Kunststoffspritzguss: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

Kunststoff-Spritzguss ist ein Prozess, bei dem flüssiger Kunststoff in eine Form gepresst wird, um kundenspezifische Kunststoff-Namensschilder, Plaketten, Schilder und Produkt-Branding-Elemente herzustellen. Sobald der Kunststoff abkühlt und sich verfestigt, löst er sich aus der Form, um eine Vielzahl von Kunststoffteilen für jede Branche zu bilden. Beliebte Anwendungen von Spritzguss sind: Typenschilder für Geräte, Typenschilder für Industrieanlagen, Autoembleme, Fahrzeugmarken und Nummernschildhalter sowie Produktkennzeichnung für Freizeitprodukte.

Spritzgegossene Kunststoff-Namensschilder und andere Komponenten werden von einer Maschine hergestellt, die aus drei Grundkomponenten besteht:

Eine Form, die hergestellt werden kann, um jede gewünschte Größe und Form herzustellen

Eine Spanneinheit, die die Form während des gesamten Prozesses spannt und zusammenhält

Eine Spritzeinheit spritzt dann geschmolzenen Kunststoff in die Form, wo er verbleibt, bis er ausreichend abgekühlt und gelöst ist

Der für Spritzgussprodukte verwendete geschmolzene Kunststoff wird durch Schmelzen kleiner Kunststoffpellets hergestellt, die in eine Spritzgussmaschine eingeführt werden, die die Pellets in eine geschmolzene oder flüssige Form erhitzt.

Sobald die nun geschmolzenen Kunststoffpellets eine vorbestimmte Temperatur erreichen, wird die Halbflüssigkeit zwangsweise in eine Form eingespritzt. Die Geschwindigkeit und der Druck dieses Vorgangs werden von einem Hydraulikzylinder gesteuert, der nach dem Einrasten den flüssigen Kunststoff in die Form drückt.

In der “Verweilphase” des Kunststoffspritzgussverfahrens wird der Kunststoff in der Form belassen, um sicherzustellen, dass er die Form vollständig ausfüllt, und dann bis zu dem Punkt abkühlen gelassen, an dem er sich verfestigt und das gewünschte Objekt hergestellt wird. Es ist dann bereit für sekundäre Prozesse wie Dekoration, Untermontage oder Versand.

Das Spritzguss-Kunststoffverfahren ermöglicht es Herstellern, kundenspezifische Namensschilder und Komponenten aus Kunststoff herzustellen, die mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden zu kostspielig wären, um sie so kompliziert herzustellen. Spritzgegossener Kunststoff spart auch Zeit und Geld, da viele Teile desselben Bauteils gleichzeitig aus derselben Form hergestellt werden können; jede Kopie identisch mit der davor. Dieser Prozess reduziert auch die Arbeitskosten, indem der Bedarf an manueller Arbeit der Mitarbeiter minimiert wird. Es gibt auch fast kein verschwendetes Material, da nicht verwendeter oder übrig gebliebener Kunststoff recycelt werden kann, um im Prozess wiederverwendet zu werden

Die Geschichte des Kunststoffspritzgusses

Der Kunststoffspritzguss entstand bei Chemikern in Europa und den Vereinigten Staaten, die mit Kunststoffen experimentierten. Ursprünglich wurde es von Hand hergestellt und mit Parkesine in eine Form gepresst, aber es erwies sich als zu spröde und brennbar. John Wesley Hyatt ist der offizielle Erfinder des Kunststoffspritzgusses und das Verfahren hat eine reiche Geschichte mit brillanten Köpfen.

John Wesley Hyatt war ein kreativer Erfinder und entwickelte die Verarbeitung von Zelluloid-Kunststoffen. Dies war eine erstaunliche Leistung für einen jungen Drucker aus Illinois, der die Herausforderung der New York Billiards Company annahm, das Elfenbein zu ersetzen, das in Billardkugeln verwendet wurde.

So begann seine Karriere in der Kunststofftechnik, als er und sein Bruder Isaiah anfingen, verschiedene Mischungen für Schachbrettmuster und andere Gegenstände herzustellen. Nachdem er einige Zeit verschiedene Mischungen ausprobiert hatte, mischte John Nitrozellulose, Kampfer und Alkohol zusammen. Er drückte diese Zutaten in eine kreisförmige Stahlform, die erhitzt wurde, und ließ sie abkühlen. Als das Material aus der Form entfernt wurde, stellte er fest, dass er erfolgreich eine Billardkugel aus Kunststoff hergestellt hatte. So begann der Prozess des Kunststoffspritzgusses.

John und sein Bruder Isaiah patentierten dieses Verfahren zur Herstellung von Zelluloid im Jahr 1870 und setzten die Herstellung von Zahnersatz aus ihrem neuen Material fort, das Zahnersatz aus Gummi ersetzte. So begann der Herstellungsprozess von Zelluloidkunststoffen. John war ziemlich wie der Da Vinci der industriellen Erfindung, weil ihm auch die Erfindung der Nähmaschine und der Rollenlager zugeschrieben wurde, die alle einen großen Beitrag zur Fertigung leisteten.

Heutzutage sind Zelluloid- und Zellulosekunststoffe fast überall zu finden, einschließlich Schraubendrehergriffen, Zahnbürsten und Utensilien. Zelluloid ist heute in Hollywood, Kalifornien, zu finden und wird für die Produktion Ihrer Lieblingsfilme verwendet.

Um die Prozesse des Kunststoffspritzgießens voranzutreiben, kam ein weiterer großer Erfinder nach New York, nachdem er mit einem Stipendium aus Belgien angereist war, aktiv in den Kunststoffbereich. Leo Hendrick Baekeland begann mit Polymeren zu arbeiten und dies führte zu seiner Erfindung für Kodak Eastman, die Velox hieß. Velox ist ein Fotopapier, das im Gaslicht statt im Sonnenlicht entwickelt werden kann.

Als Chemiker machte er mehrere Entwicklungen auf diesem Gebiet und untersuchte auch, wie Polymere molekular aufgebaut sind. Diese Untersuchungen führen zu viele Erfindungen und Entdeckungen, die über das hinausgehen, was Chemiker bisher über Beschichtungen und Klebstoffe herausgefunden haben.

1926 erfanden Eckert und Ziegler in Deutschland die Kunststoffspritzmaschine, die erste erfolgreiche Maschine zur Herstellung von Kunststoffen. Damit wurde der Kunststoffspritzguss erfolgreich auf die Produktionslinie gebracht.

Viele weitere kreative Erfinder haben den Prozess des Kunststoffspritzgusses in der Geschichte durchlaufen, und er hat einen noch feineren Prozess für die Herstellung heutiger Produkte wie Geräte und Namensschilder, Schilder und Plaketten durchlaufen.

Der Kunststoff-Spritzgussprozess heute

Die heutige Version der Kunststoff-Spritzgussanlage ist computergesteuert und Kunststoff-Rohmaterial wird in Stahl- und Aluminiumformen eingespritzt, um die kundenspezifischen Kunststoff-Namensschilder, Kunststoffkomponenten und viele der Kunststoffprodukte herzustellen, die wir täglich verwenden. Die Formanlage spritzt heißen Kunststoff in die Form, kühlt den Kunststoff ab und entnimmt die Teile. Die Spritzgussausrüstung von heute macht die Massenproduktion von Kunststoffkomponenten einfach und kostengünstig.

Heutzutage verwenden Kunststoffspritzgusshersteller vertikale und horizontale Pressen, Spritzschneckenpressen, elektrische Pressen und hydraulische Pressen für jede Druckstufe, die erforderlich ist, um den Produktdruck zu vervollständigen. Dieser Prozess produziert alles von Autoteilen über Nummernschilder bis hin zu Zahnbürsten.

Die Zukunft der Kunststoffspritzgussausrüstung

Kunststoffspritzguss ist ein sehr innovatives Verfahren, das viele nützliche Produkte hervorgebracht hat, die wir jeden Tag in unseren Haushalten verwenden. Während die Geschichte des Kunststoffspritzgusses voller Kreativität und Innovation ist, bietet die Zukunft noch mehr Möglichkeiten, da immer mehr kreative Köpfe neue Möglichkeiten zur Verbesserung von Kunststoffspritzgussgeräten und -verfahren hinzufügen.

Während die Verbesserungen bei den Kunststoffspritzmaschinen weitergehen, richtet sich die Zukunft des Spritzgießens jetzt auf die Formen und Formkomponenten. Hightech-Kunststoffformen können aus Metall, Epoxid oder Kohlefaser bestehen und durch schnellere Kühl- und Zykluszeiten die Leistung steigern.

Die Erfindung des 3D-Drucks gibt uns einen Ausblick darauf, wie weit der Kunststoffspritzguss in die Zukunft vordringen kann. 3D-Druck ist ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen festen Objekts mit praktisch jeder Form aus einem digitalen Modell. Durch die Integration des 3D-Drucks in den Kunststoffspritzgussprozess können Konzepte und Muster mit deutlich geringerem Aufwand hergestellt werden.

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