Wie entwerfe ich Kunststoffeinspritzformen?

Das Kunststoff -Injektionsformprozess ist eines der am häufigsten verwendeten Verfahren zur Massenproduktion von Kunststoffteilen. Dieser Prozess wird aufgrund seiner Hochgeschwindigkeits- und konsistenten Lieferung detaillierter Teile stark von den Branchen wie Automobile, Unterhaltungselektronik, medizinischen Geräten und Verpackungen verwendet. Die Leistung, die Lebensdauer und die Kostenwirksamkeit von inspritzgeformten Teilen hängen jedoch hauptsächlich davon ab, wie gut die Form ausgelegt ist.

Die Schaffung einer plastischen Injektionsform arbeitet nicht nur an einer Hohlraumbildung. Es enthält viele miteinander verbundene Entscheidungen über das Material, die Teilfunktion, das Produktionsvolumen und die Formkonfiguration. Diese Aspekte helfen Ihnen dabei, bessere und effizientere Formen zu erstellen, unabhängig davon, ob Sie’Betreff Ingenieur, Produktdesigner oder Hersteller.

Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Entwerfen einer Kunststoffeinspritzform

Wenn Sie neu auf dem Gebiet des Schimmelpilzdesigns sind, können diese Schritte Ihnen helfen, zu verstehen, ohne überwältigt zu werden.

Produktdesign steht an erster Stelle

Wenn Sie mit dem Formentwurfsprozess beginnen, sollten Sie mit den physischen und funktionalen Details des zu formenden Teils vertraut sein. Je besser das Teil der Teile ist, desto einfacher wäre es, eine Form zu erstellen, die Präzision und Qualität garantiert.

Überlegungen zum Produktdesign

• Abmessungen und Toleranzen: Hochvorbereitete Teile benötigen enge Toleranzen. Die Schimmelpilzabmessungen sollten für das Schrumpfen von Plastikkräftigen berücksichtigt werden, und die Toleranzen sollten klar definiert werden, um nachgeschaltete Probleme zu vermeiden.

• Materialauswahl: Das Verhalten von Kunststoff während des Formteils unterscheidet sich für halbkristalline (Nylon) und amorphe (ABS). Unterschiedliche Kunststoffe fließen und kühlen unterschiedlich, und dies beeinflusst sowohl die Formtemperatur als auch das Design.

• Wandstärke: Eine gleichmäßige Dicke der Wand ist sehr wichtig, um die Auswirkungen von Verziehen, Spülenspuren und Hohlräumen zu verringern. In Fällen, in denen dicke Bereiche nicht vermieden werden können, kann das Hinzufügen von Rippen oder Kernen helfen, das Material gleichmäßig zu verteilen und die Kühlung zu verbessern.

• Oberflächenbeschaffung: Die Form wird durch die gewünschte Oberfläche (glänzend, matt, strukturiert) ihre Oberflächenbehandlung beeinflusst. Ästhetische Teile haben möglicherweise polierte Oberflächen oder benötigen spezielle Texturierungsprozesse.

Durch die frühzeitige Stärkung dieser Teildetails gibt es später weniger Änderungen des Schimmelpilzdesigns und die Zeit und die Kosten können kontrolliert werden.

Auswählen der richtigen Formkonfiguration

Die Entscheidung des Schimmelpilzlayouts basiert größtenteils auf der Komplexität des Teils und der Anzahl der zu erzeugenden Teile.

Gemeinsame Formtypen

• Zwei-Platten-Form: Dies ist der einfachste und am weitesten verbreitete Formtyp. Es hat eine einzelne Teillinie und ist für die kleine und mittlere Chargenproduktion einfacher Teile geeignet.

• Drei-Platten-Form: Es wird üblicherweise für kompliziertere Komponenten mit komplexen Merkmalen oder für Situationen verwendet, in denen mehrere Tore erforderlich sind.

• Hot Runner Form: Halten Sie den Kunststoff im Läufersystem heiß und beseitigen die Notwendigkeit, Läufer zu transportieren. Es minimiert Abfall und beschleunigt den Produktionszyklus, insbesondere vorteilhaft für Fälle mit hohem Volumen.

• Familienform: Kann verschiedene Komponenten in einem einzigen Zyklus herstellen. Dies ist für Baugruppen oder ähnliche Teile geeignet, erfordert jedoch strenge Flussregelung, um Hohlräume gleichmäßig zu füllen.

Jeder Typ verfügt über Kompromisse zwischen den Kosten, der einfachen Wartung und der Produktionseffizienz. Simulationswerkzeuge wie die Analyse von Formfluss können bei der Auswahl der besten Konfiguration Ihres Teils und der Produktionsanforderungen helfen.

Kern- und Hohlraumüberlegungen

Im Herzen einer Injektionsform stehen Kern und Hohlraum – die Teile, die das Endprodukt bilden. Diese müssen mit Sorgfalt konstruiert werden, um sie stark, genau und wiederholbar zu machen.

Wichtige Designelemente

• Trennlinie: Hier kommen die beiden Hälften der Form zusammen. Es sollte positioniert werden, um die sichtbaren Markierungen und das einfache Teil des Teils zu minimieren. Solche komplexen Teile benötigen möglicherweise Lifter oder Nebenwirkungen, um unter anderem auf Unterschnitte zu reagieren.

• Entwurfswinkel: winzige Winkel (ungefähr 1°-2°) Auf vertikalen Oberflächen helfen das Teil aus der Form. Für strukturierte Oberflächen oder schrumpfungsanfällige Materialien kann ein größerer Entwurfsmengen erforderlich sein.

• Unterschnitte: Dies sind Eigenschaften, die den Teil in der Form sperren und zusätzliche Mechanismen wie Objektträger oder Lifter erfordern. Sie tragen zu Kosten und Komplexität bei, beseitigen Sie sie also, wann immer möglich.

Die Art von Stahl für Kern und Hohlraum hängt vom Produktionsvolumen ab. Für hochvolumige Formen, die lange Zeit laufen, wird gehärteter Stahl wie H13 verwendet, während Aluminium oder ein weicherer Stahl zur Prototypisierung oder zur Produktion mit niedriger Volumen verwendet werden können.

Entwerfen des Auswurfsystems

Sobald der Kunststoff abgekühlt und verhärtet ist, muss er aus der Form genommen werden, ohne Schäden zu verursachen. Das Ausstoßsystem kümmert sich um diesen Schritt.

Ejektionsmethoden

• Ejektorstifte: Diese treiben den Teil von hinten heraus. Um Marken zu vermeiden, sollten sie in dicke, starke Abschnitte des Teils gelegt werden.

• Hülsen -Ejektoren: ideal für kreisförmige Teile, da sie sogar Druck um das Teil ausüben.

• Stripperplatten und Luftausstoß: Wenn Stifte möglicherweise Fehler hinterlassen, oder für größere Teile mit komplexen Oberflächen.

Ein schlecht gestaltetes Ejektionssystem kann zu zerkratzten, verzogenen oder festgefahrenen Teilen führen. Die ordnungsgemäße Planung dieses Systems sorgt für eine reibungslose, konsistente Entfernung von Teilen und vermeidet Produktionsverzögerungen.

Tor- und Läufersysteme

Das Gate- und Runner -System führt den geschmolzenen Kunststoff von der Injektionsdüse in den Formhohlraum aus. Ihr Design beeinflusst den Plastikfluss, die Füllung des Hohlraums und seine Kühlung.

Key Gate Designelemente

• Gate -Typen: Zu den allgemeinen Gate -Stilen gehören Rand-, Pin-, U -Boot -und Lüftertore. Die Wahl hängt von der Form und den funktionalen Bedürfnissen des Teils ab. Zum Beispiel ermöglichen U-Boot-Tore automatische Trimmen, was Zeit in der Produktion mit hoher Volumen spart.

• GATE-Platzierung: Die Positionierung des Tors in einem ausgewogenen, nicht sichtbaren Bereich hilft, kosmetische Mängel zu verhindern, und sorgt dafür, dass sogar der Fluss gewährleistet ist. Eine schlechte Platzierung kann zu Schweißlinien oder Schwachstellen führen.

• Läuferdesign: Die Läufer sollten kurz und ausgewogen sein, um den Druckverlust zu verringern und Materialabfälle zu minimieren. In Multi-Cavity-Formen stellt der Läuferausgleich sicher, dass sich alle Hohlräume mit gleicher Geschwindigkeit füllen.

Richtige und platzierte Tore helfen dazu, den Einspritzdruck zu verringern und die Gesamtteilqualität zu verbessern.

Kühlsystemoptimierung

Das Abkühlen macht die längste Phase des Injektionszyklus aus, sodass ein gut gestaltetes Kühlsystem die Produktivität und die Teilqualität direkt beeinflusst.

Elemente effizienter Kühlung

• Kühlkanallayout: Die Kühlkanäle sollten der Geometrie des Teils so genau wie möglich für die gleichmäßigen Kühl- und Reduzierung der Zykluszeiten folgen.

• Leitbleche und Beulen: An Stellen angewendet, an denen herkömmliche Kanäle nicht erreichen können, d. H. Tiefe oder schmale Taschen.

• Konforme Kühlung: Jetzt ist es möglich, Kühlkanäle zu entwerfen, die die Form des Teils mit dem modernen 3D -Druck nachahmen. Es gibt eine effizientere und gleichmäßigere Kühlung.

Die korrekte Abkühlung minimiert das Teil des Teils, sorgt für eine dimensionale Stabilität und verbessert die Lebensdauer der Form.

Schimmelpilzlüftung

Während der Injektion müssen Luft und Gas aus dem Hohlraum entlüftet werden, um Probleme wie Verbrennungsmarken oder unvollständige Füllungen zu vermeiden.

Best Practices für die Entlüftung

• Entlüftungstiefe: normalerweise zwischen 0,02 und 0,05 mm; flach genug, um Plastik zu verhindern, aber tief genug, um Luft herauszulassen. Die Tiefe muss möglicherweise basierend auf dem verwendeten Material eingestellt werden.

• Entlüftungsplatzierung: Die Lüftungsschlitze sollten an den Enden von Fließpfaden, in Ecken oder nahezu dünnen Elementen gelegt werden, wo die Luft eine hohe Chance hat, gefangen zu werden.

Eine ordnungsgemäße Entlüftung verbessert die Qualität der Teile, lindert die Spannungsform und hilft bei der Verhinderung von Mängel.

Formfluss und Strukturanalyse

Mit digitalen Werkzeugen ist es möglich zu simulieren, wie sich Kunststoff durch die Form bewegt, bevor ein Stahl geschnitten wird. Diese Tools sind wichtig für die Problemidentifikation und die Bekämpfung dieser, bevor sie kostspielig werden.

Warum Simulationen wichtig sind

• Formströmungsanalyse: Hilft bei der Erkennung von Luftfallen, Schweißlinien und Bereichen, in denen der Durchfluss stehen kann. Es hilft auch bei der Auswahl des besten Gate -Standorts und der Läufergröße.

• Strukturanalyse (FEA): Stellen Sie sicher, dass die Schimmelpilzstruktur die Klemmungs- und Injektionskräfte ohne Verformung bewältigen kann.

Frühe Simulation spart Zeit, verringert die Kosten und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Qualitätsteile bei einer Aufnahme erreicht werden.

Testen von Prototypen vor der vollständigen Produktion

Das Erstellen einer Testform für Ihr Formteil oder die Verwendung eines schnellen Prototypings wie dem 3D -Druck kann Ihr Design sicherstellen, bevor Sie in teure Stahlwerkzeuge investieren.

Vorteile des Prototyps

• Versichert, dass Teile passen und ordnungsgemäß funktionieren.

• Identifiziert Probleme wie Warping oder schlechter Fluss frühzeitig.

• Ermöglicht es den Stakeholdern, das Design zu überprüfen und zu genehmigen.

Es ist einfacher und weniger riskant, nach der Validierung von einem Prototyp zu einer Produktionsform zu wechseln.

Design für Wartbarkeit

Die am besten gestaltete Form erfordert auch Wartung. Wenn Sie es zu Beginn planen, werden Sie Ausfallzeiten minimieren und die Lebensdauer der Form verlängern.

Wartungsfreundliche Funktionen

• Modulare Einsätze: Dadurch werden abgenutzte Bereiche leicht ersetzt, ohne die gesamte Form zu kratzen.

• Starke Materialien: Angewendet an Orte wie Folien und Lifter, die einer anhaltenden Reibung ausgesetzt sind.

• Inspektionszugriff: Schimmelpilzfunktionen wie Ports und Zugangslöcher helfen bei der Reinigung und visuellen Überprüfungen.

• Ausrichtungssysteme: Dübel und Führungsstifte stellen sicher, dass alles während der Montage korrekt angezeigt wird.

Klare Dokumentation wie CAD -Dateien, Zeichnungen und Wartungsverfahren unterstützen auch die Formtechniker, um reparaturbezogene Reparaturen zu verarbeiten.

Abschluss

Plastik -Injektionsformgestaltung ist nicht einfach die Aufgabe für einen Techniker – Es ist eine sorgfältige Untersuchung von Materialwissenschaft, Ingenieurwesen und praktischer Erfahrung. Alles, wie der Kunststoff fließt, beeinflusst die Ergebnisse, wie der Teil abkühlt und ausgeworfen wird.

Bei ordnungsgemäßer Erledigung erzeugt ein gutes Formen hochwertige Teile, weniger Abfall und verkürzte Zyklen und spart gleichzeitig. Indem Sie die wichtigen Aspekte kennen, die diskutiert wurden, d. H. Die Materialauswahl, Schimmelpilztyp, Kühlung und Auswurf, können Sie Formen entwerfen, die zuverlässige Leistung und konsistente Ergebnisse liefern können.