Page content

Hoe werkt een spuitgietmachine?

Met een spuitgietmachine zetten we kunststof granulaat (korrels) om in een gereed spuitgietproduct. Er zijn verschillende soorten spuitgietmachines met verschillende capaciteiten, maar hun werking is in de basis hetzelfde.

De machineonderdelen

Een spuitgietmachine bestaat uit twee secties:

  1. Spuiteenheid: deze sectie bevat onder andere de spuitgietcilinder waarin de kunststof wordt voorbereid voor injectie in de matrijs.
  2. Sluiteenheid: deze sectie bestaat uit een vaste en een bewegende zijde waartussen de matrijs met de daarin aanwezige productholte wordt opgespannen.

De spuiteenheid werkt als volgt:

De ‘hopper’ is het trechtervormig reservoir bovenop de spuitgietmachine waarmee de machine van ruwe kunststof wordt voorzien. Dit granulaat wordt bij Alligator Plastics aangevoerd via het centraal aan- en afvoersysteem, een complex netwerk van leidingen en kleppen vanuit de centrale granulaatopslag in de fabriek. De aanvoer is computergestuurd: een meet-unit in de hopper geeft aan wanneer grondstof moet worden bijgevuld.

Via de hopper komt het granulaat in de spuitgietcilinder. Verwarmingselementen om de cilinder zorgen dat de kunststof smelt. In de cilinder zit een lange schroef. De schroef transporteert de smeltende kunststof met een draaiende schroefbeweging naar voren. Helemaal voorin, net voor de spuitmond, is het granulaat volledig gesmolten, goed gemengd en gelijkmatig op druk en temperatuur gebracht. De kunststof is ook afgemeten, zodat exact de juiste hoeveelheid kunststof klaar staat om één spuitgietcyclus uit te voeren. Een hydraulische cilinder, die door een schroefmotor in een aggregaat wordt aangedreven, beweegt de schroef met snelheid axiaal naar voren. Hierdoor wordt de kunststof via de spuitmond in de matrijs geïnjecteerd.

De sluiteenheid werkt als volgt:

De geïnjecteerde gesmolten kunststof vult de complete holte of holtes (bij meervoudige producten in één matrijs) in de matrijs. Dit injecteren gebeurt onder zeer hoge druk van meestal 1000 tot 2500 bar. Er zijn spuitgietmachines die zelfs tot 3000 bar kunnen gaan.

De spuitgietmachine moet deze hoge druk kunnen weerstaan, zodat de matrijs gesloten blijft. Dit wordt uitgedrukt in tonnen sluitkracht (het ‘tonnage’) van een machine. De sluitkracht wordt uitgeoefend door het opspansysteem in de sluiteenheid.

De in de matrijs geïnjecteerde kunststof wordt direct gekoeld. De matrijs is namelijk voorzien van een systeem met koelleidingen en temperatuurregeling. Door de koeling stolt de kunststof en wordt het spuitgietproduct gevormd.

De sluiteenheid, die de matrijs tijdens het injecteren nog dicht hield, zorgt er nu voor dat de matrijs wordt geopend. De bewegende opspanplaat wordt door hydraulische cilinders naar achteren bewogen. De matrijs is nu volledig open, maar het spuitgietproduct zit nog in de matrijsholte vast. Het uitstootsysteem in de matrijs, bediend door de uitstootcilinder en de uitstootstang, bevat pennen die het product uit de matrijs stoten.

Eén spuitgietcyclus

Een zogenaamde ‘cyclus’ in het spuitgietproces bestaat uit vier fases: plasticeren, doseren, injecteren en koelen/nadrukken. Iets uitgebreider gezegd verloopt één cyclus als volgt: de kunststof wordt in de spuitgietcilinder voorbereid en klaargezet, de matrijs gaat dicht, de kunststof wordt geïnjecteerd, de matrijs wordt gekoeld, de matrijs gaat open, het product wordt uitgestoten en de machine is klaar voor de volgende cyclus. Een cyclus wordt in vaktaal ook wel een ‘shot’ genoemd.

Soorten spuitgietmachines

Hoewel alle spuitgietmachines volgens het bovenstaande basisprincipe werken, zijn er veel verschillende soorten.

Het type wordt ten eerste bepaald door de sluitkracht van de machine, uitgedrukt in tonnen of het ‘tonnage’ van de machine. Dit is de kracht waarmee de machine de matrijs gesloten kan houden. Hoe meer sluitkracht een machine heeft, hoe groter het product kan zijn. De sluitkracht van spuitgietmachines kan uiteenlopen van bijvoorbeeld 25 ton tot maar liefst 4000 ton voor hele grote producten of heel veel producten tegelijk. De krachtigste machine van Alligator Plastics is een 700-tonner.

Spuitgietmachines worden ook aangeduid met het ‘plastificeervermogen’: hoeveel kunststof kan er maximaal in één shot (cyclus) in de matrijs worden geïnjecteerd? Dit plastificeervermogen wordt bepaald door de capaciteit ofwel grootte van de spuitgietcilinder. Meestal is de cilindercapaciteit gelinkt aan de sluitkracht van een spuitgietmachine. Dus hoe groter de sluitkracht, des te meer cilindercapaciteit de machine normaal gesproken heeft.

Een laatste onderscheid in spuitgietmachines is te maken op basis van de aandrijving van de machine. Conventionele machines zijn hydraulisch gestuurd: alle bewegingen worden door olie-gevulde hydrauliek aangedreven. Vanwege milieuaspecten met betrekking tot olie- en energieverbruik zijn er tegenwoordig steeds meer volledig elektrische machines: sluiteenheid en spuiteenheid worden aangedreven door een elektromotor. Een tussenvorm zijn de hybride machines met bijvoorbeeld een hydraulische sluiteenheid en elektrische spuiteenheid.

2k en 3k spuitgietmachines

Er zijn ook spuitgietmachines die twee of zelfs drie verschillende kunststoffen tegelijk kunnen spuiten. Bij Alligator Plastics noemen wij dit 2K of 3K spuitgieten. Deze machines hebben meerdere spuitgietcilinders aan boord en kunnen een product, dat uit meerdere kunststoffen bestaat, in één cyclus maken.

Communicatie met randapparatuur

Een spuitgietmachine kan met diverse soorten randapparatuur communiceren. Bijvoorbeeld met een robot, die een product uit de matrijs neemt om valschade te voorkomen, of een transportband waar het uitgenomen product op wordt gelegd en getransporteerd. Soms heeft een spuitgietmachine een tempereerapparaat nodig om de matrijs op een hogere constante temperatuur te houden.

Wilt u meer weten over de werking van spuitgietmachines of wilt u een product laten spuitgieten? Neem dan contact met ons op.