Wat is kunststof spuitgieten ?

Spuitgieten is een vormgeeftechniek voor thermoplasten en metalen met een laag smeltpunt. Dit artikel gaat over het spuitgieten van kunststoffen of in het Engels ook wel plastic genoemd. In het bijzonder gaat het hier over thermoplasten. Voor het (spuit)gieten van metalen zie gieten.

Met spuitgieten wordt kunststof dat aangevoerd wordt als granulaat of poeder, gesmolten tot een visceuze massa en wordt deze onder hoge druk ingespoten in een matrijs waarvan de holte (of caviteit) de vorm is van het gewenste product. Door afkoeling stolt de kunststof en krijgt men het gewenste product.

Spuitgieten is één van de meest gebruikte vormgevingstechnieken voor kunststof onderdelen.

Spuitgietprocess

Een schroef (extruder)(1) drukt het kunststof (granulaat)(2) door een kleine inspuitopening (spuitmond) (3) in de matrijs ( 4 & 6). Hierin bevindt zich een holte (caviteit) (5). Het inmiddels gesmolten kunststof stroomt door de inspuitopening en vult de holten van het gereedschap. Vervolgens wordt het gekoeld. Hierdoor stolt het materiaal en neemt het de vorm aan van de gereedschapholten (5). Het gereedschap wordt, nadat het materiaal voldoende is afgekoeld, geopend door het boven deel (6) horizontaal te verplaatsen. Vervolgens wordt het product, door uitwerpers (stiften) uit het geopende gereedschap (4) gedrukt. Door de zwaartekracht valt het product uit de matrijs in een opvangbak, of bij producten die niet mogen beschadigen pakt een robot ze uit de matrijs. Nadat het weer gesloten is kan aan de volgende productie gang begonnen worden.

De spuitgietmatrijs

 

Een spuitgietmatrijs bestaat in principe uit 2 stalen helften waar respectivelijk de buitenkant en binnenkant van het onderdeel in negatief wordt vervaardigd. Dit gebeurt door middel van frezen, vonkerosie, slijpen. De 2 helften bewegen in tegengestelde richting om de matrijs te openen en te sluiten. Bij complexe onderdelen heeft met shuiven of slides nodig. Schuiven bewegen in een richting dwars op de open/sluit richting van de matrijshelften en verhogen de kostprijs van een matrijs met gemiddeld 30%. Een spuitgietmatrijs is relatief duur, maar door een groot aantal producten te produceren kan de stukprijs laag blijven waardoor het product economisch interessant wordt. Het ontwerpen van spuitgietmatrijzen is een vak apart. Bij het ontwerp van een matrijs moet natuurlijk rekening gehouden worden met de vorm van het product, maar ook met de eigenschappen van het te gebruiken kunststof. Met name om krimpverschijnselen en daaraan gekoppelde vervormingen tegen te gaan. Verder moet rekening gehouden worden met de eigenschappen en grootte van de spuitgietmachine en de gestelde eisen om de geplande productiecapaciteit te halen (cyclustijd). Aangezien ongeveer de helft van de cyclus bestaat uit afkoelen van het kunststof, wordt hier de meeste aandacht aan besteed. Het ontwerpen van spuitgietmatrijzen is daardoor een proces waarbij kwaliteit, snelheid en kostprijs de belangrijkste parameters vormen.