Turnarea prin injecție BMC vs turnarea prin compresie: care proces este mai bun?

Bulk Molding Compound , cunoscut în mod obișnuit sub numele de BMC, este un compozit termorigid gata de turnat, utilizat pentru fabricarea de componente puternice, stabile din punct de vedere dimensional, rezistente la căldură și izolatoare electric. Un material BMC tipic combină rășină poliesterică nesaturată sau vinilesterică, fibră de sticlă mărunțită, materiale de umplutură minerale, pigmenți, agenți de eliberare a mucegaiului și aditivi specifici aplicației.

Deoarece compusul de turnare BMC oferă o fluiditate excelentă și poate umple cavități complexe, acesta poate fi procesat atât prin turnare prin injecție, cât și prin turnare prin compresie. Cu toate acestea, aceste două procese diferă considerabil în ceea ce privește echipamentul, fluxul de materiale, scule, eficiența producției, orientarea fibrelor, geometria pieselor și performanța finală.

Prin urmare, alegerea între turnarea prin injecție BMC și turnarea prin compresie BMC nu este doar o chestiune a procesului care este mai avansat. Alegerea corectă depinde de proiectarea componentelor, volumul de producție, cerințele mecanice, toleranțele dimensionale, proprietățile electrice, calitatea suprafeței și costul de fabricație.

Acest ghid compară turnarea prin injecție BMC cu turnarea prin compresie și explică modul în care producătorii pot selecta procesul adecvat și compusul BMC pentru aplicații electrice, auto, industriale și de aparate.

Ce este materialul BMC?

BMC este un compus de turnare termorigid, asemănător aluat, armat cu fibre, furnizat în vrac. Spre deosebire de Sheet Molding Compound, sau SMC, care este furnizat sub formă de foaie și conține în mod normal fibre de sticlă mai lungi, BMC utilizează în general fibre tăiate mai scurte și oferă o fluiditate mai mare.

Compoziția unui material BMC poate fi ajustată în funcție de aplicația dorită, procesul de turnare și cerințele de performanță.

Componentele tipice ale compusului de turnare BMC

O formulare convențională BMC din fibră de sticlă poate include:

·  Rășină poliesterică nesaturată sau vinilesterică

·  Armatura din fibra de sticla tocata

·  Carbonat de calciu, hidroxid de aluminiu sau alte materiale de umplutură

·  Aditivi cu contracție scăzută

·  Aditivi ignifugă

·  Pigmenti si coloranti

·  Agenți interni de dezmembrare

·  Catalizatori, inhibitori și aditivi de procesare

Fiecare componentă afectează comportamentul compusului de turnare BMC în timpul procesării și proprietățile piesei finite.

Sistemul de rășini influențează rezistența chimică, performanța termică, contracția la turnare și comportamentul la întărire. Fibra de sticlă tăiată îmbunătățește rezistența la tracțiune, rezistența la încovoiere, rezistența la impact și stabilitatea dimensională. Materialele de umplutură minerale ajută la controlul costurilor, fluidității, aspectului suprafeței, contracției și performanței ignifuge.

JLON furnizează compuși BMC personalizabili pentru izolație electrică, componente auto, carcase industriale și alte produse turnate prin injecție sau prin compresie. Tipul de rășină, conținutul de fibră de sticlă, culoarea, rezistența la flacără, fluiditatea și proprietățile mecanice pot fi ajustate în funcție de aplicarea clientului și condițiile de turnare.

Ce este turnarea prin injecție BMC?

Turnarea prin injecție BMC folosește o mașină specializată de turnare prin injecție termostabilită. Compusul BMC este introdus în mașină, transportat printr-un butoi cu temperatură controlată și injectat sub presiune într-o matriță închisă încălzită.

Temperatura matriței inițiază reacția de întărire. După ce materialul BMC umple cavitatea și se întărește suficient, matrița se deschide și componenta finită este ejectată.

Cum funcționează procesul de turnare prin injecție BMC

Compusul BMC este mai întâi încărcat în sistemul de alimentare cu material. Un șurub sau piston mută apoi materialul prin cilindru și îl injectează prin duză, canale și porți în cavitatea matriței încălzită.

După ce cavitatea este umplută, se întărește rășina termorezistabilă la căldură și presiune. Apoi matrița se deschide, iar știfturile ejectorului eliberează componenta turnată. Porțile, curele și blițul sunt îndepărtate atunci când este necesar.

Spre deosebire de turnarea prin injecție termoplastic, BMC întărit nu poate fi topit și prelucrat din nou. Prin urmare, controlul temperaturii este critic. Butoiul trebuie să rămână suficient de rece pentru a preveni întărirea prematură, în timp ce matrița trebuie să furnizeze suficientă căldură pentru a finaliza reacția de întărire în timpul ciclului necesar.

Avantajele modelării prin injecție BMC

Turnarea prin injecție BMC este eficientă în special pentru componente relativ mici, complexe și de volum mare.

Potrivit pentru geometrii complexe

Injecția de înaltă presiune permite materialului BMC să umple cavitățile înguste, nervurile, boșurile, găurile și alte caracteristici complicate. Funcțiile multiple pot fi adesea integrate într-o singură piesă turnată, reducând prelucrarea secundară și asamblarea.

Acest lucru face ca turnarea prin injecție să fie potrivită pentru componente electrice, conectori, carcase de terminale și piese de automobile cu geometrie detaliată.

Eficiență ridicată a producției

Odată ce mașina, matrița și parametrii procesului au fost configurați corespunzător, turnarea prin injecție poate oferi alimentare automată, greutate repetabilă a împușcăturii și cicluri de producție relativ scurte.

Procesul este, prin urmare, atractiv pentru comenzile mari care necesită producție constantă și forță de muncă redusă pe componentă.

Repetabilitate dimensională bună

Alimentarea automată a materialului și parametrii de injecție controlați ajută la menținerea greutății și dimensiunilor uniforme ale piesei. Acest lucru este important pentru piesele electrice de precizie, componentele aparatului și produsele industriale care trebuie să se potrivească cu precizie în timpul asamblarii.

Manipulare manuală redusă a materialelor

În mod normal, operatorii nu trebuie să cântărească și să poziționeze o încărcare BMC separată pentru fiecare ciclu. Hrănirea automată reduce munca manuală și limitează variațiile cauzate de greutatea sau plasarea inconsecventă a încărcăturii.

Potrivit pentru turnare cu inserție

Terminalele, inserțiile filetate și alte componente metalice pot fi poziționate în interiorul matriței înainte de injectare. Compusul BMC curge în jurul inserțiilor și formează o componentă turnată integrată.

Turnarea cu inserții este utilizată pe scară largă în aplicații electrice și electromecanice.

Limitările modelării prin injecție BMC

Turnarea prin injecție BMC creează, de asemenea, câteva provocări tehnice.

Compusul BMC se confruntă cu forfecare considerabilă pe măsură ce se deplasează prin butoi, duză, canale, porți și cavitatea matriței. Forfecarea excesivă poate deteriora fibrele de sticlă tăiate și poate reduce lungimea efectivă a acestora.

Căile lungi de curgere pot produce, de asemenea, orientarea fibrelor, linii de sudură și proprietăți mecanice neuniforme. Aceste efecte trebuie luate în considerare atunci când componenta are cerințe structurale sau de rezistență la impact.

Mașinile de injecție și mașinile specializate de injecție termorigide necesită, în general, investiții semnificative. Prin urmare, procesul poate fi neeconomic pentru prototipuri sau producție de volum redus.

Designul de rulare și porți este, de asemenea, critic. Poziționarea proastă a porții poate cauza aer prins, umplere incompletă, urme de arsuri, linii de sudură, expunere la fibre și calitate neuniformă a suprafeței.

Un grad BMC conceput pentru turnarea prin compresie poate să nu ofere automat fluiditatea și stabilitatea procesării necesare pentru turnarea prin injecție.

Ce este turnarea prin compresie BMC?

Turnarea prin compresie BMC plasează o cantitate pre-cântăritată de material BMC direct într-o cavitate deschisă, încălzită a matriței. Forma se închide și aplică presiune, făcând compusul să curgă prin cavitate.

Căldura activează sistemul de întărire. Odată ce piesa BMC s-a întărit suficient, matrița se deschide și componenta este îndepărtată.

Cum funcționează procesul de turnare prin compresie BMC

Cantitatea necesară de compus BMC este cântărită și preparată înainte de turnare. Încărcarea este plasată într-o poziție selectată în interiorul matriței încălzite.

Apoi matrița se închide la o viteză controlată. Pe măsură ce presiunea crește, încărcarea BMC curge spre exterior și umple cavitatea, inclusiv nervuri, boșuri și alte caracteristici turnate.

Căldura și presiunea sunt menținute până când materialul s-a întărit. Forma se deschide, componenta este ejectată și orice blitz este îndepărtat.

Dimensiunea, forma și amplasarea încărcării afectează distanța pe care trebuie să o parcurgă materialul. Designul corect de încărcare ajută la reducerea orientării fibrelor, captării aerului, liniilor de sudură și umplerii incomplete.

Avantajele modelării prin compresie BMC

Turnarea prin comprimare este utilizată pe scară largă pentru componentele BMC de dimensiuni medii și relativ groase care necesită performanțe mecanice și electrice stabile.

Forfecare redusă a materialului

Deoarece încărcarea BMC este plasată direct în interiorul matriței, nu trebuie să treacă printr-un sistem de butoi, duză, canal și poartă.

Forfecarea mai scăzută poate ajuta la păstrarea mai multă lungime a fibrei de sticlă tocată inițială și la reducerea daunelor de procesare a armăturii.

Retenție mai bună a lungimii fibrelor

Menținerea lungimii fibrei poate îmbunătăți eficiența de armare a materialului BMC. Pentru unele piese, aceasta poate oferi o performanță mecanică mai bună decât un proces de injecție care expune compusul la forfecare ridicată.

Performanța reală depinde în continuare de formularea BMC, modelul de încărcare, distanța de curgere, designul matriței și condițiile de procesare.

Flux de material mai simplu

Încărcarea directă creează o cale de curgere mai scurtă și mai simplă între compusul BMC brut și cavitatea finală a matriței.

Acest lucru poate facilita procesarea materialelor cu conținut mai mare de fibră de sticlă, fluiditate mai mică sau formulări speciale electrice și ignifuge.

Deșeuri ale alergătorului inferior

În mod normal, turnarea prin comprimare nu necesită același sistem de rulare ca și turnarea prin injecție. Acest lucru reduce risipa de rulare întărită și poate îmbunătăți utilizarea materialului.

Deoarece BMC termorigid întărit nu poate fi topit, reducerea deșeurilor poate avea un efect semnificativ asupra costului total de producție.

Cantitati flexibile de productie

Turnarea prin comprimare poate fi economică pentru volume de producție mici spre medii în care investiția într-un sistem automat de turnare prin injecție BMC nu poate fi justificată.

Procesul poate susține, de asemenea, volume mari de producție atunci când sunt utilizate sisteme automate de pregătire și manipulare a încărcăturii.

Potrivit pentru piese mai mari sau mai groase

Turnarea prin comprimare este adesea selectată pentru capace, carcase, suporturi izolatoare și componente industriale care sunt mai mari sau mai groase decât piesele turnate prin injecție tipice.

Limitările modelării prin compresie BMC

Turnarea prin comprimare necesită de obicei mai multă pregătire și manipulare a materialului. Încărcarea BMC trebuie cântărită și poziționată în mod constant.

Greutatea sau plasarea incorectă a încărcării poate duce la umplere incompletă, fulger excesiv, orientare a fibrelor, aer prins și variații în greutatea părții.

Procesul poate fi, de asemenea, mai puțin potrivit pentru piese extrem de complexe cu pereți foarte subțiri, canale de curgere înguste sau numeroase caracteristici detaliate.

Deși turnarea prin compresie poate fi automatizată, încărcarea manuală are ca rezultat, în mod normal, o productivitate mai scăzută decât o linie de turnare prin injecție BMC complet automatizată.

Turnarea prin injecție BMC vs turnarea prin compresie: diferențe cheie

Următoarea comparație arată cele mai importante diferențe dintre cele două metode de procesare BMC.

Proprietăți mecanice și orientare a fibrelor

Proprietățile unei componente BMC finite depind nu numai de formularea materialului, ci și de modul în care curge compusul în timpul turnării.

Deteriorarea fibrelor în turnarea prin injecție BMC

În timpul turnării prin injecție, fibrele de sticlă tăiate pot experimenta forfecare în șurubul de alimentare, cilindrul, duza, canalul și poarta.

Condițiile de injecție agresive pot scurta fibrele și pot reduce eficiența armăturii. Porțile mici, vitezele mari de injecție și sistemele de rulare lungă pot crește acest efect.

Acest lucru nu înseamnă că piesele BMC turnate prin injecție sunt în mod inerent slabe. Un BMC de calitate pentru injecție proiectat corespunzător, un sistem de poartă adecvat și viteza de injecție controlată pot produce în continuare proprietăți mecanice excelente.

Cu toate acestea, influența prelucrării asupra lungimii fibrei ar trebui evaluată atunci când rezistența structurală și performanța la impact sunt importante.

Orientarea fibrelor în turnarea prin compresie BMC

Turnarea prin comprimare expune în mod normal compusul BMC la forfecare mai puțin severă. Cu toate acestea, distanțe mari de curgere pot încă alinia fibrele în direcția fluxului de material.

Această orientare poate produce proprietăți mecanice diferite în direcții diferite. Componenta poate fi mai puternică de-a lungul direcției de curgere și mai slabă peste ea.

Un model de încărcare proiectat corespunzător ar trebui să reducă fluxul inutil, permițând totodată materialului să umple întreaga cavitate a matriței.

Factori care afectează puterea BMC finală

Factorii importanți includ:

·  Lungimea originală a fibrei de sticlă tocată

·  Conținut de fibră de sticlă

·  Umidificarea și dispersia fibrelor

·  Sistem de rășină și umplutură

·  Viteza de injectare

·  Viteza de inchidere a matritei

·  Presiunea de turnare

·  Temperatura mucegaiului

·  Proiectare porti

·  Plasarea taxelor

·  Distanța de curgere a materialului

·  Gradul de vindecare

Pentru componentele critice, eșantioanele de testare turnate în condiții reale de producție oferă informații mai fiabile decât datele generice despre materiile prime.

Ce proces este mai bun pentru piesele complexe?

Turnarea prin injecție BMC este în general mai bună pentru componentele mici cu forme complicate, secțiuni subțiri, nervuri detaliate, conectori integrați sau toleranțe dimensionale strânse.

Aplicațiile tipice includ:

·  Componente întrerupătoare electrice

·  Piese de întrerupător

·  Componente motor și bobine

·  Suporturi pentru perii

·  Componentele aparatului

·  Conectori

·  Carcase terminale

·  Piese electrice auto mici

Presiunea de injecție ajută compusul BMC să umple zonele complicate care pot fi dificil de umplut prin turnare prin compresie.

Cu toate acestea, complexitatea trebuie evaluată împreună cu fluxul de material, poziția porții și aerisirea matriței. Secțiunile extrem de subțiri sau liniile de sudură poziționate prost pot crea defecte.

Ce proces este mai bun pentru piesele mai mari?

Turnarea prin compresie BMC este, în general, mai potrivită pentru componentele de dimensiuni medii sau mai mari, în special atunci când piesa are o grosime substanțială a peretelui și nu necesită detalii extrem de complicate.

Aplicațiile tipice includ:

·  Carcase pentru echipamente electrice

·  Suporturi izolatoare

·  Huse industriale

·  Componentele pompei

·  Capacele motorului

·  Paranteze structurale

·  Piese auto de dimensiuni medii

·  Componente echipamente rezistente la coroziune

Pentru piese structurale sau de tip panou foarte mari, SMC poate fi mai potrivit decât BMC. SMC conține în mod normal fibre de sticlă mai lungi și poate oferi performanțe structurale mai bune pentru componentele mari.

Calitatea suprafeței și acuratețea dimensională

Ambele procese pot fabrica produse netede, stabile din punct de vedere dimensional atunci când formularea BMC și condițiile de procesare sunt potrivite în mod corespunzător.

Calitatea suprafeței în BMC turnat prin injecție

Turnarea prin injecție poate reproduce detaliile fine ale matriței și oferă suprafețe consistente. Cu toate acestea, forfecarea mare și fluxul de material complex pot cauza:

·  Expunerea la fibre

·  Linii de sudura

·  Semne de poartă

·  Urme de arsuri

·  Semne de curgere

·  Porozitatea suprafeței

Formularea BMC poate necesita aditivi cu contracție redusă, distribuție optimizată a umpluturii și un sistem adecvat de pigment pentru a obține aspectul necesar.

Calitatea suprafeței în BMC turnat prin compresie

Turnarea prin compresie poate oferi o calitate bună a suprafeței fără urme vizibile de poartă. Cu toate acestea, plasarea incorectă a încărcăturii sau debitul excesiv poate cauza:

·  Linii de tricot

·  Captarea aerului

·  Culoare neuniformă

·  Urme de chiuvetă

·  Ondularea suprafeței

·  Bliț excesiv

Niciun proces nu garantează o calitate mai bună a suprafeței în orice condiție. Uniformitatea temperaturii matriței, aerisirea matriței, contracția materialului, comportamentul la întărire și designul încărcării sau al porții sunt toate importante.

Comparația costurilor de producție

Cel mai economic proces de turnare BMC depinde de programul complet de producție, mai degrabă decât de prețul materialului brut BMC.

Factori de cost în turnarea prin injecție BMC

Turnarea prin injecție BMC poate implica:

·  Investiție mai mare în mașină

·  Design mai complex al matriței și al curelei

·  Echipamente automate de alimentare cu materiale

·  Costuri mai mari de dezvoltare

·  Deșeuri de alergare și poartă

·  Cost mai mic al forței de muncă pe piesă

·  Productie mai mare pentru comenzi mari

Investiția inițială mai mare poate fi compensată de automatizare și producție mai rapidă atunci când cantitatea anuală de comandă este suficient de mare.

Factori de cost în turnarea prin compresie BMC

Turnarea prin compresie BMC poate implica:

·  Investiție redusă sau moderată în scule

·  Pregătire manuală sau automată a încărcării

·  Cerințe mai mari de muncă

·  Reduceți deșeurile de rulare

·  Cantitati flexibile de productie

·  Schimbări mai ușoare de material și culoare

·  Un punct de intrare economic mai scăzut pentru proiectele de volum mediu

Comparația corectă ar trebui să se bazeze pe costul total pe piesă acceptată. Aceasta include materia primă, forța de muncă, deșeurile, tăierea, timpul de mașină, amortizarea sculelor, inspecția și componentele respinse.

Cum să selectați procesul de turnare BMC potrivit

Înainte de a selecta turnarea prin injecție sau prin comprimare BMC, producătorii ar trebui să evalueze designul componentelor, proprietățile necesare, cantitatea de producție și echipamentul disponibil.

Considerații de proiectare a piesei

Întrebările importante includ:

·  Care sunt dimensiunile totale ale componentei?

·  Piesa este subțire, groasă sau variabilă în grosime?

·  Conține coaste adânci sau canale înguste?

·  Sunt necesare șefi complexe sau funcții integrate?

·  Vor fi turnate inserții metalice în componentă?

·  Unde pot fi poziționate porțile, ventilațiile sau încărcările?

·  Cât de departe trebuie să curgă materialul BMC?

Cerințe de performanță

Proprietățile necesare ar trebui să fie clar definite, inclusiv:

·  Rezistență la tracțiune

·  Rezistența la încovoiere

·  Rezistenta la impact

·  Stabilitate dimensională

·  Izolație electrică

·  rigiditate dielectrică

·  Indice de urmărire comparativ

·  Rezistenta la arc

·  Absorbția apei

·  Evaluare ignifugă

·  Rezistenta la caldura

·  Rezistenta chimica

·  Rezistență la intemperii în aer liber

Cerințe de producție

Planul de producție ar trebui să ia în considerare:

·  Cantitatea anuală estimată

·  Ciclul de producție țintă

·  Nivelul necesar de automatizare

·  Echipamente de presă sau de injecție disponibile

·  Investiție în matriță

·  Costul muncii

·  Rata de rebut acceptabilă

·  Toleranțe dimensionale

·  Cerințe privind aspectul suprafeței

Cerințe de material BMC

Formularea BMC trebuie selectată în funcție de:

·  Turnare prin injecție sau prin compresie

·  Fluxabilitate necesară

·  Conținut de fibră de sticlă

·  Sistem de rășină

·  Contracția prin turnare

·  Cerințe de ignifugare

·  Performanta electrica

·  Rezistenta la caldura

·  Rezistenta chimica

·  Calitatea culorii și a suprafeței

Procesul de turnare și formularea BMC ar trebui dezvoltate împreună. Selectarea unui compus BMC standard înainte de revizuirea matriței și a echipamentului poate duce la umplere slabă, flash excesiv, defecte de suprafață sau performanțe inconsecvente.

Aplicații comune ale compusului JLON BMC

JLON oferă un compus de turnare în vrac specific aplicației pentru componente electrice, auto, industriale și de aparate.

Aplicații electrice și electronice

BMC este utilizat pe scară largă în componentele electrice deoarece poate oferi:

·  Rigiditate dielectrică ridicată

·  Rezistență excelentă la urmărire

·  Rezistență bună la arc

·  Absorbție scăzută de apă

·  Performanță ignifugă

·  Stabilitate dimensională

·  Rezistenta la caldura

Produsele tipice includ componente ale aparatului de comutare, carcase de întrerupător, izolatori, piese de motor, blocuri de borne, suporturi de perii și componente de bobină.

Aplicații auto

BMC de calitate auto poate fi dezvoltat pentru:

·  Componente de iluminat

·  Carcase motor

·  Carcase pentru senzori

·  Piese electrice de sub capotă

·  Componente rezistente la căldură

·  Carcase pompe

·  Suporturi structurale

Aplicații industriale și de aparate

Alte aplicații BMC includ:

·  Componente pompe și supape

·  Carcase pentru scule electrice

·  Piese pentru aparate

·  Componente pentru utilaje industriale

·  Huse rezistente la coroziune

·  Piese turnate la temperaturi ridicate

De ce să alegeți materialul JLON BMC?

JLON furnizează compuși de turnare BMC personalizabili în funcție de aplicația clientului, procesul de turnare și cerințele de performanță.

Personalizarea disponibilă poate include:

·  Sistem de rășină

·  Conținut de fibră de sticlă

·  Fluibilitatea materialului

·  Rezistenta mecanica

·  Izolație electrică

·  Ignifugare

·  Rezistenta la caldura

·  Rezistenta chimica

·  Contracția prin turnare

·  Culoarea produsului

·  Comportament la turnare prin injecție

·  Comportament prin comprimare-turnare

Pentru a recomanda o calitate JLON BMC potrivită, clienții ar trebui să furnizeze desenul piesei, aplicația prevăzută, mediul de operare, standardele necesare, proprietățile țintă, proiectarea matriței și echipamentul de procesare.

Se recomandă testarea probelor în condiții reale de turnare înainte de producția în masă.

Concluzie: turnare prin injecție BMC sau turnare prin compresie?

Nici turnarea prin injecție BMC, nici turnarea prin compresie BMC nu este universal mai bună.

Turnarea prin injecție BMC este în general preferată pentru componentele mici, complexe și de volum mare care necesită producție automată, geometrie detaliată și timpi de ciclu consecvenți.

Turnarea prin compresie BMC este adesea mai potrivită pentru piese de dimensiuni medii sau mai groase, volume de producție scăzute spre medii și aplicații în care sunt importante deteriorarea redusă a fibrelor, deșeurile mai mici ale canalului și fluxul mai simplu de material.

Cel mai bun rezultat vine din potrivire:

·  Formularea BMC

·  Designul componentelor și matriței

·  Procesul de turnare selectat

JLON oferă un compus de turnare în vrac personalizabil pentru aplicații electrice, auto, industriale și de aparate. Contactați JLON cu desenele dvs., cerințele de performanță și condițiile de turnare. Echipa noastră vă poate ajuta să evalueze dacă un BMC de injecție sau de compresie este mai potrivit pentru proiectul dumneavoastră.