Főbb szempontok a nagy pontosságú alkatrészekhez használt műanyag fröccsöntőformák tervezésénél
A nagy pontosságú alkatrészekhez szükséges műanyag fröccsöntőformák tervezése az anyagok viselkedésének, a forma felépítésének és a folyamatparaméterek mélyreható ismeretét igényli. A jól megtervezett forma biztosítja a méretpontosságot, az ismételhetőséget és a hosszú szerszámélettartamot, amelyek mind kritikus fontosságúak a minőségi műanyag alkatrészek gyártásához.
Anyagválasztás és annak hatása a formatervezésre
A különböző hőre lágyuló műanyagok eltérően viselkednek a fröccsöntés során. Például az olyan anyagok, mint az ABS, a polikarbonát (PC) és a polipropilén (PP), egyedi folyási jellemzőkkel, zsugorodási sebességgel és hőtulajdonságokkal rendelkeznek. Ezen tényezők pontos figyelembevétele a formatervezés során segít elkerülni az olyan hibákat, mint a vetemedés, a süllyedési nyomok vagy a hiányos kitöltés.
A tervezőknek az alkatrész anyaga és a gyártási mennyiség alapján kell kiválasztaniuk a megfelelő acélminőséget a forma számára. A keményebb acélokat, mint például a H13 vagy a P20, általában nagy volumenű öntőformákhoz használják a kopásállóság érdekében, míg az alumíniumot prototípusokhoz vagy kis volumenű gyártásokhoz választhatják megmunkálhatósága miatt.
Formaüreg és mag kialakítása
A kívánt végső alkatrészforma eléréséhez a formaüreget (női rész) és a magot (férfi rész) precíz geometriával kell megtervezni. Az olyan jellemzők, mint a merülési szögek, sugarak és alámetszések, kritikus fontosságúak:
Merülési szögek: Enyhe kúposság biztosítása a fröccsöntött alkatrész könnyű kilökésének elősegítése érdekében, annak károsodása nélkül. Általában 1-3° anyagtól függően.
Lekerekítések és sugarak: Csökkentik a feszültségkoncentrációt és javítják az anyagáramlást.
Alsómarások: További mechanizmusokat igényelnek, például oldalsó műveleteket vagy emelőket, ami növeli a bonyolultságot, de lehetővé teszi az összetett alkatrész-geometriák létrehozását.
Kapu típusa és helye
A kapu az a hely, ahol az olvadt műanyag belép a formaüregbe. A megfelelő kaputípus és pozíció kiválasztása befolyásolja a töltési egyensúlyt, a ciklusidőt és az alkatrész esztétikáját. A gyakori kaputípusok közé tartoznak:
Élkapu: Könnyen megmunkálható, gyakran használják, de látható kapunyomokat hagyhat maga után.
Tengeralattjáró kapu: Automatikusan vágódik kidobáskor, csökkentve az utófeldolgozást.
Pont alakú vagy forrócsúcsú adagoló: Többfészkes formákhoz az egyenletes töltés biztosításához.
A kapu helyét úgy választották meg, hogy minimalizálják a hegesztési vonalakat, a légzárványokat és a feszültségkoncentrációt.
Hűtőcsatorna-kialakítás
A hatékony hűtőrendszer-tervezés elengedhetetlen a ciklusidők és az alkatrészminőség szabályozásához. A hűtőcsatornákat a formaüreg falai közelében kell elhelyezni a hő hatékony és egyenletes elvezetése érdekében.
Az általános tervezési gyakorlatok közé tartozik:
Konform hűtőcsatornák (additív gyártással létrehozott) használata az összetett alkatrészgeometriák követéséhez.
A hűtőkörök áramlási sebességének kiegyensúlyozása a forró pontok megelőzése érdekében.
Megfelelő átmérőjű és távolságú csatornák tervezése a hőátadás maximalizálása érdekében.
Szellőztetőrendszer
A szellőzőnyílások lehetővé teszik a bennrekedt levegő távozását az injekció beadása során. A megfelelő szellőzés megakadályozza az égési nyomokat, a rövidre zárt gázok okozta egyéb hibákat. A szellőzőhornyokat jellemzően az utolsó kitöltési pontoknál vagy az elválasztó vonalak közelében helyezik el, 0 mélységgel.02–0,05 mm.
Kilökőrendszer
A kilökőrendszer eltávolítja a lehűtött alkatrészt a formából. A gyakori mechanizmusok közé tartoznak a kidobócsapok, hüvelyek vagy lehúzólemezek. Kialakításuknak el kell kerülnie a kényes alkatrészek károsodását, és lehetővé kell tennie a kidobóerő egyenletes eloszlását.
Penészáramlás-elemzés
A formaterv véglegesítése előtt a mérnökök formaáramlás-szimulációs szoftvert használnak annak előrejelzésére, hogy az olvadt műanyag hogyan fogja kitölteni az üreget. Ez az elemzés rávilágít a lehetséges problémákra, mint például a hegesztési vonalak, a légzárványok vagy az egyenetlen kitöltés, lehetővé téve a tervmódosításokat a költséges szerszámozás megkezdése előtt.
Tűrések és felületkezelés
A nagy pontosságú alkatrészek szigorú mérettűréseket igényelnek, gyakran a megadott határokon belül. ±0,05 mm vagy kevesebb. A formagyártók ezt precíz megmunkálással, minőségi anyagokkal és szabályozott folyamatparaméterekkel érik el. A felületkezelési követelmények a forma polírozási szintjét is meghatározzák, a durvától (szerkezeti alkatrészekhez) a tükörfényig (kozmetikai alkalmazásokhoz) terjedve.
