Met matrijzenbouw, of mallen maken, wordt het proces bedoeld van het maken van mallen waarmee materialen (meestal kunststoffen, metalen of keramiek) tot de gewenste producten kunnen worden gevormd.
Mallen zijn essentieel in de maakindustrie, met name bij spuitgieten, spuitgieten en andere massaproductieprocessen.
De mallen kunnen van verschillende materialen worden gemaakt, zoals staal, aluminium en zelfs siliconen, afhankelijk van het te vormen materiaal en de gewenste precisie en duurzaamheid.
Hieronder volgt een overzicht van het proces:
1. Het ontwerpen van de mal
CAD-software: Het proces begint met het ontwerpen van de matrijs met behulp van CAD-software (Computer Aided Design). Het ontwerp omvat de vorm, afmetingen en alle benodigde kenmerken voor het eindproduct, zoals gaten, schroefdraad en oppervlaktetexturen.
Onderdelen van een mal: een mal bestaat doorgaans uit een kern (het deel van de mal dat het materiaal vormgeeft) en een holte (de ruimte waarin het materiaal wordt geïnjecteerd of gegoten).
2. Materiaalkeuze
Welk materiaal voor de mal wordt gekozen, hangt af van factoren zoals het soort product dat wordt gemaakt, de productieomvang en de kosten.
Veelgebruikte materialen voor mallen zijn:
Staal: Duurzaam en slijtvast, vaak gebruikt voor grootschalige productie.
Aluminium: Lichter en eenvoudiger te bewerken, vaak gebruikt voor prototypes of de productie van kleine tot middelgrote aantallen.
Siliconen: flexibel en kan worden gebruikt voor het vormen van bepaalde rubberachtige of kunststof materialen.
Koperlegeringen: Soms gebruikt voor specifieke toepassingen met hoge prestaties.
3. CNC-bewerking / 3D-printen
CNC-frezen (Computer Numerical Control): Dit wordt vaak gebruikt voor het nauwkeurig snijden en vormen van mallen uit een massief blok materiaal.
3D-printen: In sommige gevallen worden mallen geprototyped met behulp van 3D-printen, vooral bij kleine oplages of complexe geometrieën die moeilijk te bewerken zijn.
4. Matrijsmontage
Na het bewerken of printen worden de matrijsonderdelen (kern, holte, gietkanalen en gietkleppen) geassembleerd. Dit zijn de componenten die de materiaalstroom naar de matrijs tijdens de productie sturen en controleren.
5. Schimmeltesten (proefdraaien)
Een mal wordt meestal onderworpen aan proefdraaien om te controleren of alles naar behoren functioneert. Dit wordt 'mold trialing' genoemd en stelt fabrikanten in staat om eventuele problemen zoals luchtbellen, onjuiste vulling of inefficiënte koeling te identificeren.
Tijdens deze fase worden er vaak aanpassingen gedaan om de matrijsprestaties te verbeteren.
6. Spuitgieten of gieten
Spuitgieten: Voor kunststofproducten wordt de mal gebruikt in een spuitgietmachine, waarbij gesmolten kunststof onder hoge druk in de holte wordt gespoten. Vervolgens wordt het afgekoeld en als vast product uitgeworpen.
Spuitgieten: Voor metalen, met name non-ferrometalen zoals aluminium en zink, wordt bij spuitgieten een soortgelijk proces toegepast, maar dan bij hogere temperaturen.
7. Afwerking en inspectie
Na het gieten kunnen de onderdelen secundaire bewerkingen ondergaan, zoals bijwerken, polijsten, verven of coaten.
Door middel van strenge inspecties wordt de kwaliteit van het eindproduct gewaarborgd. Er wordt gecontroleerd op defecten, maatnauwkeurigheid en andere kwaliteitscontrolenormen.
Soorten schimmels:
Spuitgietmatrijzen: worden gebruikt voor de massaproductie van kunststof- of metalen onderdelen.
Compressiemallen: worden vaak gebruikt voor rubber- en kunststofonderdelen. Het materiaal wordt in de mal geplaatst en met warmte samengeperst om de vorm te creëren.
Blaasvormen: worden gebruikt voor holle kunststof onderdelen (zoals flessen) door hete kunststof in een mal op te blazen.
Matrijsvormen: Worden gebruikt bij het gieten van metaal om onderdelen te produceren door middel van stansen of stansen.
Belangrijke overwegingen bij het vervaardigen van matrijzen:
Materiaaleigenschappen: Het gekozen materiaal voor de mal moet bestand zijn tegen de temperaturen en druk van het gietproces.
Precisie: De nauwkeurigheid van de matrijs is van cruciaal belang voor het eindproduct, met name in sectoren als de automobiel- of lucht- en ruimtevaart, waar nauwe toleranties vereist zijn.
Duurzaamheid: Mallen, met name voor massaproductie, moeten bestand zijn tegen vele bedrijfscycli zonder dat er sprake is van significante slijtage.
Wilt u meer weten over een specifiek aspect van matrijzenbouw of werkt u aan een specifiek project dat met matrijzen te maken heeft?