Selecció de materials per a motlles de bufat
Emmotllament per bufat, un procés de conformació per a la fabricació de productes de plàstic buits, va evolucionar a partir de les tècniques de bufat d'envasos de vidre i es va convertir en la tecnologia d'emmotllament per bufat de plàstic a la dècada de 1930. L'emmotllament per bufat és un mètode de conformació de plàstic on un parís calent tancat dins d'un motlle s'infla per pressió d'aire en un producte buit.
Els motlles de bufat generalment es classifiquen en dos tipus principals segons el procés de formació de paris: motlles d'extrusió de bufat i motlles de bufat d'injecció. També es poden classificar en motlles de bufat normals i motlles d'estirament de bufat en funció de si hi ha estiraments.
Emmotllament per extrusió per bufatconsisteix a fondre i plastificar material termoplàstic, extruir un parison a través d'un capçal d'extrusora, col·locar aquest parison en un motlle i després introduir aire comprimit per inflar-lo. El parís inflat es refreda i s'incorpora al producte final.Emmotllament per injecció per bufatutilitza una màquina d'emmotllament per injecció per injectar material fos en un motlle per formar el parís. A continuació, aquest parís es transfereix mentre està calent a un motlle de bufat on s'introdueix aire per inflar-lo.Estirament per bufatconsisteix a escalfar una-parison prefabricada a una temperatura adequada, col·locar-la en un motlle, estirar-la axialment amb una vareta d'estirament i, després, bufar aire per aconseguir l'estirament transversal. Els motlles d'estirament de bufat es poden dividir encara més en processos d'un-pas (parison en calent) i de dos-passos (parison en fred) en funció de com es fa la preforma.
Un motlle d'extrusió per bufat consta principalment de dues meitats de motlle femení, tal com es mostra a la figura següent. Com que els motlles de bufat funcionen amb càrregues elevades durant la producció en massa, les zones propenses a desgastar-se i danyar-se, com ara la boca, el coll i les zones de tall, sovint es fan com a insercions. Això facilita la substitució d'aquestes peces, garanteix la durabilitat del motlle i també simplifica la fabricació del motlle i els ajustaments dimensionals del producte per a productes amb aspectes complexos.
1. Inserció bucal; 2. Inserció de coll; 3. Cos de l'ampolla; 4. Ventilació corporal;
Inserció inferior; 6. Ranc de flaix inferior; 7. Sistema de refrigeració.
Selecció de materials per a motlles de bufat
1. Materials d'aliatge d'alumini
Els motlles de bufat d'alumini ofereixen avantatges com ara pes lleuger, ràpida transferència de calor, bona conductivitat tèrmica, excel·lent mecanització i baixa densitat. No obstant això, l'alumini té una duresa més baixa, és propens al desgast, una soldabilitat pobra després del dany i un cost de material relativament més elevat. A més, quan els canals de refrigeració es formen directament en motlles d'aliatge d'alumini, es necessiten requisits de qualitat més alts per a l'aigua de refrigeració i la força de les connexions roscades és relativament més feble.
2. Materials d'acer estructural
Normalment, per a grans tirades de producció, llargs temps de producció i tenint en compte la necessitat d'una gran resistència i duresa a les zones de tall de motlles, l'ús d'acer estructural és més efectiu. Tot i que la seva conductivitat tèrmica és inferior a l'alumini i els aliatges de coure beril·li, el disseny eficaç del canal de refrigeració pot millorar significativament la transferència de calor.
(a) Acer baix-de carboni
L'ús d'acer de baix-carboni per a la cavitat del motlle ofereix avantatges únics quan la capacitat de l'equip de mecanitzat és limitada. L'acer de baix-carboni té una bona soldabilitat, facilitant els processos de soldadura. Per a alguns motlles de bufat grans o molt grans amb un volum important, on els canals de refrigeració necessaris són profunds i llargs i difícils de formar per perforació, es pot utilitzar una construcció laminada i soldada amb acer de baix-carboni per formar els canals de refrigeració, o fins i tot la pròpia cavitat. Això pot complir els requisits tècnics per a productes on l'alta precisió del motlle no és crítica. La superfície dels motlles de bufat fets d'acer de baix-carboni es pot tractar amb cementació o nitruració. La cementació/nitruració en motlles d'acer de baix-carboni usats pot allargar la seva vida útil.
(b) Acer al carboni mitjà-o acer mitjà-aliatge al carboni
Aquests materials s'utilitzen normalment directament per formar cavitats de motlle, plaques de base de motlle i altres components. Són aptes per a motlles de bufat on els canals de refrigeració es poden mecanitzar directament.
(c) Acer d'alt-carboni o acer d'aliatge d'alt-carboni
Els acers d'alt-carboni o els acers d'aliatge d'alt-carboni s'utilitzen habitualment per guiar i localitzar components de motlles de bufat, així com peces especials resistents al desgast-.
3. Materials d'acer inoxidable
L'acer inoxidable s'utilitza sovint per a motlles que produeixen productes modelats per bufat-mitjana i petita-mida que requereixen una gran qualitat de superfície i lots grans. Els motlles d'acer inoxidable ofereixen una bona estabilitat dimensional de la cavitat, un alt acabat superficial i una excel·lent resistència a la corrosió, proporcionant avantatges únics per als productes que exigeixen una gran qualitat superficial i grans volums de producció.
4. Materials d'aliatge de coure de beril·li
Els aliatges de coure de beril·li posseeixen excel·lents propietats completes, cosa que els fa especialment adequats per a productes modelats per bufat-mitjans i mitjans-i motlles de producció de gran-volum. Actualment, als motlles de bufat d'alumini, sovint s'utilitza coure de beril·li per fer insercions de fulles tallades-amb bons resultats. Els aliatges de coure de beril·li contenen normalment aproximadament un 2,75% de beril·li i un 0,5% de cobalt, i la resta és principalment coure. Variar el contingut de beril·li pot ajustar la força, la duresa, la conductivitat tèrmica, la resistència a la corrosió i la resistència al desgast de l'aliatge. Tanmateix, el cost del material d'aliatge de coure de beril·li és relativament elevat. La pols de coure de beril·li és perillós per a la salut i requereix precaucions durant el processament.
Consideracions per a la selecció del material
1. Seleccioneu els materials en funció del volum de producció
Requisits de qualitat de superfície elevats, gran volum de producció: preferiu els acers de motlle d'alta qualitat-.
Requisits baixos de qualitat superficial, gran volum de producció: es pot triar acers al carboni normals.
Requisits baixos de qualitat superficial, volum de producció petit/mig: es poden utilitzar materials generals com l'aliatge d'alumini o l'acer al carboni normal.
2. Seleccioneu els materials basats en el mètode de fabricació de motlles
Cavitat de motlle mecanitzat per CNC: es pot utilitzar acers al carboni de qualitat o altres acers de motlle.
Motlle construït amb construcció laminat/soldada: pot utilitzar acer de baix-carboni.
Motlle fet per fosa i mecanitzat: pot utilitzar aliatge d'alumini fos.
3. Seleccioneu materials basats en components estructurals del motlle
Cavitat del motlle: es pot triar l'aliatge d'alumini quan els requisits de resistència no són alts.
Vores de tall i àrees de fil: quan es requereixi una gran resistència, utilitzeu materials d'alta-qualitat com l'aliatge de coure beril·li o l'acer al carboni de qualitat com a insercions.
Components i insercions de ventilació: per a requisits d'alta precisió i acabat superficial, utilitzeu materials de motlle d'alta qualitat-com ara l'aliatge de coure beril·li o l'acer inoxidable.
Guia i peces de localització: per a requisits d'alta resistència i resistència al desgast, utilitzeu materials amb una duresa més alta, com ara l'acer d'alt-carboni.
Tractament tèrmic de materials de motlle
El tractament tèrmic dels motlles de bufat és crucial. Per als motlles fets d'acer, el tremp es realitza generalment després del mecanitzat en brut per minimitzar la distorsió. Després del temperat, s'aconsella deixar reposar el motlle durant 24-48 hores abans de procedir a acabar el mecanitzat. Per a les zones de tall, es pot aplicar un enduriment local per augmentar la seva duresa.
Les peces de guia i col·locació es poden tractar mitjançant mètodes d'extinció. Els motlles fets per fosa d'alumini haurien de sotmetre's a un tractament d'envelliment per allargar la seva vida útil.
Per a motlles de bufat que requereixen una llarga vida útil i destinats a lots de producció molt grans, el tractament de nitruració es pot aplicar després de l'emmotllament de prova amb èxit per garantir la durabilitat.