Hvordan designer man plastikinjektionsforme?
Støbningsprocessen for plastinjektion er en af de mest almindeligt anvendte processer til masseproduktion af plastdele. Denne proces bruges stærkt af industrierne såsom bilindustri, forbrugerelektronik, medicinsk udstyr og emballage på grund af dens højhastigheds og konsistente levering af detaljerede dele. Imidlertid afhænger ydelsen, livet og omkostningerne i injektionsformede dele stort set af, hvor godt formen er designet.
Oprettelse af en plastikinjektionsform fungerer ikke kun på en hulrumsdannelse. Det inkluderer en masse indbyrdes forbundne beslutninger om materiale, delfunktion, produktionsvolumen og formkonfigurationen. Disse aspekter hjælper dig med at skabe bedre og mere effektive forme, uanset om du’Re en ingeniør, produktdesigner eller producent.
Trin-for-trin guide til design af en plastikinjektionsform
Hvis du er ny inden for skimmelsign, vil disse trin hjælpe dig med at forstå uden at blive overvældet.
Produktdesign kommer først
Når du starter formdesignprocessen, skal du være bekendt med de fysiske og funktionelle detaljer i den del, der skal støbes. Jo bedre deldesignet er, jo enklere ville det være at skabe en form, der garanterer præcision og kvalitet.
Overvejelser i produktdesign
Dimensioner og tolerancer: Dele med høj præcision har brug for stramme tolerancer. Formdimensioner skal redegøre for plastikkrympe, og tolerancerne skal defineres klart for at undgå problemer med nedstrøms.
Materialevalg: Opførelsen af plast under støbning er forskellig for semi-krystallinsk (nylon) og amorfe (ABS). Forskellige plaststrøm og kølig forskelligt, og dette påvirker både formtemperaturen og designen.
Vægtykkelse: Ens ensartet tykkelse af væggen er meget vigtig for at reducere virkningerne af fordrejning, synkemærker og hulrum. I tilfælde, hvor tykke områder ikke kan undgås, kan tilføjelse af ribben eller kerner være til hjælp til at distribuere materialet lige og forbedre afkøling.
Overfladefinish: Formen vil have sin overfladebehandling påvirket af den ønskede finish (blank, mat, struktureret). Æstetiske dele kan have polerede overflader eller kan have brug for specielle teksturprocesser.
Ved at styrke disse deloplysninger tidligt er der færre ændringer i formdesignet senere, og tiden og omkostningerne kan kontrolleres.
Valg af den rigtige formkonfiguration
Beslutningen af formlayoutet er stort set baseret på kompleksiteten af delen og antallet af dele, der skal produceres.
Almindelige skimmeltyper
To-pladeform: Dette er den nemmeste og mest anvendte formstype. Det har en enkelt dellinje, og den er velegnet til lille og mellemstor batchproduktion af enkle dele.
Tre-pladeform: Det bruges ofte til mere komplicerede komponenter, der har komplekse funktioner eller til situationer, hvor der kræves flere porte.
Hot Runner Mold: Holder plasten i løbersystemet varmt og eliminerer behovet for at trimme løbere. Det minimerer affald og fremskynder produktionscyklussen, især fordelagtigt i sager med høj volumen.
Familieform: Kan fremstille forskellige komponenter i en enkelt cyklus. Dette er praktisk for samlinger eller lignende dele, men kræver streng strømningskontrol for at fylde hulrum jævnt.
Hver type leveres med afvejninger mellem omkostningerne, let vedligeholdelse og produktionseffektivitet. Simuleringsværktøjer som Mold Flow -analyse kan hjælpe med at vælge den bedste konfiguration af din del og produktionsbehov.
Kerne- og hulrums overvejelser
Kernen i enhver injektionsform er kernen og hulrummet – De dele, der danner det endelige produkt. Disse skal konstrueres med omhu for at gøre dem stærke, nøjagtige og gentagne.
Vigtige designelementer
Skillelinje: Det er her de to halvdele af formen mødes. Det skal placeres for at minimere de synlige mærker og nem udsprøjtning af del. Sådanne komplekse dele kan kræve, at løftere eller sidevirkninger handler på undergravning blandt andre funktioner.
Udkast til vinkler: små vinkler (om 1°-2°) På lodrette overflader hjælper med at fjerne delen fra formen. En større mængde træk kan være påkrævet for strukturerede overflader eller krympningsutsatte materialer.
Underkår: Dette er egenskaber, der låser delen i formen og kræver yderligere mekanismer såsom lysbilleder eller løftere. De tilføjer til omkostninger og kompleksitet, så eliminere dem, når det er muligt.
Typen af stål for kernen og hulrummet afhænger af produktionsvolumenet. Til forme med højt volumen, der kører i lang tid, anvendes hærdet stål såsom H13, hvorimod aluminium eller et blødere stål kan bruges til prototyping eller lavvolumenproduktion.
Design af udstødningssystemet
Når plasten er afkølet og hærdet, skal den tages ud af formen uden at forårsage skade. Ejekteringssystemet tager sig af dette trin.
Udsprøjtningsmetoder
Ejector -stifter: Disse skubber delen ud bagfra. For at undgå mærker skal de placeres i tykke, stærke sektioner af delen.
Sleeve Ejectors: Ideel til cirkulære dele, da de giver jævnt pres omkring delen.
Stripperplader og udsprøjtning af luft: Bruges, når stifter muligvis forlader pletter eller til større dele med komplekse overflader.
Et dårligt designet udsprøjtningssystem kan resultere i ridset, skæv eller fastlåste dele. Planlægning af dette system hjælper med at sikre en jævn fjernelse af en konsekvent del og undgår produktionsforsinkelser.
Gate- og løber -systemer
Porten og løbersystemet kører den smeltede plast fra injektionsdysen til formhulen. Deres design påvirker plaststrømmen, fyldningen af hulrummet og dets afkøling.
Key Gate Design Elements
Gate -typer: Almindelige gate -stilarter inkluderer kant, pin, ubåd og fanporte. Valget afhænger af delens form og funktionelle behov. For eksempel tillader ubådsporte automatisk beskæring, hvilket sparer tid i produktion af høj volumen.
Gateplacering: Placering af porten i et afbalanceret, ikke-synligt område hjælper med at forhindre kosmetiske mangler og sikrer endda strømning. Dårlig placering kan føre til svejselinjer eller svage pletter.
Løberdesign: Løbere skal være korte og afbalancerede for at reducere tryktab og minimere materialeaffald. I forme med flere hulrum sikrer løberbalancering, at alle hulrum udfylder i samme hastighed.
Korrekt størrelse og placerede porte hjælper med at reducere injektionstrykket og forbedre den samlede delkvalitet.
Kølesystemoptimering
Afkøling udgør den længste fase af injektionscyklussen, så et godt designet kølesystem påvirker direkte produktivitet og delkvalitet.
Elementer i effektiv afkøling
Kølekanallayout: Kølekanalerne skal følge geometrien for delen så tæt som muligt for endda afkøling og reducerede cyklustider.
Baffler og boblere: påført steder, hvor konventionelle kanaler ikke kan nå, dvs. dybe eller smalle lommer.
Konformisk afkøling: Nu er det muligt at designe kølekanaler, der efterligner formen på delen ved hjælp af moderne 3D -udskrivning. Det giver mere effektiv og ensartet afkøling.
Korrekt afkøling minimerer del af fordrejning, giver dimensionel stabilitet og forbedrer formenes levetid.
Formventning
Under injektion skal luft og gas udluftes fra hulrummet for at undgå problemer som forbrændingsmærker eller ufuldstændige fyld.
Bedste praksis til udluftning
Ventedybde: normalt fra 0,02 til 0,05 mm; Lav nok til at forhindre plast, men dybt nok til at slippe luft ud. Dybden kan muligvis justeres baseret på det anvendte materiale.
Udluftningsplacering: Ventilationsåbninger skal placeres i enderne af strømningsstier, i hjørner eller i nærheden af tynde elementer, hvor luft har en stor chance for at blive fanget.
En ordentlig udluftning forbedrer kvaliteten af dele, lindrer formen af stress og hjælper med at forhindre defekter.
Formstrøm og strukturel analyse
Ved hjælp af digitale værktøjer er det muligt at simulere, hvordan plast bevæger sig gennem formen, før stål er skåret. Disse værktøjer er vigtige i problemidentifikation og adressering af dem, før de bliver dyre.
Hvorfor simuleringer betyder noget
Formstrømningsanalyse: Hjælper med at registrere luftfælder, svejselinjer og områder, hvor strømmen kan stoppe. Det hjælper også med at vælge den bedste portplacering og løberstørrelse.
Strukturanalyse (FEA): sikrer, at formstrukturen kan håndtere klem- og injektionskræfterne uden deformering.
Tidlig simulering sparer tid, reducerer omkostningerne og øger sandsynligheden for at få kvalitetsdele ved et skud.
Testning af prototyper inden fuld produktion
Oprettelse af en testform til din støbning eller brug af hurtig prototype, såsom 3D -udskrivning, kan sikre dit design, før du investerer i dyre stålværktøj.
Fordele ved prototype
Sikrer, at dele passer og fungerer korrekt.
Identificerer problemer som Warping eller Dårlig strømning tidligt.
Gør det muligt for interessenterne at gennemgå og godkende design.
Det er lettere og mindre risikabelt at flytte fra en prototype til en produktionsform efter validering.
Design til vedligeholdelighed
Den bedst designede form kræver også vedligeholdelse. Hvis du planlægger det i begyndelsen, minimerer du nedetid og forlænger formenes levetid.
Vedligeholdelsesvenlige funktioner
Modulære indsatser: Disse gør udskiftningen af slidte områder let uden at skrabe hele formen.
Sårlige materialer: påført sådanne steder som lysbilleder og løftere, der udsættes for fortsat friktion.
Inspektionsadgang: Formfunktioner som porte og adgangshuller hjælper med rengøring og visuel kontrol.
Justeringssystemer: Dowels og guide -stifter sikrer, at alt stiller sig korrekt under samlingen.
Klar dokumentation såsom CAD -filer, tegninger og vedligeholdelsesprocedurer hjælper også formteknikerne med at håndtere reparationer hurtigt.
Konklusion
Plastikinjektionsformdesign er ikke jobbet blot for en tekniker – Det er en omhyggelig undersøgelse af materialevidenskab, teknik og praktisk erfaring. Alt fra, hvordan plasten flyder, gennem hvordan delen køles og udsættes, påvirker resultaterne.
Når det er korrekt udført, producerer god støbning af dele af høj kvalitet, mindre affald og forkortede cyklusser, mens de sparer på lang sigt. Ved at kende de vigtige aspekter, der blev diskuteret, dvs. materialevalg, skimmelstype, afkøling og udsprøjtning, kan du designe forme, der kan give pålidelige ydelse og konsistente resultater.
