Formsprutning

Vad är formsprutning?

Formsprutning, även kallad injektionspressning, är en mycket använd tillverkningsmetod för att producera plastföremål och komponenter. Vid formsprutning används en formsprutningsmaskin som smälter plastmaterialet och sprutar in det i en form under högt tryck. När delen kyls ner får den sin slutgiltiga form. Metoden är särskilt vanligt förekommande inom industrin när stora produktionsvolymer och precisa komponenter krävs. Fördelarna inkluderar snabba produktionscykler, minimalt efterarbete och möjligheten att skapa mycket komplexa geometrier.

Steg i formsprutningsprocessen

Formsprutningsprocessen består av flera kontrollerade steg som följer på varandra:

• Plastisering: Plastråvaran, som levereras i granulatform, matas via en tratt in i formsprutningsmaskinens skruvcylinder. Cylindern har värmeelement som smälter råmaterialet. I detta steg kan man även tillsätta färgämnen eller andra tillsatser, som blandas in i den smälta plastmassan.
• Sprutning och hålltryck: När råmaterialet har smält sprutas det in i formen under högt tryck. Den smälta plasten fyller formen och tränger ut luften ur kaviteten. Därefter justeras sprutningshastigheten och trycket för att all luft ska kunna evakueras och formen fylls helt utan defekter. Genom att kontrollera hålltrycket uppnås önskade mått och former samtidigt som inbyggda spänningar och andra fel kan undvikas.
• Kylning: Kylning är ett avgörande steg där den smälta plasten stelnar. Kylprocessen startar direkt efter formsprutningen när formen är fylld, och pågår tills delen är tillräckligt fast för att tas ut ur formen. Formen kyls ofta med ett vattencirkulationssystem för att snabba upp kylningen.
• Urplockning: När delen har svalnat tillräckligt och fått sin rätta form tas den ut ur formen. Detta kan ske manuellt eller med hjälp av en robot, särskilt om det är stora produktionsserier. Kylningstiden påverkar produktens slutliga mått, då plast vanligtvis krymper vid avkylning.

Formsprutningsmaskinens uppbyggnad

En formsprutningsmaskin består av flera olika komponenter som arbetar tillsammans i en noggrant styrd process. De viktigaste delarna är maskinens ram, låsenhet för formen, själva formverktyget, formsprutskruven, materialmatningssystemet samt styrsystemet. Låskraften, det vill säga kraften som håller formen stängd, bestämmer maskinens kapacitet och kan variera från mindre än 5 ton upp till 6000 ton vid tillverkning av stora produkter. Det finns både hydrauliska och elektriska maskiner, samt hybrider. Formsbyten görs med skruvförband eller hydrauliska/magnetiska låssystem.

Vanliga plaster vid formsprutning

Vid formsprutning används ett brett utbud av termoplaster, som kan smältas och stelna om flera gånger utan att kvaliteten försämras nämnvärt. De vanligaste plasterna för formsprutning är:

• Polystyren (PS): Används till klara, genomskinliga detaljer som inte behöver vara särskilt starka, till exempel engångsbägare.
• Akrilonitrilbutadienstyren (ABS): Används till större produkter som kåpor, mobilskal, leksaker och till och med mindre båtar.
• Polyamid (Nylon): Passar för mer slitstarka konstruktionsdetaljer som kugghjul, där hög mekanisk styrka krävs.
• Polypropen (PP): Används till behållare, leksaker, laboratorieutrustning och dryckesbackar.
• Polyeten (PE): Passar till transportlådor, hinkar och engångsprodukter.

Utmaningar och lösningar i formsprutningsprocessen

Formsprutningsprocessen är högautomatiserad men kräver ständig övervakning och justeringar för att uppnå bästa resultat. Fukt i råmaterialet kan orsaka kvalitetsproblem i slutprodukterna, varför plasten måste torkas innan användning. Brist på luft eller igensatta luftkanaler i formen – vilket kan orsaka luftbubblor eller brännmärken – löses genom att optimera ventilationen i formen. Det är också viktigt att noggrant övervaka formsprutningsparametrarna för att undvika produktfel och så kallade kallskäl (kalla svetsfogar).

Hantera och återvinna plastspill vid formsprutning

Det uppstår oundvikligen plastspill vid formsprutning i form av löpare, felaktiga produkter eller andra kvalitetsproblem. Detta spill kan dock malas ned och återföras i processen, vilket förbättrar resurseffektiviteten och sänker materialkostnaderna. Formsprutning möjliggör tillverkning av termoplastdetaljer som kan återanvändas i olika processer utan nämnvärd kvalitetsförlust.

Sammanfattning

Formsprutning är en av de viktigaste och mest flexibla metoderna för plasttillverkning och möjliggör kostnadseffektiv produktion av stora mängder precisa och högkvalitativa produkter. Processen omfattar många kontrollerade steg, från plastisering av råmaterialet till formsprutning, kylning och slutligen urplockning. Maskinens olika delar och tillbehör gör processen både automatiserad och effektiv. Formsprutning lämpar sig särskilt väl för stora serier och hanterar många olika plaster. Med denna mångsidiga metod kan termoplastprodukter tillverkas för att möta höga kvalitetskrav och ändå hålla kostnaderna nere.