Как да проектирам пластмасови инжекционни форми?
Процесът на леене на пластмасово инжектиране е един от най -често използваните процеси за масово производство на пластмасови части. Този процес се използва силно от индустриите като автомобилна, потребителска електроника, медицински изделия и опаковки поради високоскоростната и постоянна доставка на подробни части. Въпреки това, ефективността, животът и ефективността на разходите на части, формовани в инжектиране, до голяма степен зависят от това колко добре е проектиран плесенът.
Създаването на пластмасова инжекционна форма не работи само върху образуването на кухина. Тя включва много взаимосвързани решения относно материала, функцията на частта, обема на производството и конфигурацията на формата. Тези аспекти ще ви помогнат да направите по -добри и по -ефективни форми, независимо дали вие’отново инженер, дизайнер на продукти или производител.
Стъпка по стъпка ръководство за проектиране на пластмасова инжекционна форма
Ако сте нови в полето на дизайна на плесени, тези стъпки ще ви помогнат да разберете, без да се претоварвате.
Дизайнът на продукта е на първо място
Когато стартирате процеса на проектиране на плесени, трябва да сте запознати с физическите и функционалните детайли на частта, която ще бъде формована. Колкото по -добър е дизайнът на частта, толкова по -просто би било да се създаде плесен, който гарантира прецизност и качество.
Съображения в дизайна на продукта
Размери и допустими отклонения: Частите с висока точност се нуждаят от тесни допустими отклонения. Размерите на плесен трябва да отчитат пластмасовото свиване и допустимите отклонения трябва да бъдат ясно дефинирани, за да се избегнат проблеми с по -нисък поток.
Избор на материал: Поведението на пластмасата по време на формоването е различно за полукристални (найлонови) и аморфни (ABS). Различните пластмаси текат и се охлаждат по различен начин и това се отразява както на температурата на формата, така и дизайна.
Дебелина на стената: Еднообразната дебелина на стената е много важна за намаляване на ефектите от изкривяване, следи от мивка и празнини. В случаите, когато дебелите зони не могат да се избягват, добавянето на ребра или ядра може да бъде от полза за разпределяне на материала еднакво и подобряване на охлаждането.
Повърхностно покритие: Формата ще има обработката на повърхността, засегната от желаното покритие (лъскаво, матово, текстурирано). Естетичните части може да имат полирани повърхности или могат да се нуждаят от специални процеси на текстуриране.
Чрез укрепване на тези подробности за частта рано, има по -малко промени в дизайна на плесента по -късно и времето и разходите могат да бъдат контролирани.
Избор на правилната конфигурация на формата
Решението на оформлението на формата до голяма степен се основава на сложността на частта и броя на произведените части.
Общи видове форми
Мухъл от две плочи: Това е най-лесният и широко използван тип плесен. Той има една част линия и е подходящ за малка и средна партидна производство на прости части.
Тристепенна плесен: Обикновено се използва за по-сложни компоненти, които имат сложни характеристики или за ситуации, при които са необходими множество порти.
Форма на горещ бегач: Поддържа пластмасата в системата на бегачи гореща и елиминира необходимостта от подстригване на бегачите. Той минимизира отпадъците и ускорява производствения цикъл, особено изгоден за случаите с голям обем.
Семейна плесен: Може да произвежда различни компоненти в един цикъл. Това е удобно за сглобки или подобни части, но изисква строг контрол на потока, за да се запълнят равномерно кухините.
Всеки тип се предлага с компромиси между разходите, лекотата на поддръжка и ефективността на производството. Инструменти за симулация като анализ на потока на плесени могат да помогнат при избора на най -добрата конфигурация на вашата част и производствени нужди.
Съображения на ядрото и кухината
В основата на всякакви инжекционни форми са сърцевината и кухината – частите, които образуват крайния продукт. Те трябва да бъдат проектирани внимателно, за да ги направят силни, точни и повтарящи се.
Важни дизайнерски елементи
РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ: Тук се събират двете половини на формата. Тя трябва да бъде позиционирана, за да се сведе до минимум видимите марки и лесно изхвърляне на част. Такива сложни части могат да изискват повдигачи или странични действия, за да действат на подбивания сред другите характеристики.
Ъгли на чернови: Малки ъгли (около 1°-2°) На вертикални повърхности помагат за отстраняване на частта от формата. По-голямо количество чернова може да се изисква за текстурирани повърхности или материали, предразположени към свиване.
Подчинения: Това са характеристики, които заключват частта във формата и изискват допълнителни механизми като слайдове или повдигачи. Те добавят към разходите и сложността, така че ги елиминирайте, когато е възможно.
Типът стомана за сърцевината и кухината зависи от обема на производството. За форми с голям обем, които се движат за дълго време, се използва втвърдена стомана като H13, докато алуминий или по-мека стомана могат да се използват за прототипиране или производство на нисък обем.
Проектиране на системата за изхвърляне
След като пластмасата се охлади и се втвърди, тя трябва да се извади от формата, без да причинява щети. Системата за изхвърляне се грижи за тази стъпка.
Методи за изхвърляне
Изхвърлящи щифтове: Те изтласкват частта отзад. За да се избегнат марки, те трябва да бъдат поставени в дебели, силни участъци от частта.
Изхвърлящи ръкави: идеални за кръгли части, тъй като те осигуряват равномерно налягане около частта.
Стриперна плочи и изхвърляне на въздух: Използва се, когато щифтовете могат да оставят петна или за по -големи части със сложни повърхности.
Лошо проектираната система за изхвърляне може да доведе до надраскани, изкривени или заседнали части. Планирането на тази система правилно помага да се осигури гладко, последователно отстраняване на част и избягва забавянето на производството.
Системи за порта и бегачи
Системата на портата и бегачът изпълнява разтопената пластмаса от инжекционната дюза до кухината на формата. Техният дизайн влияе върху пластмасовия поток, пълненето на кухината и неговото охлаждане.
Ключови елементи на дизайна на портата
Видове порта: Общите стилове на портата включват ръб, щифт, подводници и порти на вентилатора. Изборът зависи от формата и функционалните нужди на частта. Например, портите на подводниците позволяват автоматично подрязване, което спестява време в производството на голям обем.
Поставяне на портата: Позиционирането на портата в балансирана, невидима зона помага да се предотвратят козметичните недостатъци и осигуряват равномерен поток. Лошото поставяне може да доведе до заваръчни линии или слаби петна.
Дизайн на бегачи: Бегачите трябва да бъдат къси и балансирани, за да намалят загубата на налягане и да сведат до минимум материалните отпадъци. В многопроходното форми, балансирането на бегача гарантира, че всички кухини се пълнят със същата скорост.
Правилно оразмерени и поставени порти помагат за намаляване на налягането в инжектиране и подобряване на качеството на общата част.
Оптимизация на системата за охлаждане
Охлаждането представлява най-дългата фаза на цикъла на инжектиране, така че добре проектираната система за охлаждане влияе пряко върху производителността и качеството на части.
Елементи с ефективно охлаждане
Оформление на охлаждащия канал: Охлаждащите канали трябва да следват геометрията на частта възможно най -тясно за равномерно охлаждане и намалени времена на цикъла.
Прегради и мехурчета: Приложени на места, където конвенционалните канали не могат да достигнат, т.е. дълбоки или тесни джобове.
Конформално охлаждане: Сега е възможно да се проектират охлаждащи канали, които имитират формата на частта, използвайки модерен 3D печат. Той дава по -ефективно и равномерно охлаждане.
Правилното охлаждане свежда до минимум изкривяването на частта, осигурява стабилност на размерите и подобрява живота на формата.
Отдушване на плесен
По време на инжектиране, въздухът и газът ще трябва да бъдат изпускани от кухината, за да се избегнат проблеми като маркировки за изгаряне или непълни пълнежи.
Най -добри практики за вентилация
Дълбочина на вентилатора: обикновено варира от 0,02 до 0,05 мм; Достатъчно плитка, за да предотврати пластмасата, но достатъчно дълбока, за да пусне въздух навън. Дълбочината може да се наложи да се регулира въз основа на използвания материал.
Поставяне на отдушник: Вентилациите трябва да бъдат поставени в краищата на потоците, в ъглите или близо до тънки елементи, където въздухът има голям шанс да бъде хванат в капан.
Правилното вентилация повишава качеството на частите, облекчава формата на стреса и подпомага предотвратяването на дефекти.
Поток на плесен и структурен анализ
Използвайки цифрови инструменти, е възможно да симулирате как ще се движи пластмасата през формата, преди да се нарязва всяка стомана. Тези инструменти са важни за идентифицирането на проблемите и адресирането им, преди да станат скъпи.
Защо симулациите имат значение
Анализ на потока на мухъл: Помага за откриване на въздушни капани, заваръчни линии и зони, където потокът може да спре. Той също така помага за избора на най -доброто местоположение на портата и размера на бегача.
Структурен анализ (FEA): Гарантира, че структурата на плесен може да се справи с силите за затягане и инжектиране, без да се деформира.
Ранната симулация спестява време, намалява разходите и увеличава вероятността да получите качествени части при един изстрел.
Тестване на прототипи преди пълно производство
Създаването на тестова плесен за вашето формоване или използване на бързо прототипиране, като 3D печат, може да осигури вашия дизайн, преди да инвестирате в скъпи стоманени инструменти.
Предимства на прототипирането
Уверява, че частите се вписват и работят правилно.
Идентифицира проблеми като изкривяване или лош поток рано.
Позволява на заинтересованите страни да преглеждат и одобряват дизайна.
По -лесно и по -малко рисковано е да преминете от прототип към производствена плесен след валидиране.
Дизайн за поддръжка
Най -добре проектираната форма също изисква поддръжка. Ако планирате за това в началото, ще сведете до минимум престоя и ще удължите експлоатационния живот на формата.
Функции, удобни за поддръжка
Модулни вложки: Те улесняват подмяната на износените зони, без да изстъргват цялата форма.
Трудни материали: Приложени на такива места като слайдове и повдигачи, които са подложени на продължаване на триенето.
Достъп до проверка: функции на плесен като портове и отвори за достъп помагат при почистване и визуални проверки.
Системи за подравняване: дюбелите и ръководните щифтове гарантират, че всичко се очертава правилно по време на сглобяването.
Ясната документация като CAD файлове, чертежи и процедури за поддръжка също помага на техниците да се справят бързо с ремонта.
Заключение
Дизайнът на пластмасови инжекционни форми не е работата просто за техник – Това е внимателно проучване на материалните науки, инженерството и практическия опит. Всичко от това как тече пластмасата, чрез това как частта се охлажда и изхвърля, влияе върху резултатите.
Когато се прави правилно, доброто формоване произвежда висококачествени части, по-малко отпадъци и съкратени цикли, докато се спестява в дългосрочен план. Познавайки важните аспекти, които бяха обсъдени, т.е. избор на материал, тип плесен, охлаждане и изхвърляне, можете да проектирате форми, които могат да осигурят надеждна производителност и последователни резултати.
