighet => Låg kostnad / enhet Företrädesvis industriella produkter inom t ex medicin, kemikalier eller konsumentförpackningar 7

8 Formblåsning Tre varianter EBM Extruderande formblåsning (Extrusion Blow Molding) IBM Injektionsformblåsning (Injection Blow Molding) ISBM Injektionssträckande formblåsning (Injection Stretch Blow Molding) 8

9 Extruerande formblåsning (EBM) Låg verktygskostnad Låg driftskostnad Kan användas för många olika former och material Man kan få en förpackning med många olika lager 9

10 Extruerande formblåsning Steg 1: Matar in plastisk polymer in i formen via en dorn som ger ett plaströr Steg 2: Plaströret har rätt längd och gjutformen sluter sig kring röret. En förslutning sker i botten. Luft blåses in i röret så att polymeren pressas mot gjutformen. Plasten stelnar när den nuddar de kalla verktygsväggarna. Steg 3: Gjutformen öppnas. Steg 4: Produkten trimmas / rensas från resterna. 10

11 Injektionsformblåsning Mer exakt process än EBM Används företrädesvis i medicinska eller kosmetiska förpackningar riktat till konsumenter 11

12 Injektionsformblåsning (IBM) Steg3 Steg1 Baseras på ett roterande arbetsbord Steg 1: En för-form träs över ett munstycke som ger halsens utformning. Steg 2: Luft blåses in via halsens form in i förformen så att behållaren får formen av gjutformen. Steg 3: Formen plundras efter avkylning och ingen trimning behövs efteråt. Steg2 12

13 Injektionssträckande formblåsning (ISBM) Tänk en flaskfabrik av PET-flaskor sadkc7j-uq ca 0.30 in i filmen Använder samma teknik som IBM men I steg 2: Den ursprungliga formens centrumstav ersätts med en sträckande stav Steg 3: Den sträckande staven sträcker ut materialet samtidigt som det blåser in luft. Samtidigt ställer man upp formen i längdriktningen. Steg 4: Formen öppnar sig och man plundrar den. 13

14 Materialval i formblåsning All termoplast kan formblåsas Men, EBM passar bäst till PP, PE, PET och PVC IBM passar bäst till PP och HDPE ISBM passar bäst till PE och PET 14

15 Varmformning Här formpressas termoplastiska plattor genom att använda värme och tryck Högt tryck kan ge samma yta som injektionsformblåsning 15

16 Varmformning Finns flera olika former av varmformning Vakuumformning Enklaste och billigaste processen Pressformning Stödpressformning Tvålagers varmformning 16

17 Varmformning Det finns två distinkta kategorier Man matar in varje materialplatta för sig Man matar in materialet via en rulle Enstycksinmatning av varje platta används för stora produkter Resväskor, badkar etc. Rullinmatning sker kontinuerligt Företrädesvis mindre produkter som kan staplas efter en produktionslina 17

18 Materialval i varmformning Nästan all termoplast kan varmformas Men, de vanligaste är ABS PET inklusive PETG (PET modifierad med glykol) PP PC HIPS HDPE Väldigt lite restmaterial från varmformning Det mest råmaterialet återvinns i processen Dock finns kunder/produkter som inte vill ha återcirkulerat material Finns en uppfattning om att kvaliteten sjunker 18

19 Formsprutning (s.50-63) Väldigt vanlig när det gäller tillverkning av plastprodukter Passar bra i hög volym för identiska produkter Kan kombineras med ingjutna detaljer Väldigt höga verktygskostnader men beror på produktens utformning och krav på komplexitet/ihåligheter Hög volym => låg kostnad per produkt Typiska applikationer bilkomponenter, konsumentelektronik, industri och hem-produkter; t ex cykeltrampor Cykeltid: sekunder 19

20 Formsprutning hur går det till? Höga och bra toleransmöjligheter; passar när man vill ha hög repeterbarhet och noggrannhet mellan produkter Högt tryck är viktigt att nå för att få bra resultat i t ex ytfinish Det finns många varianter av formblåsning Gasformsprutning Fler-skotts formsprutning Gjutformsdekorerad formsprutning 20

21 Att tänka på vid formsprutning Var tar materialet vägen i formen? Hur stelnar ett flytande material som kommer in i formen under högt tryck? Förekommer turbulens i den flytande polymeren? Hur får man ut produkten ur formen? En liten pinne som man kan bryta bort efteråt? Motalaföretag som tillverkar åt Husqvarna 21

22 Formpressning (s.44-49) En process där man pressar gummi eller plast Används för vanligtvis för värmehärdande material Backelit var det första plastmaterialet som formpressades på talet. Används till mellan-hög volymproduktion Produkter vanligtvis inom köket, elektriska höljen, tryckknappsatser, packningar mm 22

23 Polymerer - Summering Tänk igenom att vald plast fungerar med vald metod Koppla tillverkningsmetod till rätt produktionsvolym Tänk verktygskostnad kopplat till antal produkter Betänk hur tillverkningsmetoden kan kräva trimning eller annan putsning / slipning. Betänk att ett injektionsställe kan synas på produkten men samtidigt att det kan krävas att vara just där för att få rätt spridning av materialmassan Många av plastens formningsmetoder finns liknande för metaller. Miljöpåverkan handlar ofta om att välja rätt plast! Undvik härdplaster om möjligt. 23