Een matrijs wordt ook wel een mal of gietvorm genoemd. In feite is een matrijs de negatieve vorm of contravorm van het product dat men wenst te maken. Er zijn verschillende soorten matrijzen. Het materiaal en de vorm van een matrijs is afhankelijk van het product dat men wil vervaardigen. Daarnaast is ook de temperatuur en druk van groot belang voor het ontwerp en de vormgeving van de matrijs. Matrijzen kunnen in verschillende machines worden geplaatst en worden voor verschillende producten en materialen gebruikt.
Hoe worden matrijzen gebruikt?
Met matrijzen kunnen materialen in een bepaalde vorm worden gebracht. Het basismateriaal kan in de matrijs worden gespoten, gezogen of gegoten. Dit materiaal komt over het algemeen in een vloeibare toestand in de matrijs. Het basismateriaal is zeer divers en kan bijvoorbeeld glas, keramiek, metaal of kunststof zijn. Nadat het basismateriaal in de matrijs is geplaatst wordt het materiaal door de matrijs in de gewenste vorm gebracht. Meestal is het basismateriaal verhit wanneer het in de matrijs terecht komt. Door afkoeling hard het materiaal uit en krijgt het product zijn vorm. Deze werkwijze wordt onder andere gebruikt bij het gieten van metalen zoals brons en bij het vervormen van thermoplastische kunststoffen. Deze materialen zijn vloeibaar door verhitting en harden uit tijdens het afkoelen.
Matrijzen ontwerpen
Het ontwerpen en bouwen van matrijzen is het werk van specialisten. Matrijzenbouw behoort tot de mechanische vormgevingstechnieken. Het ontwerp voor een matrijs moet zorgvuldig worden gemaakt. Hierbij moet aandacht worden besteed aan de vorm. De vorm van de matrijs moet zeer nauwkeurig worden bepaald omdat de mal exact de juiste producten moet vervaardigen conform de gewenste vorm en de gewenste afmeting.
Daarnaast moet ook het materiaal van de matrijs zelf over de gewenste materiaaleigenschappen beschikken. Zo moet de matrijs bestand zijn tegen hoge temperaturen wanneer de matrijs wordt gebruikt om gesmolten metaal in de gewenste vorm te brengen. Bij sommige soorten kunststof of keramische klei is weerstand van de matrijs tegen hoge temperaturen juist niet gewenst.
Als een matrijs wordt gebruikt voor spuitgieten van kunststoffen en andere materialen is het belangrijk dat de matrijs tegen hoge druk bestand is en niet gaat vervormen. Verder moet de matrijs kunnen worden verwijdert zonder dat het product dat uit de matrijs komt beschadigd raakt.
Ook is de materiaalkeuze van de matrijs belangrijk. Sommige matrijzen worden gebruikt voor een éénmalig product. Gieten in deze soort matrijzen wordt ook wel ‘de verloren mal methode’ genoemd. Dit wordt gebruikt voor unieke producten. Voor massaproductie gebruikt men andere matrijzen die langer meegaan.
Matrijzen bouwen
Nadat men het ontwerp en het materiaal van de matrijs heeft bepaald kan men aan de slag met het bouwen van de matrijzen. Ook dit werk is zeer specialistisch. De vormen van de matrijs worden over het algemeen doormiddel van verspaning gemaakt. Met behulp van machinaal draaien en frezen worden onderdelen van de matrijs in de gewenste vorm gebracht. Vervolgens worden de onderdelen van de matrijs door een gereedschapmaker in de gereedschapmakerij samengevoegd tot één complete matrijs. Dit samenvoegen kan gebeurd doormiddel van schroefdraadverbindingen zodat de delen van de matrijs relatief eenvoudig vervangen kunnen worden. het is echter ook mogelijk dat de onderdelen van de matrijs permanent worden verbonden doormiddel van lassen. Lasverbindingen zijn sterke verbindingen die niet uitneembaar zijn. Het lassen van matrijzen moet gedaan worden door een zeer ervaren lasser omdat tijdens het lasproces veel warmte wordt ingebracht waardoor delen van de matrijs kunnen gaan bewegen.