Spuitgieten is een proces dat gebruikt wordt om onder andere plastic modelbouw kits te produceren. Er zijn verschillende technieken die gebruikt kunnen worden om tot een kunststof eindproduct te komen. Wat houden deze verschillende spuitgiet technieken precies in?
Wat is spuitgieten?
Bij spuitgieten wordt kunststof vormgegeven met behulp van een stijf frame of een pasvorm, dit wordt ook wel de matrijs genoemd. Een spuitgietmatrijs is een holle vorm, een contravorm van wat uiteindelijk gegoten gaat worden. Met deze techniek kunnen allerlei objecten met verschillende vormen en groottes gemaakt worden, van simpele tot zeer complexe ontwerpen. Spuitgieten is één van de populairste technieken voor het maken van allerlei kunststof producten, zo ook voor onze modelbouwkits.
Hoe werkt het?
Bij spuitgieten wordt een vloeibare kunststof in een holle mal gegoten zodat deze de vorm van die mal aanneemt. Een voorbeeld hiervan is een plastic fles. Voor dit proces is extreme druk en verhitting nodig. De kunststof, die vloeibaar dient te zijn om gebruikt te worden, wordt in eerste instantie als granulaat of poeder aangeleverd. Pas na extreme verhitting wordt de kunststof vloeibaar. Door de kunststof in verschillende vormen te gieten en te laten verharden kunnen ze voor verschillende doeleinden gebruikt worden. Je vindt deze producten overal terug. Voorbeelden zijn: ijsbakjes, vuilnisbakken, plastic deksels, flesjes en natuurlijk in de modelbouw. Terwijl je dit artikel nu aan het lezen bent maak je gebruik van producten die vervaardigd zijn met behulp van deze techniek, bijvoorbeeld je muis, toetsenbord of zelfs je laptopcase. Er zijn verschillende technieken voor het spuitgieten. Hieronder bekijken we de meeste gebruikte technieken die ervoor zorgen dat wij kunnen genieten van onze plastic modellen.
- rotatiegieten
- thermovormen
- poederspuitgieten
- blow molding
- compression molding
- gas assisted injection molding
- film insert molding
- structural foam injection molding
Rotatiegieten
Bij rotatiegieten of Rotational molding (BrE moulding) wordt een holle mal gevuld met kunststof in poedervorm. Deze mal wordt dan bevestigd aan een horizontale en verticale as, die op hun beurt aan een centrale draagarm bevestigd zijn. De mal roteert zowel horizontaal als verticaal. De draagarm wordt in een gesloten oven geplaatst (240-325ºC) terwijl de mal draait, hierdoor smelt het poeder en blijft het door het rondraaien mooi verspreid aan de binnenkant van de mal kleven. Hierna gaan ze naar een koelkamer waar er water over de mal gesproeid wordt, dit zorgt er voor dat de kunststof verhardt in de mal. Heel dit proces duurt ongeveer 35 tot 50 minuten. Bij rotatiegieten zijn de benodigde machines relatief goedkoop maar de fabricageprijzen hoog. Hier tegenover staat dat deze techniek een hoop vrijheid met zich meebrengt qua kleuren en vormgeving van de modellen. De modellen worden naadloos geproduceerd. Modelbouwfabrikant Dragon Plastics maakt bijvoorbeeld ook gebruik van dit proces voor hun producten.
Thermovormen
Bij thermovormen, vacuümvormen of thermoforming, een relatief goedkoop proces, worden voorgevormde vellen van harde kunststof horizontaal voorverwarmd. Hierna worden deze in een mal gedrukt. Wanneer het warme plastic dan hard wordt, heeft deze de vorm van de mal gekregen.
Poederspuitgieten
Bij poederspuitgieten of injection molding wordt gesmolten kunststof in een mal geplaatst. Wanneer de kunststof is afgekoeld, kan de mal verwijderd worden. Dit proces wordt veel gebruikt bij massaproductie. Poederspuitgieten kan gebruikt worden om verschillende producten te maken zoals speelgoed, keukengerei, flessendoppen, etc. Vaak onderscheidt men nog een drietal extra afkortingen:
- CIM: Ceramic injection molding
- PIM: Powder injection molding
- MIM: Metal injection molding
Zowel de modelbouw fabrikanten Revell als Tamiya produceren op bovenstaande manier een groot aantal modellen.
Blow molding
Blow molding lijkt op de voorgaande techniek, alleen loopt bij blow molding de hete vloeibare kunststof verticaal in een voorvorm naar beneden. Daarna komt er een mal omheen en wordt de vloeibare kunststof naar buiten gedrukt zodat deze de vorm van de mal aanneemt. Wanneer de kunststof dan afkoelt krijg je een hol product. Producten die met deze techniek gemaakt worden zijn: onderdelen, opbergdozen, huishoudelijke producten, miniatuur modellen etc. De machines die nodig zijn voor deze techniek zijn over het algemeen duurder dan de machines voor poederspuitgieten. Evergreen is een bekende modelbouw fabrikant die blow molding in haar productproces heeft opgenomen.
Compression molding
Bij deze techniek wordt een stuk harde kunststof tussen twee verwarmde delen van een mal gedrukt. Bij compression molding gebruikt men meestal verticale persen in plaats van de horizontale persen die men gebruikt bij injection en blow molding. Het eindresultaat laat men dan afkoelen. De kostprijs om op deze manier producten te produceren valt nog redelijk mee.
Gas assisted injection molding
Gas (assisted) injection molding (GID) wordt gebruikt om plastic onderdelen te maken die hol zijn. Eerst brengt men gesmolten kunststof in een mal, dit wordt dan opgevolgd door persgas zodat de kunststof de vorm van de mal aanneemt.
Film insert molding
Bij de film insert molding techniek ((FIM) plaatst men een bepaalde afbeelding of figuur onder de oppervlakte van een gegoten product. Eerst legt men een soort gedecoreerde folie in een mal, daarna wordt de kunststof dan geïnjecteerd.
Structural foam injection molding
Bovenstaand proces wordt meestal gebruikt voor voorwerpen die dikkere wanden nodig hebben dan diegene die men verkrijgt met het standaard injection molding proces. Een kleine hoeveelheid stikstof wordt in de kunststof gespoten zodat de wanden dikker worden, andere chemische gassen kunnen ook gebruikt worden. Je krijgt een soort schuimvorming wanneer de gesmolten kunststof de malholte binnenstroomt. Er vormt zich een soort dunne plastic film die de malwand verstevigt. Deze techniek kan je gebruiken met elke thermoplast die je kan spuitgieten.
Conclusie
Spuitgieten is een populaire productiemethode onder verschillende fabrikant van modelbouw producten. Tegelijkertijd is het een erg ingewikkeld en vaak duur proces om op te zetten er is daarom veel kennis nodig om het gehele proces op te zetten. De essentie van het spuitgieten is samen te vatten in een aantal steekwoorden: granulaat, verhitting en een matrijs. Hopelijk geeft bovenstaande ook iets meer inzicht in waar onze modellen vandaan komen en wat de kwaliteitsverschillen van de verschillende fabrikanten kan veroorzaken (wel of geen naden bijvoorbeeld).
