Muovimuotti

Muovimuotin valmistus on pitkälti koneistusta; yleisimmät työkoneet ovat CNC-työstökeskus ja kipinätyöstökone. Lankasahaus, lasertyöstö ja etsaus ovat myös paljolti muotinvalmistuksessa käytettyjä menetelmiä.

Muotinvalmistus edellyttää koneistusosaamista

Muovimuottien valmistuksessa käytettävissä koneissa on tapahtunut selkeä muutos reilun vuosikymmenen aikana. Numeerisesti ohjatut työstökoneet ovat nykyään välttämätöntä arkipäivää muottiosastoilla.

Suunnitteluohjelmien avulla saadaan luotua kaksoiskaarevia pintoja, joiden koneistaminen ei enää onnistu ilman asianmukaisia työstökoneita ja CAD/CAM-ohjelmia. Tuotteen muodot otetaan 3D-tiedostona ensin CAD-ohjelman käsiteltäväksi, jonka avulla suunnitellaan ruiskuvalumuotti. Ruiskuvalumuotin muodot siirretään edelleen 3D-muodossa CAM-ohjelmaan, jonka avulla luodaan työstöäradat koneistuskeskukselle. Työstöradat siirretään yleensä lähiverkkoa pitkin tietokoneelta työstökoneelle niiden suuruuden takia.

Karhumuovi käyttää Powermill-nimistä CAM-ohjelmaa työstöratojen tekemiseen.

Teräsmateriaalien valinta ja ominaisuudet

Muovimuotin valmistus edellyttää teräksiltä erityisiä ominaisuuksia. Terästen valinnassa muovimuottien valmistaja joutuu ottamaan huomioon seuraavia asioita:

  • taloudellisen koneistamisen edellyttävät ominaisuudet
  • lämpökasittelyn mahdollisuus ilman ongelmia
  • riittävä sitkeys ja lujuus
  • kiilloitettavuus
  • lämmön- ja kulutuskesto
  • hyvä lämmönsiirtokyky
  • ruosteenkesto
  • alhainen loviherkkyys

Muovimuotti sisältää standardikomponentteja

Muovimuotin valmistuksessa käytetään paljon standardimitoitettuja muottirunkoja. Muotin perusrakenne valupäästä alkaen on etupuolen kiinnityslevy, muottilevyt, tukilevy, ulostyöntöpalkit ja ulostyöntölevy sekä takapuolen kiinnityslevy. Lisäksi tarvitaan ainakin suutin, ohjaustapit- ja holkit, kiinnitysruuvit, keskitysrengas, ulostyöntötapit ja perätappi Standardiosien ensisijainen tarkoitus on nopeuttaa valmistusta, koska muotinvalmistus on muutenkin pitkä prosessi. Muotin valmistusaika on Karhumuovissa keskimäärin 6-10 viikkoa.

Standardiosien lisäksi on tarjolla komponentteja erikoissovelluksiin, kuten muotteihin, joissa tarvitaan liikkuvia osia vastapäästöjen takia tai jos muotin täytyy aueta useammasta kohtaa.. Näitä ovat mm. vinokiilat, supistuvat keeernat, kierteytysmekanismit, sivulinkut tai kaksivaiheulostyöntäjä valukanavan ja tuotteen eriaikaiseen ulostyöntöön.

Ruiskuvalumuotti tulee viimeistellä

Muovituotteen vaatima pinnanlaatu määrittää miten muottilevyjen muottipesät on käsiteltävä. Hienompi pinnanlaatu on kalliimpaa toteuttaa, joten se on otettava huomiooon tuotteen pinnanlaatua määriteltäessä. Tuotteen pinnanlaatu määritetään yleensä normien avulla. Näitä ovat esimerkiksi SPI-SPE muottien pintanormi ja VDI-3400 kipinätyöstöpintanormi. Yleisimmät pintakäsittelyt ovat hionta, kiillotus ja kipinätyöstö. Hiekkapuhallus, etsaus ja pinnoitus ovat myös käytettyjä pintakäsittelytapoja.

Kipinätyöstössä koneistetaan haluttu muoto ns. elektrodiin, joka on yleensä kuparista tai grafiitista. Kipinätyöstettävää aihiota pidetään öljykylvyssä. Öljy toimii dielektrisenä eristenesteenä. Elektrodin ja aihion välille luodaan tasavitalähteen avulla jännite-ero, jonka avulla materiaa saadaan ohjauksen kautta hallitusti purkaantumaan aihiosta kipinöinnin kautta. Kipinöinti kuluttaa elektrodia, jonka takia yleensä valmistetaan rouhintaelektrodi isommalla kipävälillä noin 0.4 mm ja viimeistelyelektrodi pienemmällä noin 0,1 mm kipinävälillä.

Ruiskupuristusmuotti ja sen tärkeimmät elementit

Valukanavisto

Sula raaka-aine siirtyy muotissa tuotepesiin valukanavan kautta. Yleisin ja muotin valmistuksen kannalta edullisin valmistaa on avokanava. Se pyritään tekemään poikkileikkaukseltaan pyöreäksi, koska näin ses sisus pysyy sulana pisimpään sallien jälkipaineen vaikuttaa mahdollisimman pitkään. Valukanavan kuuluu jähmettyä viimeiseksi, jotta tuotepesät saadaan kunnolla täyteen. Tämän takia sen seinämä mitoitetaan 1-1.5 mm tuotteen seinämää isommaksi. Valukanava yhdistetään tuotteeseen tunnelikanavalla tai kalvolla. Muotin teossa on tärkeää varmistaa, että valukanava jää muotin auettua ulostyöntöpuoleen kiinni. Tämä varmistetaan tarpeen tullen tekemällä vastapäästöjä eli ”purentoja” valukanavan ulostyöntöpuolelle.

Kuumakanavamuotti toteutetaan kuumakanavia ja kuumasuuttimia käyttäen. Tämä on järkevää, jos muotti on monipesäinen ja ajomäärät isoja. Tuote voi myös olla niin iso, että se täytyy täyttää useammasta kohtaa kuumasuuttimien avulla. Kuumasuutinrungot suuttimineen tilataan yleensä valmiina kokonaisuuksina liitettäväksi muottiin.

Ulostyöntö

Ulostyöntö toteutetaan yleisimmin ulostyöntötappien avulla. Niiden mitoituksessa on huomioitava sopivien välyksien käyttö koneistuksessa, jottei tapahdu kiinnileikkaantumista ja muotin vaurioitumista. Ulostyöntö kannattaa tukea liukulaakereilla, jos ulostyöntötappien etäisyydet ovat isoja. Isoissa ulostyöntölevyissä voidaan myös käyttää monipistetuentaa, jos käytettävä kone antaa siihen mahdollisuuden.

Ilmanpoisto

Hyvän ilmanpoiston tärkeyttä ei voi väheksyä. Muottia tilattaessa muualta kuin puristajalta on syytä kiinnittää siihen erityistä huomiota. Muottien valmistajat eivät välttämättä kiinnitä ilman poistumiseen muotista suurta huomiota. Ruiskupuristajalle se voi tietää suuria ongelmia, kun tuotetta ei saada kunnolla täyteen muuten kuin ”kikkailemalla” ajoarvojen kanssa mikä puolestaan voi johtaa esimerkiksi jälkijännityksiin tuotteessa tai turhan pitkiin jaksoaikoihin.

Ilma poistuu osittain muotista ulostyöntötappien kautta mutta yleensä vaaditaan lisäratkaisuja. Yleisin tapa on hioa muotin jakotasoon ilmanpoistumiskanavat viimeisimpiin täyttymiskohtiin. Kanavat on porrastettava suuntaa antavasti niin, että muottipesästä lukien ensimmäinen porras on noin 0,02 mm korkea ja noin 5 mm leveä ja sitten 0,5 mm korkea ja 10 mm leveä ja sen jälkeen korkeus voi olla 1- 2 mm. Hankalimmista paikoista ilma on johdettava esimerkiksi ilmanpoistotapeilla tai irtopalojen avulla.

Merkinnät

Muotteihiin voidaan tehdä merkintöjä kaivertamalla, lasertyöstöllä ja kipinöimällä. Yleisimmin muottiin tehdään raaka-ainemerkintä ja vuosikello. Näihin on saatavilla myös valmiita erikokoisia muottiin asennettavia inserttejä. Raaka-aine merkinnät on standardoitu muovien kierrättämisen helpottamiseksi.

muovimuotti-valmistuksessa

Vaativaa ja laadukasta konepajaosaamista.


Ammattitaidolla uudet muotit ja muottihuollot.

muovimuotin-valmistusta muovityokalu-valmistuksessa