Formy wtryskowe od A do Z: koszt, budowa i zastosowanie

Formowanie wtryskowe to popularna metoda kształtowania tworzyw sztucznych wykorzystywana w wielu obszarach przemysłu. Do jej realizacji niezbędne są formy wtryskowe dostosowane do danego procesu. Zależnie od projektu i wymagań mogą one różnić się budową, kosztem i zastosowaniem – co warto wiedzieć na ich temat?

Forma wtryskowa – co to jest? 

Forma wtryskowa to najważniejsze narzędzie używane w procesie wtryskiwania tworzyw sztucznych lub innych materiałów. Konstrukcja urządzeń tego typu obejmuje wiele elementów o konkretnym zastosowaniu, jednak główną rolę odgrywają powierzchnie formujące – przede wszystkim stempel (część ruchoma) i matryca (część nieruchoma). Zależnie od konfiguracji forma może służyć do wykonania pojedynczej części lub wielu wyprasek jednocześnie. Mowa tutaj o tzw. jedno- lub wielogogniazdowości narzędzia. Forma wtryskowa służy do realizacji procesu wtryskiwania, który polega na wtryskiwaniu płynnego materiału do formy, gdzie ten następnie zastyga i osiąga docelowy kształt. 

Rozwiązania zaliczane do tej kategorii wyróżniają się m.in. wszechstronnym zastosowaniem, które pozwala na wykorzystanie formowania wtryskowego w wielu branżach: od HVAC i RTV/AGD, przez produkcję mebli, po motoryzację czy różne inne segmenty przemysłu. Zaletami tej metody są także wysoka precyzja, powtarzalność i szybkość. Do tego dochodzą również szerokie możliwości dostosowania procesu do indywidualnych potrzeb danego przedsiębiorstwa czy nawet konkretnego wyrobu. 

Konstrukcja formy wtryskowej. Z jakich elementów składa się forma? 

Obecnie wykorzystywane formy wtryskowe składają się z dość dużej liczby elementów, spośród których każdy odgrywa konkretną rolę. Co ważne, wszystkie z nich muszą być wykonane z zachowaniem jak najwyższej precyzji, ponieważ wszelkie niedoskonałości mogą rzutować na jakość wytwarzanych produktów. Wśród najistotniejszych części składowych formy wtryskowej należy wymienić: 

• Gniazda formujące – to właśnie od tego komponentu zależy, jaki kształt detalu wytwarza dana forma wtryskowa. Kompletne urządzenie może korzystać z jednego lub z wielu gniazd, które muszą charakteryzować się konkretną geometrią dostosowaną do wymogów produkcji. Do gniazd formujących wtryskiwany jest materiał, który następnie zostaje ukształtowany w końcowy produkt. 

• Układ chłodzenia – w zależności od wybranego tworzywa temperatura wyprasek może osiągać dość wysokie wartości, nawet w zakresie kilkuset stopni Celsjusza. Skuteczne chłodzenie jest w takich warunkach niezbędne, by umożliwić bezpieczne wyjęcie wtryśniętego detalu, a także dalszą pracę.  

• Układ wlewowy – kanały i wloty, przez które przebiega płynny materiał przed dostaniem się do formy. Odpowiednie zaprojektowanie układu wlewowego jest kluczowe dla równomiernego i efektywnego wypełnienia formy, co z kolei pozwala ograniczyć ryzyko powstawania wad takich jak niedolewy, pęcherze powietrza, czy też wypływki. 

• Układ wypychania wypraski – mechanizm wypychający gotowy produkt z gniazd formujących po zastygnięciu materiału. Z jego użyciem możliwe jest automatyczne usunięcie uformowanej części z formy, zachowując przy tym bezpieczeństwo produktu i  ciągłość (stabilność) procesu wytwórczego. 

 

• Elementy prowadzące – kołki, tuleje i wszelkie inne komponenty odpowiadające za ruch poszczególnych części formy i ich dopasowanie w trakcie różnych etapów produkcji. Są one kluczowe dla poprawnego centrowania formy, co z kolei ma istotne znaczenie pod względem jakości końcowego produktu i precyzji jego wykonania. Warto podkreślić, że elementy prowadzące pozwalają zachować powtarzalność produkowanych części. 
• Obudowa – wszelkie części zabezpieczające formę z jej komponentami, wykonywane z odpowiedniej stali. 

Ile kosztuje wykonanie formy wtryskowej i co wpływa na koszty produkcji?

Koszt wykonania formy wtryskowej może się znacznie różnić w zależności od wielu czynników. Jego oszacowanie wymaga uwzględnienia różnych aspektów technicznych, ekonomicznych i produkcyjnych – na ostateczną wysokość wydatków w dużej mierze wpływa specyfika projektu wraz z wymaganiami dotyczącymi danego procesu.  

Masz pytania o wycenę? Napisz do nas korzystając z formularza kontaktowego. 

Typowy koszt form wtryskowych dla przemysłu wynosi kilkadziesiąt tysięcy złotych (zwykle w zakresie 40–60 tys. zł), jednak jest to jedynie szacunkowa wartość. Ceny rozpoczynają się już od kilku tys. zł za najprostsze rozwiązania, a przy najbardziej skomplikowanych projektach mogą sięgać nawet powyżej kilkuset tys. zł. Warto zwrócić uwagę na kilka głównych czynników, które mogą decydować o kosztach wykonania formy: 

• Rozmiar formy ma często decydujące znaczenie. W tym przypadku mowa o prostej zależności – im większa forma wtryskowa, tym więcej zużytego materiału, a tym samym więcej kosztów. Oprócz samego materiału należy uwzględnić także dłuższy czas obróbki wraz ze zwiększonymi wymaganiami w tym obszarze. 

• Materiał formy – to czynnik o kluczowym znaczeniu zarówno dla kosztów, jak i dla zastosowania formy. Najczęściej stosuje się stal narzędziową, ale zależnie od potrzeb procesu można postawić także na inne rodzaje stali, np stal nierdzewną. 

• Jakość materiałów – wzmocnione i bardziej wytrzymałe materiały wiążą się z większymi kosztami, ale zapewniają większą żywotność formy i niższe koszty jej eksploatacji. 

• Typ formy – standardowa forma wtryskowa, używana do produkcji typowych części, jest z reguły tańsza niż indywidualnie opracowana forma wtryskowa dostosowana do danego procesu. Wynika to głównie z faktu, że w drugim przypadku należy uwzględnić także wydatki związane z projektowaniem i wyższy koszt wynikający z mniejszych serii produkcyjnych. 

• Koszty projektowe – to czynnik, który należy uwzględnić zwłaszcza przy zaawansowanych, personalizowanych rozwiązaniach. Koszty z tego zakresu obejmują wydatki związane m.in. z tworzeniem dokumentacji technicznej, symulacji przepływu materiału czy wykonywaniem analiz wytrzymałościowych. 

Jak produkuje się formy wtryskowe? 

Proces tworzenia form można podzielić na kilka odrębnych etapów. Pierwszym z nich powinno być wykonanie projektu detalu, który będzie wytwarzany przez daną formę. Na jego podstawie można zaprojektować samą formę – informacje zdobyte na pierwszym etapie pozwolą określić, jakie kształty, materiały i rozwiązania będą odpowiednie pod kątem danego procesu produkcyjnego. Do projektowania stosuje się specjalistyczne oprogramowanie CAD. Korzystając z tak opracowanych projektów, można przystąpić do właściwych etapów produkcji. 

Produkcja formy opiera się obecnie w dużej mierze na wykorzystaniu obróbki CNC. Forma wtryskowa jest najczęściej wykonywana w metalu. Co ważne, parametry zastosowanego materiału muszą być dostosowane do potrzeb i wymagań produkcji. Bloki materiału są przycinane do pożądanego kształtu przez maszyny CNC, które pozwalają osiągnąć  określone kształty  przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości i odpowiednich parametrów użytkowych. 

Decydując się na wykorzystanie form wtryskowych w procesach produkcyjnych, warto postawić na profesjonalne wsparcie w projektowaniu i ich wytwarzaniu. W Knauf Industries oferujemy kompleksową obsługę w tym obszarze – od projektów koncepcyjnych, przez analizę i opracowanie dokumentacji technicznej, aż po koordynację produkcji form. Zapewniamy wsparcie one-stop-shop na wszystkich etapach, co przekłada się na łatwiejsze zarządzanie procesem i większą kontrolę nad wytwarzaniem formy. Ponadto korzystamy z zaawansowanych urządzeń w ramach własnego parku maszynowego, a także ze sprawdzonych metod analizy i projektowania, m.in. DFM (Design for Manufacturing) oraz analizy reologicznej. Dzięki temu jesteśmy w stanie zapewnić najwyższą jakość i pełne dopasowanie rozwiązań do potrzeb naszych partnerów biznesowych. 

 

Rodzaje form wtryskowych do obróbki tworzyw sztucznych 

Formy wtryskowe można podzielić na wiele różnych wariantów: 

• formy gorącokanałowe – system wlewowy jest ogrzewany, dzięki czemu materiał znajduje się w stanie płynnym do momentu wtrysku, co ogranicza ilość odpadów; 

• formy zimnokanałowe – mniej skomplikowane, tańsze w produkcji rozwiązania, przy których należy uwzględnić potrzebę usunięcia odpadu produkcyjnego, ponieważ kanały stają się jego częścią po każdym cyklu; 

• formy jednogniazdowe – mają jedno gniazdo formujące, co oznacza, że pozwalają formować jedną część w cyklu; 

• formy wielogniazdowe – wyposażone w większą liczbę gniazd formujących, mogą służyć do produkcji większej liczby części jednocześnie w ramach tego samego cyklu; 

• formy stack tool (piętrowe) – formy wtryskowe tego typu wyróżniają się wielopoziomowym układem, w ramach którego kilka gniazd jest ustawionych jedno nad drugim. Taka konfiguracja pozwala na zwiększenie wydajności produkcji i lepsze wykorzystanie przestrzeni. 

Formowanie wtryskowe – zastosowanie 

Z uwagi na szerokie możliwości przystosowania formy do wymagań procesu produkcji narzędzia tego rodzaju znajdują szerokie zastosowanie w wielu branżach. Z ich wykorzystaniem można wytwarzać elementy z tworzyw sztucznych dla branży HVAC, automotive, meblarskiej, AGD/RTV i nie tylko. Ważną zaletą jest możliwość szybkiego produkowania jednakowych części, dzięki czemu formy wtryskowe są szczególnie chętnie stosowane w produkcji seryjnej. 

Inne metody obróbki tworzyw sztucznych 

Warto mieć na uwadze, że formowanie wtryskowe to tylko jedna z wielu metod obróbki tworzyw sztucznych stosowanych obecnie w przemyśle. Rozwiązania tego typu obejmują wiele procesów, które mogą być z łatwością przystosowane do konkretnych wymagań. W ramach oferty Knauf Industries można liczyć m.in. na wsparcie w procesach overmoldingu, wtrysku 2K (dwukomponentowego) czy też wtrysku sekwencyjnego. Przy każdym zadaniu zachowujemy maksymalną precyzję i przywiązujemy szczególną wagę do prawidłowego projektowania, co pozwala nam zaoferować najwyższe standardy jakości niezależnie od potrzeb klientów. 

Knauf Industries – zaufany partner w obróbce tworzyw sztucznych 

Nasze usługi obejmują nie tylko przetwórstwo tworzyw sztucznych, lecz także projektowanie i koordynację produkcji form wtryskowych. Zapewniamy kompleksową obsługę projektów tego typu – od szczegółowej analizy po wsparcie w wytwarzaniu form dostosowanych do konkretnego procesu. Dysponujemy wieloletnim doświadczeniem w projektowaniu rozwiązań dla partnerów z wielu sektorów, dzięki czemu zawsze oferujemy profesjonalne podejście. Knauf Industries to wsparcie na każdym etapie: obsługujemy projektowanie, produkcję, kontrolę jakości, pakowanie i wysyłkę komponentów. Zapraszamy do kontaktu z naszymi przedstawicielami, by dowiedzieć się więcej na temat współpracy z Knauf.