Hogyan lehet megtervezni a műanyag fröccsöntő formákat?
A műanyag fröccsöntési folyamat az egyik leggyakrabban használt eljárás a műanyag alkatrészek tömegtermelésére. Ezt a folyamatot az iparágak, például az autóipar, a fogyasztói elektronika, az orvostechnikai eszközök és a csomagolás nagymértékben használják nagysebességű és a részletes alkatrészek következetes szállításának köszönhetően. A fröccsöntött alkatrészek teljesítménye, élete és költséghatékonysága azonban nagymértékben függ attól, hogy a penész mennyire van kialakítva.
A műanyag fröccsöntő penész létrehozása nem pusztán az üregképződésen működik. Ez sok egymással összefüggő döntést tartalmaz az anyaggal, az alkatrészfunkcióval, a termelési mennyiséggel és a penészkonfigurációval kapcsolatban. Ezek a szempontok segítenek a jobb és hatékonyabb formák előállításában, függetlenül attól, hogy Ön’Re mérnök, terméktervező vagy gyártó.
Lépésről lépésre egy műanyag fröccsöntő formatervezés útmutatója
Ha új vagy a penésztervezés területén, akkor ezek a lépések segítenek megérteni anélkül, hogy elárasztanák.
A terméktervezés először jön
Amikor elindítja a penész tervezési folyamatát, ismernie kell az öntendő alkatrész fizikai és funkcionális részleteit. Minél jobb az alkatrész kialakítása, annál egyszerűbb lenne egy penész létrehozása, amely garantálja a pontosságot és a minőséget.
Fontok a terméktervezésben
Méretek és toleranciák: A nagy pontosságú alkatrészek szoros toleranciákat igényelnek. A penészméreteknek figyelembe kell venniük a műanyag zsugorodást, és a toleranciákat egyértelműen meg kell határozni a downstream problémák elkerülése érdekében.
Anyagválasztás: A műanyag viselkedése az öntés során különbözik a félig kristályos (nylon) és az amorf (ABS) esetében. A különböző műanyagok eltérően folynak és hűvösek, és ez befolyásolja mind a penész hőmérsékletét, mind a kialakítást.
Fal vastagsága: A fal egyenletes vastagsága nagyon fontos, hogy csökkentsék a tekercselés, a mosogató jelek és az üregek hatásait. Azokban az esetekben, amikor a vastag területeket nem lehet elkerülni, a bordák vagy magok hozzáadása segíthet az anyag egyenlő eloszlásában és a hűtés javításában.
Felszíni kivitel: A penésznek a felületi kezelését a kívánt felület érinti (fényes, matt, texturált). Az esztétikai alkatrészek csiszolt felületei lehetnek, vagy speciális texturálási folyamatokra lehet szükségük.
Ha később megerősítik ezeket a rész részleteit, később kevesebb változtatás történik a penész kialakításában, és az idő és a költségek ellenőrizhetők.
A megfelelő penészkonfiguráció kiválasztása
A penész elrendezésének döntése nagyrészt az alkatrész bonyolultságán és az előállított alkatrészek számán alapul.
Közös penésztípusok
Két lemezes penész: Ez a legegyszerűbb és legszélesebb körben használt penésztípus. Egyetlen részvonala van, és alkalmas az egyszerű alkatrészek kis- és közepes tétel -előállítására.
Háromlemezű penész: Általában bonyolultabb alkatrészekhez használják, amelyek összetett tulajdonságai vannak, vagy olyan helyzetekben, ahol több kapu szükséges.
Forró futó penész: Forróan tartja a műanyagot a futó rendszerben, és kiküszöböli a futók vágásának szükségességét. Minimalizálja a hulladékot és felgyorsítja a termelési ciklust, különösen előnyös a nagy volumenű esetekben.
Családi penész: egyetlen ciklusban képes különféle alkatrészeket előállítani. Ez kényelmes az összeszerelésekhez vagy hasonló alkatrészekhez, de szigorú áramlásszabályozást igényel az üregek egyenletes kitöltése érdekében.
Mindegyik típus kompromisszumokkal jár a költségek, a karbantartás és a termelés hatékonysága között. A szimulációs eszközök, mint például a penészáram -elemzés, elősegíthetik a részének és a termelési igények legjobb konfigurációjának kiválasztását.
Alap- és üreg megfontolások
Bármely fröccsöntő penész középpontjában a mag és az üreg található – Azok a részek, amelyek képezik a végterméket. Ezeket gondosan kell megtervezni, hogy erősek, pontosak és megismételhetőek legyenek.
Fontos tervezési elemek
Eldöntő vonal: Itt jön össze a penész két fele. A látható jelek minimalizálása és a könnyű rész kidobása érdekében el kell helyezni. Az ilyen összetett alkatrészekhez az emelők vagy melléképületek megkövetelhetik, hogy többek között az alulcikkekre hatnak.
Vázlat szögek: apró szögek (kb. 1°-2°) A függőleges felületeken segít eltávolítani az alkatrészt a penészből. Nagyobb mennyiségű vázlat szükséges a texturált felületekhez vagy a zsugorodásra hajlamos anyagokhoz.
Alulkísérletek: Ezek olyan jellemzők, amelyek rögzítik a penész részét, és további mechanizmusokat igényelnek, például csúszdákat vagy emelőket. Ezek növelik a költségeket és a bonyolultságot, ezért esetleg kiküszöböljük őket.
A mag és az üreg acél típusa a termelési térfogattól függ. A hosszú ideig futó nagy volumenű formákhoz edzett acélt, például H13-at használnak, míg az alumínium vagy a lágyabb acél felhasználható prototípus-előállításhoz vagy alacsony mennyiség előállításához.
A kilövési rendszer megtervezése
Miután a műanyag lehűlt és megkeményedett, azt ki kell vinni a penészből anélkül, hogy sérülést okozna. A kilökő rendszer gondoskodik erről a lépéséről.
Kilövési módszerek
Ejektor csapok: Ezek hátulról tolja ki az alkatrészt. A jelek elkerülése érdekében azokat az alkatrész vastag, erős szakaszaiba kell helyezni.
Hüvelyi kilökődések: Ideális a kör alakú alkatrészekhez, mivel egyenletes nyomást gyakorolnak az alkatrész körül.
A sztriptíz lemezek és a levegő kilökése: Ha a csapok foltokat hagyhatnak, vagy nagyobb alkatrészeknél, komplex felületekkel.
A rosszul megtervezett kilövési rendszer karcos, meghajolt vagy beragadt alkatrészeket eredményezhet. A rendszer megfelelő megtervezése elősegíti a sima, következetes alkatrészek eltávolítását, és elkerüli a termelési késéseket.
Kapu és futó rendszerek
A kapu és a futórendszer az olvadt műanyagot az injekciós fúvókától a penészüregig futtatja. Tervezésük befolyásolja a műanyag áramlást, az üreg kitöltését és annak hűtését.
Kulcskapu tervező elemei
Kapu típusai: A közönséges kapustílusok között szerepel az él, a tű, a tengeralattjáró és a ventilátor kapuk. A választás az alkatrész alakjától és funkcionális igényeitől függ. Például a tengeralattjáró kapuk lehetővé teszik az automatikus vágást, ami időt takarít meg a nagy mennyiségű termelés során.
Kapu elhelyezése: A kapu kiegyensúlyozott, nem látható területen történő elhelyezése segít megelőzni a kozmetikai hibákat, és biztosítja az áramlást. A rossz elhelyezés hegesztési vonalakhoz vagy gyenge foltokhoz vezethet.
Runner tervezés: A futóknak rövidnek és kiegyensúlyozottnak kell lenniük a nyomásvesztés csökkentése és az anyaghulladék minimalizálása érdekében. A multi-kavasztási formákban a Runner kiegyensúlyozása biztosítja, hogy minden üreg azonos sebességgel töltse ki.
A megfelelő méretű és elhelyezett kapuk csökkentik a befecskendezési nyomást és javítják az alkatrészek teljes minőségét.
Hűtőrendszer -optimalizálás
A hűtés az injekciós ciklus leghosszabb fázisát teszi ki, így a jól megtervezett hűtőrendszer közvetlenül befolyásolja a termelékenységet és az alkatrész minőségét.
A hatékony hűtés elemei
Hűtőcsatorna -elrendezés: A hűtési csatornáknak a lehető legszorosabban követniük kell az alkatrész geometriáját az egyenletes hűtési és csökkentési ciklusidőkhöz.
Növelői és buborékosok: olyan helyeken alkalmazzák, ahol a hagyományos csatornák nem tudnak elérni, azaz mély vagy keskeny zsebeket.
Konformális hűtés: Most már lehetséges hűtési csatornákat tervezni, amelyek a modern 3D nyomtatás segítségével utánozzák az alkatrész alakját. Ez hatékonyabb és egységesebb hűtést ad.
A helyes hűtés minimalizálja az alkatrészek defúrását, biztosítja a dimenziós stabilitást és javítja a penész élettartamát.
Penészszellőztetés
Az injekció során a levegőt és a gázt az üregből szellőztetni kell, hogy elkerüljék a problémákat, mint például az égési jelek vagy a hiányos kitöltések.
A szellőztetés legjobb gyakorlatai
A szellőző mélység mélysége: általában 0,02 és 0,05 mm között; Elég sekély ahhoz, hogy megakadályozzák a műanyagot, de elég mélyek ahhoz, hogy kiengedjék a levegőt. A mélységet a felhasznált anyag alapján lehet beállítani.
Szellőzőnyílás elhelyezése: A szellőzőnyílásokat az áramlási utak végére, sarkokban vagy vékony elemek közelében kell helyezni, ahol a levegőnek nagy esélye van csapdába esni.
A megfelelő szellőzés javítja az alkatrészek minőségét, enyhíti a stressz formáját és segíti a hibák megelőzését.
Penészáram és szerkezeti elemzés
A digitális szerszámok segítségével szimulálható, hogy a műanyag hogyan mozog a penészen, mielőtt bármilyen acél vágása lenne. Ezek az eszközök fontosak a probléma azonosításában és kezelésében, mielőtt költségessé válnak.
Miért számítanak a szimulációk
A penészáramlás elemzése: Segít a légcsapdák, a hegesztési vonalak és az áramlások leállhatásainak felismerésében. Ezenkívül elősegíti a legjobb kapuhely és a futó méretének kiválasztását is.
Szerkezeti elemzés (FEA): biztosítja, hogy a penészszerkezet deformáció nélkül képes kezelni a szorító és injekciós erőket.
A korai szimuláció időt takarít meg, csökkenti a költségeket és növeli annak valószínűségét, hogy egy lövésnél a minőségi alkatrészeket kapja meg.
Prototípusok tesztelése a teljes előállítás előtt
Teszterőlap létrehozása az öntvényhez vagy a gyors prototípus készítéséhez, például a 3D -s nyomtatáshoz, biztosítva a tervezést, mielőtt a költséges acél szerszámokba fektetne be.
A prototípus készítésének előnyei
Biztosítja, hogy az alkatrészek illeszkedjenek és megfelelően működjenek.
Azonosítja a kérdéseket, mint a korai elszakadás vagy a rossz áramlás.
Lehetővé teszi az érdekelt felek számára a tervezés áttekintését és jóváhagyását.
Könnyebb és kevésbé kockázatos a prototípusról a termelési penészre mozgatni az érvényesítés után.
A karbantarthatóság tervezése
A legjobban megtervezett penész karbantartást is igényel. Ha eleinte tervezi ezt, akkor minimalizálja az állásidőt és meghosszabbítja a penész élettartamát.
Karbantartásbarát funkciók
Moduláris betétek: Ezek megkönnyítik a kopott területek cseréjét anélkül, hogy a teljes penészkaparást lekaparnák.
Keményen hordozó anyagok: olyan helyekre alkalmazzák, mint a diák és az emelők, amelyeket folyamatos súrlódásnak vetnek alá.
Ellenőrzési hozzáférés: A penész funkciók, például a portok és a hozzáférési lyukak segítenek a tisztításban és a vizuális ellenőrzésekben.
Igazító rendszerek: A tiplik és a vezető csapok gondoskodnak arról, hogy az összeszerelés során minden helyesen álljon fel.
Az egyértelmű dokumentáció, például a CAD fájlok, rajzok és karbantartási eljárások szintén segítenek a penész -technikusoknak a javítások gyors kezelésében.
Következtetés
A műanyag fröccsöntő formatervezés nem egyszerűen a technikus számára a feladat – Ez az anyagtudomány, a mérnöki és a gyakorlati tapasztalatok gondos tanulmánya. Bármi, ami a műanyag áramlásából származik, az rész hűtése és kioldása révén befolyásolja az eredményeket.
Megfelelő készítés esetén a jó formázás kiváló minőségű alkatrészeket, kevesebb hulladékot és rövidített ciklusokat eredményez, miközben hosszú távon megtakarít. Ha megismeri a megvitatott fontos szempontokat, azaz az anyagválasztást, a penész típusát, a hűtést és a kidobást, olyan formákat tervezhet, amelyek megbízható teljesítményt és következetes eredményeket tudnak biztosítani.
