Sprøytestøping

**Plaststøping**, også kjent som ***plastic injection molding*** på engelsk, er en mye brukt produksjonsprosess for å lage plastdeler i store mengder. Prosessen innebærer å sprøyte flytende plast inn i en støpeform under høyt trykk, slik at materialet kjøles ned og stivner for å ta den ønskede formen. Denne allsidige og effektive metoden brukes i ulike bransjer, fra bilindustri og elektronikk til forbruksvarer og medisinsk utstyr.

Plaststøping er en avgjørende produksjonsprosess som har revolusjonert produksjonen av plastdeler på tvers av bransjer. Dens effektivitet, designfleksibilitet og materiale variasjon gjør det til en foretrukket metode for masseproduksjon av høykvalitets plastkomponenter. Ettersom teknologien fortsetter å utvikle seg, vil plaststøping sannsynligvis spille en enda større rolle i utformingen av fremtidens produksjon.

## Prosess

1. Formdesign: Det første trinnet i plaststøping er designet av støpeformen. Ingeniører og designere skaper en form basert på produktspesifikasjonene. Formen består vanligvis av to deler, hulrommet og kjernen, som kombineres for å danne det endelige produktets form.
2. Materialevalg: Forskjellige typer termoplast og herdeplast kan brukes i plaststøpingsprosessen. Valg av materiale avhenger av delens krav, som styrke, fleksibilitet, temperaturmotstand og utseende.
3. Pelletisering: Det valgte plastmaterialet mates inn i plaststøpemaskinen i form av små pellets. Disse pelletsene blir oppvarmet og smeltet for å danne en viskøs væske.
4. Sprøyting: Den flytende plasten sprøytes inn i støpeformens hulrom under høyt trykk. Trykket sikrer at plasten fyller hele formen og kompenserer for krymping under kjøling.
5. Kjøling og stivning: Når formen er fylt, tillates plasten å kjøle seg ned og stivne inne i formen. Kjøletiden bestemmes av materialets egenskaper og delens kompleksitet.
6. Utstøting: Etter at plasten har stivnet, åpnes formen, og den nyformede delen blir utstøtt fra formen ved hjelp av utstøtingspinner eller andre mekanismer.
7. Etterbehandling: Noen deler kan kreve ytterligere etterbehandling, som å trimme overskuddsmateriale, overflatebehandling eller montering av flere komponenter.

## Fordeler

* Høy effektivitet: Plaststøping muliggjør produksjon av store mengder identiske deler med jevn kvalitet, noe som gjør det til en kostnadseffektiv produksjonsmetode.
* Designfleksibilitet: Prosessen tillater komplekse former med små toleranser, og gir dermed designfrihet for ingeniører.
* Materiale variasjon: Et bredt spekter av plastmaterialer kan brukes, hver med forskjellige egenskaper, slik at produsenter kan velge det mest passende materialet for deres anvendelse.
* Minimalt materialeavfall: Spruet og løper-systemet i plaststøping minimerer materialavfall, noe som forbedrer totaleffektiviteten.

* Den mest utbredte metoden
* Muligheter for millioner av støp
* Billig i bruk
* Dyre verktøy og maskiner
* Muligheter for store modeller
* Bruker termoplaster eller herdeplaster

Maskin
- Verktøyene krever høy presisjon i tilvirkningen
- Fra 6 – 16 ukers leveringstid
- Muligheter for flere komponenter i samme støp.
### Støpeform

Støpeform er en essensiell komponent i plaststøpingsprosessen, og fungerer som en skallstruktur som gir formen og dimensjonene til den ønskede plastdelen. Denne formen er vanligvis produsert enten i *aluminium eller stål*, avhengig av kravene til det endelige produktet og produksjonsvolumet.

Støpeformen er underlagt høyt trykk, vanligvis på *over 400 bar*, når den brukes i plaststøping. Det høye trykket er nødvendig for å sikre at den smeltede plasten sprøytes inn i formen raskt og fullstendig, slik at den fyller hulrommet og tar den ønskede formen. Etter påføring av trykk, kjøles plasten raskt ned slik at den stivner inne i støpeformen og bevarer den ønskede formen og dimensjonene.

Støpeformer kan utformes med ulike funksjoner som kjernetrekk og sidetrekk. Kjernetrekk brukes for å skape innhakk eller hulrom i den støpte delen som ikke kan oppnås ved enkeltdelers tilbakeslag. Dette tillater produksjon av komplekse og hullete plastdeler. Sidetrekk er en teknikk som brukes til å skape undercuts eller overhengende deler i plastdeler. Dette gir mulighet til å støpe detaljerte komponenter med komplekse geometriske former. Kjernetrekk og sidetrekk i støpeformen gir plaststøpingsprosessen økt fleksibilitet og muligheter for å produsere mer intrikate og avanserte plastdeler som oppfyller ulike bransjers krav.

## Bruksområder

Plaststøping brukes i mange bransjer, inkludert:

* Bilindustri: Interiør- og eksteriørkomponenter, støtfangere, deler til dashbordet.
* Elektronikk: Kapslinger, kontakter, hus for enheter.
* Forbruksvarer: Flasker, beholdere, leker og ulike husholdningsartikler.
* Medisinsk: Kirurgiske instrumenter, utstyr for medisinutlevering, komponenter til medisinsk utstyr.

- Mulighetene er tilnærmet uendelige.
- Prisen på verktøyene krever store serier:
- Pris på verktøyet
- Pris på plasten
- Time pris på sprøytestøpemaskin
## Retningslinjer for design

Designregler for sprøytestøpte produkter
* Slippvinkler
	+ 1-2 grader for høyder opp til 15 cm
* Små områder med spesiell høy nøyaktighet bør prosesseres for seg, unngå “overkill” på hele produktet
* Liten veggtykkelse mulig, ned mot 0.2 mm, gir rask prosesstid, liten krymp og mindre materialbruk
* Tykke vegger mulig (flere cm) lang prosesstid, krymp, fare for synk og stort materialbruk
* Veggene bør ha lik tykkelse for å unngå ujevn størkning, synk og ujevn krymp som kan gi hulrom
* Indre og ytre radie i et hjørne bør ha samme senterpunkt.
* Minste radius bør ikke være mindre enn ¼ av veggtykkelsen (ideelt ½ til ¾ av veggtykkelsen). Ved høy belastning bør radiusen økes.
* Ribber bør være ½ til 2/3 av veggtykkelsen og høyden bør være mindre enn 3 ganger veggtykkelsen, kones 1 grad.
* Delelinjen bør planlegges, større sjanser for sprekker, brudd og flash langs delelinjen.
* Trekk retningen bør i størst mulig grad være slik at et minimum av side eller kjernetrekk er nødvendig.
* Finish, kan oppnå optisk, men vil være svært fordyrende, fra 64 og høyere en fordel.

### Skruetårn osv.

* Diameter = (utside diameter)\ (innside diameter) = 2 til 3
* Tykkelse = ½ til 2/3 av veggtykkelsen
* Supportert høyde (gusset height) = 2/3 av høyden.
* Høyde= så lav som skruen tillater
* Kon/draft = 1 grad
* Diameter forholdet bør ikke være mindre enn 2, reduserer faren for brudd.

### 3D modellering

I Fusion 360 finnes det en funksjon kalt Draft Analysis, som du kan bruke til å sjekke om designet ditt har gode nok slippvinkler til å bli sprøytestøpt.

## Vanlige feil

* Sår/byll - verktøyet eller materialet er for varmt, gjerne pga dårlig kjøling.
* Brenn merker – verktøyet mangler lufting, for rask skuddtakt
* Fargeforskjeller – plasten er dårlig blandet
* Delaminering – kan se lag i veggene, tyder ofte på at materialet er forurenset, for eksempel pp blandet med ABS. Kan gi farlige brudd.
* Flash/skjegg – plasten tyter ut i delelinjen, årsaken ofte at verktøyet er slitt/ødelagt eller at trykket inn er for stort
* Jetting – deformert del, kan se at plasten har hatt turbulens inn i

verktøyet. Tyder på dårlig verktøy design.

* Synk – områder hvor plasten har sunket sammen (som om en tommel har klemt ned i myk plast). Kommer av for dårlig trykk, for kort fylletid og forskjell i veggtykkelser
* Hulrom – for lavt lukketrykk,
* Sveiselinje – misfarget linje der to fronter møtes (delelinje for eksempel). Temperaturen er for lav, fører til at materialet er kaldt når det møtes og smelter ikke sammen
* Warping/krølling – kjølingen er for kort og materialet er for varmt, for lite kjøling rundt verktøyet. Delene bøyer seg inn mot den kjølige siden av verktøyet.

## Vurderingskriterier

* Consistent wall thickness
* Bevisst bruk av slippvinkler
* Internal ribs and bosses
* Design decisions required for snap latches / features