Compressievormen is een veelzijdig productieproces. Het wordt gebruikt bij de productie van een breed scala aan componenten en producten in verschillende sectoren, vooral diegene die ingewikkelde vormen, hoge sterkte en complexe texturen vereisen. Dit proces kan worden beschreven als het platdrukken van een zachte en halfvloeibare thermohardende lading in een eenvoudige tweedelige mal, waarin het wordt uitgehard met warmte en tijd om een massief onderdeel te maken dat nauwkeurig de mal weerspiegelt. Handmatig uitnemen uit de mal is eenvoudig, aangezien deze onderdelen over het algemeen line-of-draw worden gemaakt (zonder onderkanten), behalve dat rubberonderdelen kunnen worden uitgerekt en uit de matige onderkanten kunnen worden gehaald door simpelweg handmatig te trekken.
Dit artikel zal het proces van compressievormen bespreken en de soorten productie die deze techniek gebruiken.
Wat is Compressievormen?
Compressievorming is een elegant proces met lichte en eenvoudige gereedschapsvereisten dat potentieel grote volumes thermohardende onderdelen kan reproduceren in verschillende stijve en rubbermaterialen. Het is een meerstapsproces dat wordt toegepast op gespecialiseerde compressievormmachines, voor middel- tot hoge-volume productie van complexe, netvormige componenten die goede nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid bieden en lage productiekosten en gereedschapskosten hebben.
Hoe Werkt Compressievormen?
In de eenvoudigste termen wordt een voorbereide (zachte, niet-uitgeharde) lading geplaatst in een reeks lagere mallen uitgesneden in een voorverwarmde plaatvorm, mogelijk met tot 100 of meer mallen. De bovenplaat van de multi-caviteit mal wordt vervolgens naar beneden gedrukt om de ondermal precies te positioneren, wordt gesloten en wordt samengedrukt om overtollig materiaal uit te persen en de lading te dwingen zich aan de vorm van de mal aan te passen.
De vastgehouden druk en de werking van de hete plaatvormen dwingen het materiaal van de lading vervolgens om zijn polymeercrosslinkingsproces te voltooien, waardoor een niet-plastisch onderdeel ontstaat dat trouw de netvorm van de mal weerspiegelt. Dit onderdeel kan van een stijve of elastomeerachtige materiaal zijn, afhankelijk van de aard van de lading.
Zodra de uitharding voldoende gevorderd is, wordt de mal geopend en worden de gevormde en stijve of rubberen onderdelen meestal met de hand uit de mal gehaald.
Welke soort productie gebruikt het compressievormproces?
Compressievormen wordt gebruikt om onderdelen te maken in een breed scala aan industrieën en producttypen. Het is geschikt voor het maken van stijve onderdelen in thermohardende polyurethaan, polyesters en epoxies. Het wordt ook gebruikt bij het vormen van composietmaterialen voor hoogsterkte, stijve onderdelen. Tot slot wordt het ook gebruikt voor het vormen van complexe thermohardende rubberonderdelen.
Industrieën en productensecties die deze productiemethode benutten, zijn onder andere:
Elektrisch: Stijve plastic of composiet behuizingen voor elektrische componenten, die bescherming en isolatie bieden. Dit is gebruikelijk bij connectoronderdelen, isolatoren en draadgeleiders.
Automobiel: Onderdelen variërend van buitenbumpers tot dashboards, van interieurafwerking/comfortonderdelen tot isolatoren/kitten/diafragma's en motorsteunen in rubber.
Luchtvaart: Composiet structurele onderdelen, interieurcomfortonderdelen en panelen voor vliegtuigen en ruimtevaartuigen worden compressievormgegeven. Rubber en hoogtemperatuurrubber motorafdichtingen, pakkingen en pijpcomponenten worden ook vaak compressievormgegeven.
Medisch: Behuizingen voor medische apparaten en apparatuur worden compressievormgegeven, met lagere gereedschapskosten vergeleken met alternatieve technologieën. Verbruiksartikelen en eenmalige rubberonderdelen zoals spuitseals worden ook op deze manier gemaakt.
Consumentenproducten: Stijve en rubberen onderdelen voor consumentenproducten, zoals: apparaatonderdelen, handgrepen, pijpverbindingen, schokdempers, enzovoort, worden op deze manier vervaardigd.
Sportartikelen: Elementen van sportuitrusting, zoals: de stijve helmschalen, beschermingsuitrusting, buffers en elastische componenten kunnen worden compressievormgegeven.
Bouwmaterialen: Sommige stijve bouwmaterialen zoals: panelen, gevels en architectonische onderdelen worden op deze manier gemaakt.
Welke soorten materialen kunnen worden gebruikt voor compressiepersen?
Compressiepersen geldt voor een breed scala aan materialen, die elk worden geselecteerd op basis van de gewenste eigenschappen van het eindproduct. Veelvoorkomende materialen zijn:
Thermoplastische kunststoffen, zoals: fenolharsen, melamine en epoxyharsen, vanwege hun vermogen om onomkeerbaar uit te harden wanneer ze worden uitgehard.
Composieten, waarbij vezels zoals glas of koolstof worden gecombineerd met harsen, worden ook op deze manier vervaardigd.
Rubbermengsels, vooral bij de productie van pakkingen en afdichtingen, behoren tot de meest geproduceerde onderdelen.
Sommige thermoplasten, met name polypropyleen en polyethyleen, kunnen worden geperst, hoewel ze vaker worden geassocieerd met spuitgieten. Dit is een optie om te overwegen wanneer de volumes te laag zijn om spuitgietgereedschap commercieel levensvatbaar te maken.
Welke producten kunnen worden gemaakt met compressiepersen?
Waar plastic of rubber onderdelen nodig zijn, is compressievorming een mogelijke optie:
Kleine tot middelgrote rubberonderdelen zoals: pakkingen, diaphragmas, kabelbeschermers, schokdempers, enz.
Gefoamde bufferonderdelen en comfortpanelen.
Grotere panelen zoals interieuronderdelen voor auto’s en vliegtuigen.
Structuurelementen met hogere belasting zoals: beugels, bevestigingen en verstevigingen, gemaakt van glasvezel/polymeercomposieten en minder vaak koolstofvezelversterkte onderdelen.
Elektrische isolatoren en connectorbehuizingen.
Huisvesting voor consumentenproducten met een lagere volumeproductie.
Waar te zoeken naar spuitgietdiensten
Bij het zoeken naar compressiepersdiensten kun je verschillende wegen verkennen om gerenommeerde aanbieders te vinden. Gebruik online gidsen en platforms die gespecialiseerd zijn in het verbinden van fabrikanten met dienstverleners. Diensten zoals XTJ® vermelden compressiepersdiensten en faciliteren contact, RFP/RFQ-processen en leveranciersbeheer. Bezoek branche-specifieke beurzen en tentoonstellingen voor directe toegang tot potentiële compressiepersdiensten. Dit maakt directe communicatie mogelijk en geeft een eerste indruk van hun capaciteiten en aanpak.
Het contact leggen met brancheverenigingen die gerelateerd zijn aan specifieke behoeften kan zeer behulpzaam zijn om de marketingrommel te doorbreken. Deze organisaties hebben vaak hun eigen gidsen of kunnen aanbevelingen doen voor betrouwbare dienstverleners, gebaseerd op de ervaringen van hun leden. Vraag aanbevelingen aan collega’s, branchecontacten of andere bedrijven in je netwerk. Mond-tot-mondreclame kan waardevol zijn bij het vinden van vertrouwde dienstverleners en betrouwbare contacten. Verken lokale productiecentra of industriële gebieden waar het gebruikelijk is om bedrijven te vinden die compressiepersdiensten aanbieden. Wees extra voorzichtig bij de beoordeling, waar geen introducties, aanbevelingen of reviews beschikbaar zijn.
Wat is het proces van compressiepersen?
Compressiepersen is een relatief eenvoudig proces dat in principe identiek is voor grote en kleine onderdelen van de meeste materialen. De sluitkracht van de gereedschappen en de uithardingstijden variëren afhankelijk van de aard van de materiaallading, en de apparatuur varieert met de grootte van de gereedschapsplaat en het laadvolume.
De mal, meestal gemaakt van staal of aluminium, wordt bedekt met een lossingsmiddel om het gemakkelijk verwijderen van het eindproduct te vergemakkelijken. Dit is meestal een siliconenolie spray.
Het materiaal, meestal een vooraf gemeten hoeveelheid thermohardende hars of rubbermengsel, wordt met de hand of door een geautomatiseerd doseersysteem in de malholte geplaatst.
De mal is gesloten, en er wordt druk uitgeoefend om het materiaal te laten stromen en zich aan de vorm van de mal aan te passen.
Hitte en druk worden gedurende een geschikte uithardingstijd gehandhaafd, waardoor het materiaal voldoende uithardt voor verwijdering, nadat het de vorm van de mal heeft aangenomen.
De mal wordt geopend, en het afgewerkte product wordt verwijderd, hetzij met de hand hetzij met een machine.
Hoe efficiënt is compressiegieten?
Efficiëntie is een complexe maat voor een industrieel proces, omdat het sterk afhangt van de verwachtingen van de gebruiker. Dit ligt aanzienlijk lager dan bij vergelijkbare spuitgietgereedschappen voor vrijwel identieke componenten — vaak zijn de kostenverschillen een factor tien in het voordeel van compressiegieten. De meeste polymeren worden geprijsd op basis van materiaalkosten, waarbij de fabricagekosten een kleiner deel van de prijs uitmaken, wat de machine/arbeidskosten en afschrijving weerspiegelt. Het is gebruikelijk dat onderdelen van compressiegietsen lagere machine- en afschrijvingskosten hebben, maar hogere arbeidskosten, dus het prijsvoordeel van het onderdeel moet per geval worden geanalyseerd. Gecomprimeerde onderdelen worden langzamer geproduceerd dan de primaire alternatieven van spuitgieten. Compressiegieten is commercieel haalbaar bij vrij lage volumes en kan kostentechnisch uitdagend worden bij hoge volumes zonder automatiseringsinvesteringen. Voor veel onderdelen zijn wandsecties te dun om betrouwbaar te kunnen gieten, waardoor alternatieven zoals transfergieten of spuitgieten nodig zijn.
Over het algemeen biedt compressiegieten voor onderdelen van matige tot hoge volume, waarbij een thermohardend materiaal vereist is en het onderdeel relatief dikke wanden heeft, een zeer efficiënte optie voor productie.
Is compressiegieten kosteneffectiever dan blaasgieten?
Er is geen eenvoudig antwoord op een kosten-batenvergelijking tussen compressiegieten en blaasgieten. Het hangt sterk af van de specifieke eisen van het project. Voor hoge volumes van eenvoudige, holle onderdelen is blaasgieten kosteneffectief. Compressiegieten kan een kosteneffectieve oplossing zijn wanneer de volumes lager zijn, onderdelen complexe vormen hebben, gereedschapskosten een belangrijke factor zijn, en thermohardende materialen vereist zijn. Het is de moeite waard op te merken dat gevallen waarin compressiegieten en blaasgieten uitwisselbare opties zijn, vrij zeldzaam zullen zijn, omdat blaasgieten over het algemeen wordt gebruikt voor het maken van fles-achtige componenten die niet gecomprimeerd kunnen worden.
Voor meer informatie, zie onze volledige gids over het blaasgietproces.
Wat zijn de voordelen van compressiegieten?
Compressiegieten biedt een reeks voordelen ten opzichte van de duidelijke alternatieve fabricagemethoden van spuitgieten, waaronder:
Lagere gereedschapskosten dan spuitgieten.
Geschiktheid voor grotere onderdelen met complexe geometrieën en variërende diktes, wat uitdagend of kostbaar kan zijn bij spuitgieten.
Compressiegieten accepteert een breder spectrum aan materialen, waaronder: thermohardende kunststoffen, composieten, rubbermengsels en zelfs sommige thermoplasten.
Verminderde materiaalverspilling, vergeleken met spuitgieten, omdat sprues en lopers voor spuitgieten over het algemeen groter in volume zijn dan de overtollige/flash van compressiegieten.
Compressiegieten is geschikt voor productie in lage volumes, met lage opstart- en afbouwkosten.
Compressiegieten blinkt uit in het produceren van dikwandige onderdelen met een uniforme dichtheid.
Wat zijn de nadelen van compressiegieten?
Compressiegieten is een krachtig gereedschap, maar er zijn dingen die het niet kan doen, zoals:
Het is slecht geschikt voor hoge volumes, en de kosten van automatisering kunnen oplopen tot het niveau van het opzetten van spuitgieten en daarboven.
Het is een langzaam proces waarbij in-tool uitharding vereist is, wat de productiviteit vermindert.
Het kan geen dunwandige onderdelen vormen.
Toleranties zijn goed, maar lager dan de precisie die bereikt kan worden door spuitgieten.
Onderdelen kunnen na het vormen een uithardingstijd vereisen om het thermohardingsproces te voltooien.
Materialen kunnen ongelijk verdeeld zijn en een slechte reproduceerbaarheid vertonen, wat de kwaliteit van het onderdeel beïnvloedt.
Hoewel de gereedschapskosten voor kleine onderdelen laag zijn, stijgen ze snel voor grotere onderdelen.
Stroom in het gereedschap is beperkt, dus slechte voorbereiding of plaatsing van de lading kan de kwaliteit van het onderdeel beïnvloeden.
Fijne details en afwerkingen kunnen moeilijk te reproduceren zijn, omdat de stroom en druk beide beperkt zijn.
Hoeveel kost de persgietvorm?
De kosten van persgieten variëren aanzienlijk, afhankelijk van de complexiteit van het onderdeel, materiaalkeuze, productievolume en gereedschapsvereisten. Over het algemeen is persgieten kosteneffectiever voor lagere productievolumes, kleinere onderdelen en eenvoudigere geometrieën.
Gereedschapskosten voor persgieten zijn vaak lager dan voor vergelijkbare spuitgegoten onderdelen, waardoor het een economische keuze is voor toepassingen die aan de optimale criteria voldoen.
Voor grootschalige productie en ingewikkelde ontwerpen biedt spuitgieten een betere kostenefficiëntie.
Hoe wordt de tonnage voor persgieten berekend?
De tonnage voor persgieten wordt berekend op basis van het geprojecteerde oppervlak van het te vormen onderdeel en de stroomkenmerken van het te vormen materiaal.
De formule is:
Tonnage = (Geprojecteerd Oppervlak × Materiaaldruk) x Veiligheidsfactor
De veiligheidsfactor houdt rekening met onzekerheden in de materiaalstroom en andere variabelen. Dit aspect vereist enige ervaring en een goed begrip van het gereedschap, de materialen en de verwerkingsaspecten.
Wat is de cyclustijd van persgieten?
De cyclustijden voor persgieten variëren aanzienlijk op basis van factoren zoals: het gebruikte materiaal, de complexiteit van het onderdeel, het ontwerp van de mal en de gebruikte gietapparatuur.
Typische cyclustijden voor persgieten liggen meestal tussen ongeveer twee minuten per cyclus voor kleine onderdelen, en kunnen oplopen tot 10 minuten per cyclus voor zwaardere secties die langer nodig hebben om voldoende uit te harden.
Materialen met hogere uithardingstemperaturen vereisen mogelijk langere uithardingstijden, wat de totale cyclustijd beïnvloedt.
Wanneer moet compressievormgeving worden gestart?
Waar het onderdeel voldoet aan de algemene vereisten van compressievormgeving, kan een evaluatie- en RFQ-proces worden gestart. De basisvereisten zijn:
XTJ rubber, stijve of samengestelde componenten zijn vereist.
Onderdelen hebben een geschikte minimale wanddikte die past bij de verwerkingsparameters van het vereiste materiaal.
De profielen zijn eenvoudig genoeg om te worden gereproduceerd in een beperkte stroom, laagdrukproces.
Onderuitsparingen ontbreken (voor stijve materialen) en zijn bescheiden van omvang voor elastomeren.
De onderdelen worden in geschikte volumes vereist — waar kleine onderdelen in meerdere kamers kunnen worden gevormd voor een hogere verwerkingsdoorvoer, maar grotere onderdelen ook met enkelvoudige mal worden gemaakt.
Hoe kan XTJ® u helpen leveranciers van compressievorming te vinden?
XTJ® biedt een uitgebreid platform dat bedrijven verbindt met productie- en fabricagediensten, waaronder gespecialiseerde compressievormleveranciers die een duidelijke en goed vertegenwoordigde categorie vormen.
Door toegang te krijgen tot XTJ Machinepark, kunnen geïnteresseerden een uitgebreide database van leveranciers raadplegen, filteren op locatie, capaciteiten, certificeringen en een breed scala aan andere criteria. De zoekfunctie van het platform stelt gebruikers in staat betrouwbare compressievormleveranciers te vinden, gedetailleerde bedrijfsprofielen te bekijken, klantbeoordelingen te lezen en de capaciteiten van leveranciers te beoordelen.
XTJ® biedt een gestroomlijnd proces voor het ontdekken van leveranciers, waardoor gebruikers diensten kunnen vergelijken, offertes kunnen aanvragen en weloverwogen beslissingen kunnen nemen bij het vergelijken van concurrerende aanbiedingen. Deze bron is waardevol voor het efficiënt vinden van betrouwbare leveranciers die aansluiten bij specifieke projectvereisten en kwaliteitsnormen.
Wat is het verschil tussen compressievorming en spuitgieten?
Beide processen streven ernaar polymeren te vormen zodat ze voldoen aan een openbare mal, waarbij het polymeer wordt omgezet van een viscose vloeistof naar een stijve of elastomeerachtige vaste stof in het vormproces.
De verschillen zijn echter aanzienlijk. Spuitgietgereedschappen zijn groot, complex en zelfuitlijnend, en bevinden zich dicht bij het injecteren van vloeibaar polymeer en openen zich zodra het polymeer afkoelt om het onderdeel te verwijderen. Compressievormgereedschappen bestaan uit twee eenvoudige, machinaal geplaatste platen met de mal gesplitst tussen de twee platen.
Spuitgieten brengt semi-vloeibaar materiaal via een kleine injectiepoort in en vult de mal onder hoge druk, waarbij de druk wordt behouden terwijl de lading afkoelt, om krimp te compenseren. Compressievorming laadt de onderste plaat van de mal met een voorbereid volume van half-gehard materiaal en sluit vervolgens de gereedschap om de lading in de mal te persen, waar het meestal wordt verhit om gedeeltelijke hardheid te bereiken. Krimppercentages zijn lager, maar worden niet gecompenseerd, waardoor enige afname in afmetingen mogelijk is.
Eenmaal gevormd, opent het spuitgietgereedschap en duwen ingebouwde uitdrijvers de afgewerkte onderdelen en eventuele aangebrachte toevoerstructuren uit de mal. Wanneer het compressievormde onderdeel is uitgehard, wordt het gereedschap geopend en wordt het onderdeel met de hand verwijderd.
Gespuitgiette onderdelen worden bijgesneden om toevoerresten te verwijderen en worden daarna als afgewerkt beschouwd. Compressievormde onderdelen kunnen vent- en flash-bijsnijdingen vereisen en worden vervolgens vaak door een eindharde proces gehaald.
XTJ is een toonaangevende OEM-fabrikant die zich inzet voor het bieden van one-stop productieoplossingen van prototype tot productie. We zijn trots op ons ISO 9001 gecertificeerde systeem voor kwaliteitsbeheer en vastbesloten om waarde te creëren in elke klantrelatie. Dat doen we door samenwerking, innovatie, procesverbeteringen en uitzonderlijk vakmanschap.
