Formowanie wtryskowe to proces kształtowania plastiku poprzez topienie go i wtryskiwanie do wstępnie zaprojektowanej formy. Proces został po raz pierwszy zaprojektowany w latach 1930. XX wieku i pierwotnie opierał się na projektach odlewania metalu. Oferuje wiele korzyści w stosunku do alternatywnych metod produkcji, w tym minimalne straty ze złomu (ponieważ kawałki złomu można stopić i poddać recyklingowi) oraz minimalne wymagania dotyczące wykończenia. Proces ten różni się od odlewania ciśnieniowego metalu tym, że roztopione metale można po prostu wlać; żywice z tworzyw sztucznych należy wtryskiwać z siłą.
Proces wykorzystuje duże maszyny do formowania wtryskowego, które przechodzą przez sześć głównych procesów, aby wyprodukować wszystko, od części komputerowych po plastikowe pająki na Halloween. Mimo, że maszyna ta jest skomplikowanym urządzeniem, składa się z dwóch podstawowych elementów: jednostki wtryskowej i jednostki zamykającej.
Proces rozpoczyna się od formy, która jest zaciskana pod ciśnieniem w celu dostosowania do procesu wtrysku i chłodzenia. Następnie do maszyny podawane są żywice w postaci peletek, a następnie odpowiednie barwniki. Żywice następnie wpadają do cylindra wtryskowego, gdzie są podgrzewane do temperatury topnienia, a następnie wtryskiwane do formy za pomocą śruby lub urządzenia ubijającego.
Następnie następuje faza przebywania, w której stopione tworzywa sztuczne są zawarte w formie, a ciśnienie hydrauliczne lub mechaniczne jest stosowane w celu upewnienia się, że wszystkie wnęki w formie są wypełnione. Tworzywa sztuczne są następnie pozostawiane do ostygnięcia w formie, która jest następnie otwierana przez oddzielenie dwóch połówek formy. W ostatnim kroku część z tworzywa sztucznego jest wyrzucana z formy za pomocą kołków wypychających. Wykończona część może zawierać obce elementy zwane biegaczami, które są przycinane i poddawane recyklingowi. Cały proces ma charakter cykliczny, a czasy cyklu wahają się od dziesięciu do 100 sekund, w zależności od wymaganego czasu chłodzenia.
Proces formowania wtryskowego wymaga skomplikowanych obliczeń. Każdy inny rodzaj żywicy ma wartość skurczu, którą należy uwzględnić, a forma musi to kompensować. Jeśli ta wartość nie zostanie dokładnie określona, produkt końcowy będzie miał niewłaściwą wielkość lub może zawierać wady. Zazwyczaj jest to kompensowane przez wypełnienie formy żywicą, utrzymywanie jej pod ciśnieniem, a następnie dodanie większej ilości żywicy w celu skompensowania skurczu. Inne komplikacje mogą obejmować spalone części wynikające z ustawienia zbyt wysokiej temperatury topnienia, wypaczenia wynikające z nierównej temperatury powierzchni lub niepełne wypełnienie spowodowane zbyt wolnym suwem wtrysku.
Same formy wtryskowe mogą być zaskakująco drogie, czasami przekraczające 100,000 XNUMX dolarów amerykańskich (USD). Jeśli jednak pożądana ilość części jest wystarczająco duża, koszt formy staje się stosunkowo niewielki, a powstałe części z tworzywa sztucznego mają bardzo przystępną cenę. Niektóre formy są wykonane z więcej niż jedną wnęką; te formy wielogniazdowe kosztują więcej niż ich odpowiedniki jednogniazdowe, ale dzięki zwiększonej wydajności produkcji koszt na część jest zminimalizowany.
Ta metoda formowania może być stosowana z różnymi żywicami z tworzyw sztucznych. Najpopularniejsze żywice do tego typu formowania to polipropylen (PP), polietylen (PE) i ABS. Każda ma swój własny zestaw zalet i wad, które są wybierane na podstawie pożądanych cech końcowej części.