Kā iesmidzināšanas veidņu dizains pielāgojas dažādiem plastmasas materiāliem?

Dažādām plastmasām liešanas cikla laikā ir ļoti atšķirīga fiziskā uzvedība.

Daži atdzesēšanas laikā saraujas gandrīz nemaz (0,4 procenti PS). Citi krasi sarūk (par 2,5 procentiem dažām POM kategorijām). Daži pieprasa īpašas veidņu tērauda kategorijas, lai izturētu ķīmisko uzbrukumu. Dažiem ir nepieciešama ātra dzesēšana, citiem ir nepieciešama lēna dzesēšana, lai izvairītos no stresa. Daži viegli saplūst plānās daļās, citi cīnās ar jebko, kas ir mazāks par 1 mm sieniņu biezumu.

Ja veidņu dizainers nezina, kurš materiāls tiek izmantots, viņam ir jāizdara pieņēmumi. Šie pieņēmumi parasti tiek optimizēti visparastākajam materiālam, ko veikalā redz -, parasti ABS kosmētikas detaļām. Ja jūsu faktiskajā ražošanā tiek izmantots ar stiklu -pildīts neilons vai polikarbonāts, tā pati veidne var deformēt detaļas, izveidot metināšanas līnijas vai vienkārši neizdoties pareizi aizpildīt.

Materiālā lēmuma pieņemšana pirms instrumentu izstrādes ir viena no vissvarīgākajām lietām, ko pircējs var darīt sava projekta labā. Papildus cikla laikam un kosmētikas kvalitātei materiālu izvēle nosaka veidņu tērauda izvēli, dzesēšanas sistēmas dizainu, izmešanas stratēģiju un virsmas apdares specifikācijas - būtībā visu, kas seko.

Plastmasu iedala trīs plašās uzvedības kategorijās. Izpratne par to, kurai kategorijai pieder jūsu materiāls, ir pirmais solis veidņu dizaina pieskaņošanā materiālam.

Amorfā plastmasa - kosmētikas un optiskām detaļām

Amorfajiem polimēriem, piemēram, ABS, polistirolam (PS) un polikarbonātam (PC), ir molekulārās ķēdes, kas sacietē nejaušā struktūrā, nevis kristāliskā veidā. Tas tiem piešķir vairākas īpašības, kas ir svarīgas veidņu dizainam:

Zems saraušanās līmenis, parasti no 0,4 līdz 0,7 procentiem

Lieliska virsmas apdares spēja - tie var noturēt pulējumu līdz optiskai skaidrībai

Paredzama izmēru precizitāte

Lielāka iecirtuma jutība, kas nozīmē, ka tie ir vairāk pakļauti stresa balināšanai

Peles apvalka iesmidzināšanas veidnei ABS ir darba zirga materiāls. Tā zemā saraušanās nozīmē stingru montāžas elementu pielaides kontroli, un tā virsmas apdare atbilst plaša patēriņa elektronikas kosmētiskajām prasībām. ABS veidņu dizains ir vērsts uz kosmētisko virsmu saglabāšanu - stratēģisku vārtu izvietošanu, lai izvairītos no metināšanas līnijām, pietiekamu ežektora tapu skaitu, lai novērstu stresa balināšanu, un virsmas pulēšanu, kas atbilst redzamā laukuma specifikācijām.

A Plastmasas PS krūzes iesmidzināšanas veidneizmanto vispārēja-nolūka PS vai ietekmes-modificētus variantus. Veidņu dizains šeit koncentrējas uz plānas-sienu plūsmas optimizāciju un īpaši-ātriem cikla laikiem. PS labi tiek galā ar aukstajām veidnēm (parasti no 35 līdz 45 grādiem), kas veicina tās nozares -vadošo ciklu efektivitāti liela-apjoma plānosienu{10}}darbiem.

Daļēji{0}}kristāliska plastmasa funkcionālām un dilstošām daļām

POM (acetāls), polipropilēns (PP) un neilons (PA66) ir daļēji{1}kristāliski polimēri. To molekulārās ķēdes dzesēšanas laikā sadalās kristāliskos reģionos, piešķirot tiem īpašības, kas ļoti atšķiras no amorfajiem materiāliem:

Augsts saraušanās līmenis, parasti no 1,5 līdz 2,5 procentiem

Lieliskas mehāniskās īpašības - izturība, stingrība, nodilumizturība

Zemāka iecirtuma jutība - piedodošāka pret ģeometrisko spriegumu koncentratoriem

Prasīgāka veidņu temperatūras kontrole

AMotora zobratu iesmidzināšanas veidneparasti izmanto POM, jo tas ir lieliski apvienots ar zemu berzi, izmēru stabilitāti zem slodzes un izturību pret nogurumu. Taču lielā POM saraušanās (1,8 līdz 2,5 procenti) nozīmē, ka veidnes dobums ir jāizgriež tieši par pareizo daudzumu, kas ir lielāks par gatavās daļas izmēriem. Ja tas tiek izdarīts nepareizi, tas nozīmē, ka nav-no-noteiktu zobratu, kas nevar pareizi savienoties.

Lai nodrošinātu pareizu kristalizāciju, POM pieprasa arī karstās veidnes - tipiskā veidņu temperatūra no 80 līdz 95 grādiem -. Aukstās veidnes ražo detaļas ar zemu kristāliskumu, vājām mehāniskajām īpašībām un iekšējo spriegumu, kas vēlāk parādās kā deformācija.

Inženierplastmasa{0}}augstas veiktspējas lietojumiem

PC/ABS maisījumi, PEEK, PPS un līdzīgas inženierplastmasas iespiež veidņu dizainu speciālajā teritorijā:

Apstrādes temperatūra virs 300 grādiem

Bieži abrazīvas (stikla-pildījums, minerālu{1}}pildījums)

Veidņu tērauda izvēle kļūst kritiska

Bieži nepieciešamas apsildāmas veidņu sistēmas

Šiem materiāliem standarta P20 veidņu tērauds ilgi neizdzīvos. Parasti ir nepieciešams H13 karstā-darba instrumentu tērauds vai specializētas nerūsējošā tērauda markas, piemēram, S136, ar cietību HRC 50–58. Dobuma pulēšanai ir jāiztur abrazīvās pildvielas iedarbība. Ventilācijas konstrukcijai ir jārīkojas ar agresīvām gāzēm, kas izdalās apstrādes laikā.

Šeit ir atsauces tabula, kurai vajadzētu būt uz katra veidņu inženiera sienas, uzsākot projektu.

Daži novērojumi no šiem datiem. POM saraušanās no 1,8 līdz 2,5 procentiem ir aptuveni 4 līdz 6 reizes lielāka nekā ABS 0,4–0,7 procenti. Tā ir milzīga atšķirība -, un tieši tāpēc POM veidnes dobuma izmēriem ir jābūt lielākiem par līdzvērtīgas ABS veidnes dobuma izmēriem tāda paša izmēra gatavās detaļas gadījumā.

Svarīgas ir arī pelējuma temperatūras atšķirības. ABS veidnēs, kas darbojas 50-80 grādi, tiek izmantoti standarta temperatūras regulatori. POM veidnēm, kas darbojas 80-105 grādu leņķī, ir nepieciešamas lielākas jaudas apkures sistēmas un atbilstoša izolācija. PC veidnēm, kas darbojas no 80 līdz 110 grādiem ar kausēšanas temperatūru virs 280 grādiem, ir nepieciešamas karstās skrējējas sistēmas, kas īpaši paredzētas darbam augstā temperatūrā.

Kā veidņu tēraudam ir jāmaina ar materiālu

Veidņu materiāla izvēle bieži tiek ignorēta projektēšanas stadijā, taču tas būtiski ietekmē gan sākotnējās veidņu izmaksas, gan ilgo{0}}kalpošanas laiku.

Tipiskā plastmasas PS kausu iesmidzināšanas veidnē, kas darbojas ar vispārējas nozīmes-polistirolu, var izmantot rentablu P20 tēraudu, jo PS nav-korozīvs un ne{4}}abrazīvs. Veidne nodrošina 500 000 līdz 1 000 000 šāvienu bez ievērojama nodiluma.

Peles apvalka iesmidzināšanas veidnē ABS parasti tiek izmantots NAK{0}} iepriekš-rūdīts veidņu tērauds, kas īpaši labi notur pulēšanu atbilstoši kosmētiskās virsmas prasībām. Nedaudz augstākās izmaksas (apmēram par 25 procentiem vairāk nekā P20) attaisno kosmētiskā kvalitāte un nedaudz ilgāks kalpošanas laiks.

AMotora zobratu iesmidzināšanas veidnedarbojas POM, jo īpaši ar stiklu{0}}pildītām šķirnēm, ir nepieciešams rūdīts tērauds, piemēram, S136 vai H13. Ar stiklu-pildīto POM ir abrazīvs -, izlaižot to caur P20 dobumu, virsma redzami nodilst 200 000 kadru laikā. Pareizi izvēloties tēraudu, viena un tā pati zobrata veidne nodrošina 1,5 miljonus vai vairāk šāvienu.

Cienījams iesmidzināšanas veidņu ražotājs saskaņo tērauda izvēli ar faktiskajām materiāla un apjoma prasībām, nevis katram projektam nosaka vienu tērauda marku. Šāda veida{1}}materiālu specifika ir tas, kas atšķir augstākās kvalitātes instrumentus no plaša patēriņa instrumentiem.

Divas jaunas tendences maina to, kā veidņu dizains ir piemērots jauniem materiāliem.

Pārstrādātās plastmasas apjoms strauji pieaug patērētāju iepakojumā. Jo īpaši pārstrādāta PS ir arvien izplatītāka vienreizējās lietošanas krūzīšu ražošanā gan ilgtspējības apgalvojumiem, gan izmaksu samazināšanai. Izaicinājums: otrreizēji pārstrādātajām šķirnēm ir lielāka atšķirība starp partijām-uz-partijām nekā neapstrādātajiem materiāliem. Veidņu konstrukcijām ir nepieciešami plašāki apstrādes logi, lai pielāgotos šai mainīgumam, neradot defektus.

Bio-plastmasa, piemēram, PLA, PHA un bio-PE, pieaug pārtikas-kontaktu lietojumos. Šo materiālu apstrādes īpašības ievērojami atšķiras no naftas{4}}ekvivalentiem. Salīdzinot ar tradicionālajiem materiāliem, veidņu konstrukcijām var būt nepieciešami pielāgoti dzesēšanas ātrumi, atšķirīgs vārtu izmērs un modificētas izmešanas sistēmas.

Zīmoliem, kas virzās uz šo pāreju, darbs ar pieredzējušu iesmidzināšanas veidņu rūpnīcu, kas faktiski ir ražojis gan neapstrādātas, gan bio{0}}pakāpes, būtiski ietekmē izmēģinājuma-uz-ražošanas panākumus.

Materiālu izvēle ir tieši saistīta ar atbilstību normatīvajiem aktiem:

ASTM D3641 standarta prakse iesmidzināšanai

ISO 1043 plastmasas materiālu identifikācijas standarti

FDA 21 CFR materiāliem, kas nonāk saskarē ar pārtiku (attiecas uz pārtikas PS lietotājiem)

RoHS un REACH elektronikas korpusiem (attiecas uz plaša patēriņa elektroniku)

IATF 16949 automobiļu lietojumiem (attiecas uz transportlīdzekļu pārnesumu sistēmām)

ES regula 10/2011 plastmasas materiāliem, kas nonāk saskarē ar pārtiku

Dokumentācija, kas atbilst šiem standartiem, ir jāpievieno jebkurai instrumentu piegādei no nopietna piegādātāja - nevis kā pēcapziņa, bet gan kā standarta projekta piegāde.

Šis ir scenārijs, ko mēs bieži redzam. Patērētāju zīmols jautā, vai viena veidne var ražot vienu un to pašu daļu no ABS, PC{1}}ABS maisījuma un stikla -pildīta datora -, lai vienkāršotu krājumus un samazinātu ieguldījumus instrumentos.

Uz papīra tas izklausās saprātīgi. Visi trīs materiāli ražo aptuveni līdzīgas detaļas, kad tiek veidota iesmidzināšana. Praksē saraušanās rādītāji atšķiras pietiekami daudz (0,5%, 0,6%, 0,3%), lai tajā pašā dobumā tiktu ražotas detaļas ar izmēru izmaiņām, kas 2 līdz 3 reizes pārsniedz klienta norādīto pielaidi.

Faktiskais risinājums: kopīga veidņu pamatne ar trim maināmiem dobuma ieliktņu komplektiem, katrs griezums, lai kompensētu šī materiāla īpašo saraušanās ātrumu. Izmaksas ir aptuveni 1,6 reizes lielākas par vienu veidni, nevis 3 reizes - nozīmīgs ietaupījums -, vienlaikus nodrošinot pareizos izmērus katram materiālam.

Šāda veida projekts ir tieši iemesls, kāpēc tik svarīga ir iepriekšēja saruna ar piegādātāju par precīziem materiāliem un daudzumiem. Neatkarīgi no tā, vai iegādājaties vairāku-dobumu plastmasas PS Cups iesmidzināšanas veidni liela-apjoma iepakošanai, precīzu motora zobratu iesmidzināšanas veidni rūpnieciskiem pārnesumu komplektiem vai kosmētikas līdzekliPeles apvalka injekcijas veidneAttiecībā uz plaša patēriņa elektroniku materiālu lēmums nosaka visas citas inženiertehniskās izvēles.

Plastmasas materiāli ir iedalīti trīs grupās: amorfā (ABS, PS, PC), pus{0}}kristāliskā (POM, PP, PA66) un inženiertehniskās kvalitātes (PEEK, PPS, pildīta inženierplastmasa)

Saraušanās rādītāji dažādiem materiāliem atšķiras 4-6 reizes, būtiski ietekmējot dobuma izmērus

47% veidņu pārstrādes notiek materiālu -veidņu neatbilstības dēļ (ASTM dati)

Veidnes tēraudam ir jāatbilst materiālam: P20 vispārējai lietošanai, NAK80 kosmētikai, S136/H13 inženiertehniskajai plastmasai

Dažādi produkti ir dabiski pāri ar dažādām polimēru grupām:Peles apvalka injekcijas veidneparasti izmanto ABS, motora pārnesumu iesmidzināšanas veidnē izmanto POM, plastmasas PS krūzes iesmidzināšanas veidnē izmanto PS

Pārstrādātai un bio{0}}plastmasai ir nepieciešami plašāki apstrādes logi veidņu dizainā

Pirms darbarīku projektēšanas sākuma fiksējiet materiāla specifikāciju - tas nosaka visus citus inženiertehniskos lēmumus

Neatkarīgi no tā, vai jūsu projektam ir nepieciešamas ABS kosmētiskās daļas, POM precīzijas zobrati, PS iepakojums vai īpaši inženiertehniskie materiāli, pareizais veidņu dizains sākas ar pareizo materiālu lēmumu. Uzsāciet šo sarunu tieši DFM posmā, un pārējā projekta darbība noritēs nevainojami.

Uzņēmums Sunhingstones nodrošina materiālu-specifisku DFM pārskatu par visām trīs produktu kategorijām - Plastmasas PS kausu iesmidzināšanas veidņu instrumenti liela-apjoma iepakošanai, Motor Gear Injection Forma konstrukcijas precīziem rūpnieciskiem zobratiem un Mouse Shell iesmidzināšanas veidņu programmas plaša patēriņa elektronikas korpusiem.

Sazinieties tagad