RIM nízkotlaké vstřikování dvou-komponentních polyuretanů v prototypingu a malosériové výrobě, pomocí materiálů SikaBiresin® řady RG
vstřikování dvoukomponentního polyuretanu
RIM přístroj DEKUMED řady UNIDOS a jeho kompaktní rozměry
Technologie RIM není ve světě žádnou novinkou. Společnost BAYER AG tuto technologii vyvinula koncem šedesátých let a o její rozšíření se v masovém měřítku zasloužily zejména americké automobilky pro výrobu speciálních polyuretanových dílů pro své designové studie ale i pro výrobu. U nás je až na využití u několika málo českých rapid-prototypingových společností poměrně exotická.
Co je principem RIM?
RIM – reaction injection molding je metoda nízkotlakého vstřikování dvou složek polyuretanu do forem , které mohou být vytvářeny ať již z 2k formovacího, poly-adičního silikonu ( z našich materiálů doporučena řada ESSIL 2xx ) či z tvrdých forem ( z našich materiálů doporučeny pro výrobu rigidních forem špičkové blokové materiály SikaBiresin® LAB975 nebo SikaBiresin® LAB1000 s nejvyšší rozměrovou stabilitou ).
Pro metodu RIM lze vytvářet dle potřeby ( z hlediska technologie i nákladů ) formy hybridní, kde část formy je vytvářena z formovacího silikonu a druhá část formy je vytvořena jako pevná – rigdní forma z deskových materiálů ale i například za pomocí rychle-tuhnoucích odlévacích polyuretanů ( SikaBiresin®F160, SikaBiresin®F180, SikaBiresin®F190, SikaBiresin®F50 případně pro větší série pak SikaBiresin® G38 či SikaBiresin®G519), nebo forem vytvořeních pomocí gelcoatů a epoxidových past ( gelcoatů SikaBiresin®GC050, SikaBiresin®GC080, Biresin S8 v kombinaci s epoxidovými pastami SikaBiresin® L400 / 402 a např. vyztužovacích žeber z materiálu MDF či překližky ). Provedení formy je vždy potřeba zvážit na každém konkrétním případě. Obě složky polyuretanu jsou v mísícím stroji pod vysokým tlakem a velmi rychle smíchány a poté za sníženého tlaku vstřikovány již jako směs do výše uvedených forem. Tato směs, která je vstříknuta pod nízkým tlakem (podobný či blízký tlaku atmosférickému) do formy pomocí většinou volitelné vstřikovací mísící pistole se statickým či dynamickým mísičem či mísícím nástavcem je cca do 10minut v pevné formě je připravena k odformování. Reakční čas obou složek RIM materiálů je opravdu několik sekund, takže výhodou této technologie je nesporně rychlost a jednoduchost obsluhy.
Existují i další podskupiny RIM technologií, jako například RRIM ( Reinforced Reaction Injection Molding - zesílené reakční vstřikovací odlévání ) kde se do směsi přidávají vyztužující činidla ( například skelná a aramidová vlákna, slída atp. ) a nebo technologie SRIM ( Structured Reaction Injection Molding - strukturální reakční vstřikovací odlévání ) kde je síť vláken uspořádaná nejprve ve formě a poté je na ni vstřikována polyuretanová, epoxidová či polyesterová směs.
Naše materiály RIM se skládají převážně ze dvou složek polyuretanu (polyol + isokyanát ) a některé RIM materiály mohou být i plněny. Plněné materiály by však měly být konzultovány s dodavatelem / výrobcem RIM komponentních strojů, protože by mohlo docházet vlivem zvýšené abrazivity plniva k nadměrnému opotřebování některých částí strojů pokud by tomu nebyly uzpůsobeny.
Jak pracuje přístroj na RIM technologie?
Jedná se o většinou dvoukomponentní stroj, který se skládá ze zásobníků na jednotlivé složky, speciálně zpřevodovaného čerpadla a mísidla které vhání materiál s již upraveným tlakem dále do mísící pistole s dynamickým i statickým mícháním. Při výrobě rozměrnějších dílů pak nejste nikterak omezeni velikostí dílu například oproti technologiím vákuového lití, což se jeví také jako nesporná výhoda. Hmotnost dílu může být pak dle provedení RIM zařízení třeba až do 20kg a klidně i 5m délky!
Výrobců přístrojů je na trhu opravdu mnoho, my doporučujeme dle sdílených zkušeností například společnosti TARTLER a DEKUMED. Například velmi oblíbené přístroje DEKUMED řady UNIDOS ( výše zobrazený na našem obrázku) začínají na velmi zajímavých cenách pro začínající s technologií RIM, přístrojem který se vejde i na psací stůl a končí u velmi univerzálního přístroje, který monitoruje všechny fáze výroby a přípravy pomocí mnoha čidel a zobrazuje je na přehledném displayi s možností tisku. Volba je tak jen na vašich preferencích.
Co lze metodou RIM vyrábět a na co se hodí nejlépe?
Plastové díly stavebních strojů a speciálních vozidel, hasičů, záchranných služeb, dronů a obranných systémů ( překryty motorů, ochrané mřížky, plastových podběhů a spodních krytů podvozků , vzduchových filtrů, systémy topení a klimatizace, kryty sedadel, opěrky, tunely přístrojových desek, blatníků, překryty světlometů, kryty elektroniky, filtrů, těsnění, bausetu skel …) Obytných Vozů a jachet a SUV ( speciální tuningové díly jako masky, mřížky, překryty světel, bausety skel, rozměrné interiérové a exteriérové panely obytných částí, rozšířené límce blatníků a speciálních nárazníků, tunelů klimatizace a rozvodů vzduchu, kryty elektroniky, kapitánské můstky a přístrojové štíty, panely lodí a kryty dveří…. Prostředků hromadné dopravy ( rozměrné exteriérové panely karoserie případně interiéru ( lepení např. Univerz. ADEKIT A 280 ) kryty motorů a elektroniky, překryty světel, bausety skel, kryty sedadel, tunely výdechů klimatizace, tunely či průchodky kabelových svazků, hrany stolků či celé stolky, opěrky ovladače, madla či držadla… Zdravotnictví ( rozměrné panely zdravotních přístrojů, scannerů, mikroskopů, kryty lůžek , elektroniky, tiskáren, měřících zařízení, sedadel, opěrek, pouzder a překrytů, držáků , madel a podpůrných protředků.. ) Sport ( lezecké chyty, sportovní pádla, sportovní přilby a chrániče, sedátka, překryty baterií, madla, držáky…) Spotřební zboží ( překryty elektronických zařízení, malých I velkých domácích spotřebičů, součásti nábytku jako jsou např. Odolné a pružné hrany stolků či skříní, housing nabíječek a docků, počítačové skříně a racky ) a samozřejmě spoustu dalších plastových dílů.
Vlastnosti RIM materiálů
- dobrá teplotní odolnost
- velmi dobrá chemická odolnost
- velmi dobrá rázová houževnatost
- velmi dobrá otěruvzdornost
- materiály s modulem pružnosti v ohybu od 700MPa do 2350Mpa
- materiály s vysokou teplotní odolností Tg 150°C
- minimální tloušťka stěny 2 až 3 mm, bezproblémově až do 20 mm
- možnost postprodukce a post-processingu (lepení, broušení, pískování, lakování polyuretanovými barvami a tmely).
- nízká chemická agresivita materiálů výrazně prodlužuje životnost např. Silikonových forem oproti materiálům pro vakuové odlévání
Vlastnosti RIM materiálů
- Jednoduchá, výrobně nenáročná konstrukce formy
- Rychlost (zejména pro produkci více kusů odlitků snižuje náklady na „člověkohodiny“)
- Pohodlná obsluha stroje.
- Velmi nízké náklady na výrobu formy
- Vlastnosti materiálů na úrovni technických plastů (PRYŽ, ABS, PE, PP…)
- Spousta vlastností s přidanou hodnotou (certifikace FAR, UL 94-V0, DIN EN 45545-2 atd…
- Díly bez vnitřního pnutí s rozdílnou tloušťkou stěny
- Formy je možné cnc frézovat, odlévat nebo obě metody vzájemně kombinovat.
- U materiálů SikaBiresin je složka B (ISO) vždy shodná a použitelná univerzálně skoro pro všechny ostatní Biresin Rim materiály.
Souhrnem tedy lze říci, že RIM je vhodný pro rychlou a pohodlnou výrobu větších dílů s nižšími nároky na povrch, pokud povrch nebudete dale lakovat.
Výhodný je vzhledem k rychlosti zpracování a ceně materiálu ve středních až větších sériích. (50-1000ks ) Imituje dobře vlastnosti GUMY, PE/PP a ABS a je jakýmsi předskokanem sériové výroby ve vstřikolisových formách.
sledujte nás na Facebooku
následujte naše sociální sítě pro více aktuálních informací od společnosti ACR Czech s.r.o a nabízených produktů společnosti Sika Advanced Resins