Was ist Transfer Molding?
Es ist ein weit verbreitetes Herstellungsverfahren, das hauptsächlich bei Duroplasten und Gummi Anwendung findet. Der Prozess beinhaltet das Einbringen einer vordosierten Formmasse in den oberen Teil der Form (bekannt als Transfertopf), wo der Heizmechanismus das Material in einen flüssigen oder halbflüssigen Zustand erhitzt. Dann komprimiert der Stempel die Masse und injiziert sie in den Formhohlraum (unterer Teil). Anschließend sorgt ein Formheizprozess für die ordnungsgemäße Aushärtung, die für die Fixierung erforderlich ist. Schließlich entsteht beim Öffnen der Form das exakte Teil.
Wie unterscheidet sich das Transfer Molding-Verfahren vom Spritz- und Formpressen? Es beinhaltet das Einbringen des Materials in eine separate Kammer, bevor es in die Formhohlräume injiziert wird. Im Gegensatz dazu wird das flüssige Material beim Spritzgießen in den Formhohlraum injiziert, und das Material gelangt beim Formpressen in die offene Form, bevor es mit einer Presse zusammengepresst wird.
Darüber hinaus ist es eine präzise und kostengünstige Methode zum Formen von Duroplasten und Gummi. Die Anwendung ist vielfältig und reicht von elektrischen Steckverbindern und Aktuatoren bis hin zu Dichtungen für ein Flugzeug.
Vorteile des Transfer Moldings
Da es die Möglichkeiten des Formpressens und Spritzgießens kombiniert, finden Sie mehrere Vorteile in Bezug auf Präzision, Zeit, Kosten und Designflexibilität.
Hier ist die Liste der Transfer Molding Vorteile:;
Hoher Pressdruck macht es präziser als das Formpressen.
Obwohl nicht so schnell wie das Spritzgießen, hat das Transfer Molding einen schnelleren Produktionszyklus als das Formpressen.
Es ermöglicht Teile mit schärferen Kanten, da die Materialtransformation selbst kleinste und komplexeste Hohlräume ausfüllen kann.
Einsätze oder eingebettete Teile sind möglich. Zum Beispiel Metallstifte auf einem Epoxidkörper, um einen elektrischen Stecker zu erzeugen.
Ein einfacher Topf- und Stempelaufbau macht die Werkzeugkosten günstiger.
Nachteile des Transfer Moldings
Die Überlaufrillen werfen die überschüssige Masse oder den Vorschub beim Übergang vom Topf zu den Hohlräumen aus. Dies führt zu Materialverschwendung.
Der zusätzliche Massetransferschritt macht es zu einem längeren Prozess als das Spritzgießen.
Die transfergeformten Teile sind anfälliger für Hohlräume oder Lufteinschlüsse, da während der Materialtransformationsphase Luft eingeschlossen werden kann.
Wie funktioniert Transfer Molding?
Der Transferformgebungsverfahren ist einfacher als andere Herstellungsverfahren. Wie bereits erwähnt, beinhaltet es das Platzieren und Erhitzen des Rohmaterials in einer separaten Kammer (in der Regel im oberen Teil der Form) und anschließend das Pressen in die Form.
Transferformeinrichtung
Also, lassen Sie uns zunächst die Einrichtung des Transferformens verstehen.
Komponentenbeschreibung Funktion
Kolben Es übt Druck auf die Formmischung aus. Positioniert über dem Topf und drückt das Material in die Formhohlräume.
Topf & Heizung Ein Transferraum oder Topf dient zum Platzieren des Formmaterials. Ein Heizer umgibt den Topf zum Heizen.
Obere und untere Teile der Form Zwei Hälften verbinden sich, um die Formhohlräume im unteren Teil der Einrichtung zu bilden. Der obere Teil ist, wo das Material eintritt, und der untere Teil bildet sich um den Kern herum.
Scharnier Ermöglicht das Öffnen der Formhohlräume durch das Öffnen des Gießkanals. Es erlaubt den Transfer des Materials in die Form nach dem Erhitzen.
Entnahmebolzen Erleichtert das Auswerfen des Endprodukts aus der Form. Gewährleistet eine sichere und effiziente Entfernung nach dem Aushärten.
Außerdem, wie findet der Prozess statt, oder wie funktioniert das Transferformen durch diese Einrichtung? Die Antwort liegt in den mehreren chronologischen Schritten.
Funktionsweise des Transferformens Schritt für Schritt
Schritt 1: Vorbereitung des Formmischungsstoffs
Der Prozess beginnt mit der Vorbereitung des Zuführ- oder Formmischstoffs. Dabei wird das gewählte Harz in Pulver-, kleine Pellets- oder Granulatform umgewandelt. Gleichzeitig können Farbstoffe, Weichmacher, Stabilisatoren oder andere Additive helfen, die gewünschten Eigenschaften oder Ästhetik zu erreichen. Zusätzlich wird das Formmischgut auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt.
Schritt 2: Beladung des Mischstoffs in den Transfertopf
Als nächstes gelangt das Formmischgut mit einem Schwerkraftfördermechanismus in den Transferraum oder Topf. Dabei ist es wichtig, den sauberen Form und geeignete Trennmittel auf den Hohlraumwänden zu gewährleisten.
Schritt 3: Schließen der Form
Der Kolben drückt die Formmasse mit Hilfe einer Presse (in der Regel hydraulisch) in die Hohlräume. In diesem Schritt gelangt das Material im Topf durch den Gießkanal in die Hohlräume, gefolgt vom Schließen der Form.
Schritt 4: Anwendung von Hitze und Druck
Der kontinuierliche Druck und die Hitze halten die Form geschlossen, um das aufgebrachte Harz zu härten. Nur eine gleichmäßige Erwärmung über die gesamte Form kann zu einer gleichmäßigen Aushärtung führen.
Schritt 5: Füllen der Form
Der Druck und die Hitze auf die Form zwingen die Formmasse dazu, sich über die Hohlräume zu verteilen, die die Form ausfüllen. Gleichzeitig ist das Ziel, eine gleichmäßige Verteilung des Materials innerhalb der Form zu erreichen, um eine gleichmäßige Wandstärke und Teilefestigkeit zu gewährleisten.
Schritt 6: Aushärtung des Materials
Hier durchläuft das erhitzte und unter Druck gesetzte Material eine chemische Umwandlung (Querbindungen und Polymerisation), um die Form der Hohlräume anzunehmen. Die wesentlichen Parameter für die Aushärtung sind Aushärtezeit, Druck und Temperaturkontrolle.
Schritt 7: Öffnen der Form
Nach der Aushärtung kehrt der Kolben in seine Ausgangsposition zurück (meist mit hydraulischer Steuerung), wodurch der Druck aus der Form entlassen wird. Dies erleichtert das Öffnen der beiden Formhälften. Hier sorgt das vorsichtige Öffnen für das schadensfreie Teil.
Schritt 8: Entnahme des fertigen Produkts
Schließlich erleichtern Auswerferstifte oder eine Abstreiferplatte die Entnahme des Teils aus der Form. Die Position der Auswerferstifte ist so gestaltet, dass sie das Teil aus der Form drücken, ohne Schaden zu verursachen. Anschließend werden die Teile zur Inspektion und Qualitätskontrolle weitergeleitet.
So funktioniert der gesamte Prozess!
Häufig verwendete duroplastische Harze im Transferguss
Transfergussprozesse sind mit Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren kompatibel, wobei Duroplastharze am häufigsten verwendet werden.
Hier sind einige Materialien für den Transferguss;
Epoxidharze
Epoxidharze sind das duroplastische Material, das beim Mischen mit einem Härter aushärtet (härtet aus) und eine irreversible chemische Reaktion durchläuft. Sie bieten hervorragende mechanische Eigenschaften, niedrige Viskosität, elektrische Isolierung und chemische Beständigkeit.
Phenolharze
Diese sind synthetische Duroplastharze, die durch die Reaktion von Phenol mit Formaldehyd hergestellt werden und für ihre hohe thermische und mechanische Belastbarkeit bekannt sind. Zudem zeigen phenolharze eine ausgezeichnete elektrische Inertheit und Flammwidrigkeit. Einige Anwendungen von phenolharzgebundenen Formen sind Hitzeschilde und thermische Isolatoren für die Automobilindustrie.
Polyesterharze
Diese Harze sind im Transfergussprozess aufgrund ihrer Vielseitigkeit in der Formulierung sehr beliebt. Sie können leicht mit verschiedenen Additiven, Füllstoffen und Verstärkungen formuliert werden, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Daher sind Polyesterharze für langlebige (stoß- und abriebfeste, chemisch inert und hochfeste transferierte Teile) geeignet.
Melaminharze
Melaminharze bestehen aus zwei Elementen: Melamin und Formaldehyd. Sie sind bekannt für ihre Haltbarkeit, Oberflächenhärte, Flammschutz und Hitzebeständigkeit.
Siliconharze
Verschiedene Formen von Silikon werden beim Transferformen verwendet, wie Flüssigkeiten, Elastomere und harte Harze. Einige Leistungsmerkmale von Silikonharzen sind Biokompatibilität, thermische Stabilität, Wetterbeständigkeit und elektrische Isolierung. Darüber hinaus sind Silikon-Transferformprodukte in Dichtungsanwendungen weit verbreitet.
Anwendungen von Transferformen
Transferformen dienen den verschiedenen Herstellungszwecken verschiedener Branchen. Der Grund dafür ist die Fähigkeit, Materialien und Komplexität zu handhaben, Einpressformen, Präzision und Oberflächenfinish.
Werfen wir einen Blick auf einige spezifische transfergeformte Produkte in den Branchen.
Branche Produkt- oder Teilebeispiele Warum Transferformen?
Elektronische Komponenten Schalter, Isolatoren, Stecker, Leiterplatten, Umschließungen für Spulen, Transformatoren und Lip-Dichtungen für elektrische Motoren. Ideal für die Umschließung empfindlicher Komponenten, Bereitstellung von Isolierung und Schutz vor Umwelteinflüssen, was in der Elektronik- und Elektrotechnikbranche unerlässlich ist.
Medizinische Geräte Spritzen, Katheter, Gehäuse für Implantate, Einweg-Medizinprodukte Es ermöglicht die Herstellung steriler, biokompatibler Komponenten mit der für den medizinischen Einsatz erforderlichen Präzision.
Automobilteile Dichtungen, Dichtbälge, Armaturenbretter, Türgriffe, Vibrationsdämpfer, Motorteile, Zündkerzenkabel Produziert langlebige Teile mit hoher Maßgenauigkeit und widersteht harschen Bedingungen.
Verbrauchsgüter Spielzeug, Griffe, Handhaben, Tastaturen, Sportkomponenten und Gehäuse für elektronische Geräte Ermöglicht die Herstellung vielfältiger Verbrauchsgüter mit komplexen Formen und hochwertiger Oberflächenqualität.
Gummiprodukte Gummistopfen, Unterlegscheiben und O-Ringe, Schnittstellen für Gasventile und Metall-zu-Gummi-Flächenabdichtungen für die Erdgasindustrie. Gummi-Transferformen sind geeignet für detaillierte und komplexe Formen mit Präzision und Konsistenz.
Varianten der Transferformen
Harz-Transferformen (RTM)
Es ist die häufigste Variante des Transferformens, bei der trockene Verstärkungsverbunde wie Glasfaser, Kohlefaser oder Kevlar für die Formgebung verwendet werden. Gleichzeitig enthalten die Rohstoffe geeignete Additive und Aushärtungsmittel. Danach folgt der Standardprozess des Transferformens.
Die Vorteile sind: Die RTM-Methode reduziert Emissionen wie Styrol, ist schnell und wiederholbar, verarbeitet vielseitige Thermosets und ermöglicht filigrane Details. Außerdem kann Automatisierung präzise und konsistente Teile liefern. Die Anfangsinvestitionen und Werkzeugkosten können jedoch hoch sein.
Vakuumunterstütztes Harz-Transferformen (VARTM)
Dieses Verfahren kombiniert die Prinzipien des Transferformens (RTM) mit Vakuumunterstützung. Wie bei regulären Harz-Transferformen werden trockene Verstärkungsstoffe platziert. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die Form dann mit einer Vakuumkammer oder -beutel versiegelt wird. Hierbei eliminiert die Vakuumunterstützung die eingeschlossene Luft in den Hohlräumen. Dadurch wird das Einbringen der Harze verdichtet und die Bildung von Hohlräumen vermieden.
Diese Kategorie des Transferformens adressiert potenzielle strukturelle und Festigkeitsprobleme in geformten Teilen und bietet mehr Designflexibilität. Dadurch passt es robuste Teile für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Industrieausrüstung.
Mikro-Transfer-Gießen
Dies bezieht sich auf das Transfergießen von Teilen oder Produkten, die klein im Gewicht und in der Größe sind (einige Gramm und mm). Die Größe der Transferformen, Setups und anderer Ausrüstung ist ebenfalls klein. Es ermöglicht die Herstellung winziger und komplexer Teile mit Präzision und erhält die strukturelle Integrität.
Das Mikro-Transfer-Gießen ist geeignet für die Herstellung winziger elektrischer Anschlüsse, Aktuatoren, mikrofluidischer Geräte, mikro-skalierten medizinischen Implantate, Arzneimittelabgabesysteme und einiger mikro-optischer Komponenten.
Vergleich mit anderen Gießverfahren
Formwerkzeugmontage
Da die Gießtechnologie neben dem Transfergießen auch andere Prozesse umfasst, vergleichen wir sie mit zwei weiteren Ansätzen: Spritzgießen und Druckgießen.
Spritzgießen vs. Transfergießen
Der Spritzgießprozess injiziert die geschmolzene Form des Materials in eine Form. Im Gegensatz dazu platziert der Transfermechanismus die vorab abgemessenen Harze in die Transferkammer und führt sie in die Form. Daher ist Spritzgießen für Thermoplaste und große Volumina geeignet, während Transfer für duroplastische Verbundstoffe und kleine bis mittlere Volumina geeignet ist. Anschließend ist Spritzgießen bei größeren, dünnwandigen Teilen beliebt, und Druckgießen bei dickeren Teilen.
Druckgießen vs. Transfergießen
Das Material wird während des Druckgießens direkt in eine offene Form gelegt, ohne es zu erhitzen. Das ist der Hauptunterschied zwischen den beiden. Außerdem kann der Transferprozess präzisere und komplexere Details erzeugen als das Druckgießen. Weiterhin ist Druckgießen in der Herstellung von duroplastischen und Verbundwerkstoffen beliebt. Der Transferansatz wird hauptsächlich für duroplastische Materialien verwendet.
Tabelle: Druckgießen vs. Spritzgießen vs. Transfergießen
Kriterien Druckgießen Spritzgießen Transfergießen
Präzision Gute Präzision. Sehr hohe Präzision Hohe Präzision
Formkomplexität Relativ einfache Formen Komplexe Formen Mäßig komplexe Formen
Materialien Hauptsächlich duroplastische Polymere und Verbundstoffe Thermoplaste, duroplastische Verbundstoffe und Elastomere. Hauptsächlich duroplastische Polymere
Produktionsvolumen Mittlere bis hohe Volumina Hochvolumenproduktion Am besten für niedrige bis mittlere Volumina
Oberflächenfinish Gute Oberflächen. Hervorragende Oberflächen Glatte Oberfläche
Werkzeugkosten Niedrig Höher Mäßig
Strukturelle Festigkeit Gute Ausgezeichnet Ausgezeichnet
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Der Transferformprozess erfordert viele spezielle Überlegungen und chronologische Schritte. Er verlangt Fachwissen und die richtige Werkzeugausstattung, um qualitativ hochwertige Kunststoffteile herzustellen. Hier zeigt sich die Expertise von XTJ. Unser Team erfahrener Ingenieure nutzt umfangreiche Erfahrung und fortschrittliche Kunststoffformanlagen, um Ihre einzigartigen Designvorgaben in funktionale, hochwertige Kunststoffteile umzusetzen.
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XTJ ist ein führender OEM-Hersteller, der sich der Bereitstellung von Komplettlösungen im Transferformen von Prototyp bis Produktion widmet. Wir sind stolz darauf, ein nach ISO 9001 zertifiziertes System für Qualitätsmanagement zu sein, und setzen alles daran, in jeder Kundenbeziehung Mehrwert zu schaffen. Das tun wir durch Zusammenarbeit, Innovation, Prozessverbesserungen und außergewöhnliche Handwerkskunst.
