Τα τεχνικά πλαστικά, όπως το PA66-GF30, το PPS με ενίσχυση υαλοινών και το PEEK, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε απαιτητικές εφαρμογές της αυτοκινητοβιομηχανίας, ηλεκτρικές, βιομηχανικές εφαρμογές και εφαρμογές υψηλής απόδοσης.
Σε σύγκριση με τα τυπικά πλαστικά όπως το ABS ή το PP, αυτά τα υλικά προσφέρουν εξαιρετικές μηχανικές, θερμικές και διαστασιολογικές ιδιότητες. Ωστόσο, δημιουργούν επίσης πρόσθετες προκλήσεις για τον σχεδιασμό των καλουπιών έγχυσης και τον έλεγχο της διαδικασίας χύτευσης.
Η προσθήκη υαλοινών αλλάζει σημαντικά τον τρόπο συμπεριφοράς ενός θερμοπλαστικού κατά τη χύτευση με έγχυση.
Το υλικό μπορεί να προσφέρει βελτιωμένη:
Ωστόσο, οι ίνες επηρεάζουν επίσης τη ροή του τήγματος, τη συρρίκνωση, την εμφάνιση της επιφάνειας και τη φθορά του καλουπιού.
Επομένως, το καλούπι πρέπει να σχεδιάζεται με βάση το πραγματικό υλικό και όχι αντιμετωπίζοντας έναν τύπο με ενίσχυση υαλοινών με τον ίδιο τρόπο όπως μια μη ενισχυμένη ρητίνη.
Κατά τη διάρκεια της έγχυσης, οι υαλοΐνες τείνουν να προσανατολίζονται σύμφωνα με τη ροή του τήγματος.
Αυτό σημαίνει ότι η συρρίκνωση κατά τη διεύθυνση της ροής και κατά την εγκάρσια διεύθυνση μπορεί να διαφέρει.
Για εξαρτήματα με κρίσιμες διαστάσεις, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε:
Η θέση του σημείου έγχυσης και η κατεύθυνση πλήρωσης θα πρέπει επομένως να λαμβάνονται υπόψη νωρίς στον σχεδιασμό του καλουπιού.
Τα τεχνικά πλαστικά υψηλής απόδοσης απαιτούν προσεκτικό σχεδιασμό του σημείου έγχυσης και των καναλιών τροφοδοσίας.
Στόχος είναι η επίτευξη σταθερής πλήρωσης, αποφεύγοντας παράλληλα την υπερβολική πίεση, τη διάτμηση και τον ανεπιθύμητο προσανατολισμό των ινών.
Για πολύπλοκα εξαρτήματα, η ανάλυση ροής καλουπιού (mold flow analysis) μπορεί να βοηθήσει τους μηχανικούς να αξιολογήσουν τη συμπεριφορά πλήρωσης και να συγκρίνουν διαφορετικές διατάξεις σημείων έγχυσης πριν από την κατασκευή του καλουπιού.
Οι υαλοΐνες είναι αποξεστικές.
Κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων κύκλων χύτευσης, τα υλικά με ενίσχυση υαλοινών μπορούν να αυξήσουν τη φθορά σε:
Για καλούπια παραγωγής με υψηλό αναμενόμενο αριθμό βολών, θα πρέπει να εξετάζονται ο κατάλληλος χάλυβας καλουπιού, η θερμική επεξεργασία και τοπικές λύσεις αντοχής στη φθορά.
Υλικά όπως το PA66-GF30, το PPS και το PEEK έχουν πολύ διαφορετικές απαιτήσεις επεξεργασίας.
Τα πολυμερή υψηλής απόδοσης μπορεί να απαιτούν σημαντικά υψηλότερες θερμοκρασίες καλουπιού σε σχέση με τα συμβατικά πλαστικά.
Επομένως, το σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας του καλουπιού πρέπει να σχεδιάζεται με βάση τη συγκεκριμένη ρητίνη και τη διαδικασία χύτευσης, αντί να εφαρμόζεται μια τυπική διάταξη ψύξης σε κάθε έργο.
Τα τεχνικά πλαστικά επιλέγονται συχνά για εξαρτήματα που απαιτούν συναρμολόγηση ακριβείας.
Ωστόσο, ο καθορισμός ενός υλικού υψηλής απόδοσης δεν εγγυάται αυτόματα στενές ανοχές.
Οι τελικές διαστάσεις μπορούν ακόμα να επηρεαστούν από:
Για τις κρίσιμες διαστάσεις, αυτοί οι παράγοντες θα πρέπει να επανεξετάζονται κατά τη μελέτη DFM και να επαληθεύονται μέσω δοκιμών καλουπιού και διαστασιολογικού ελέγχου.
Όταν το ίδιο το υλικό είναι κρίσιμο για τη λειτουργία του προϊόντος, οι δοκιμές πρωτοτύπων με ένα άσχετο υποκατάστατο υλικό ενδέχεται να μην προβλέψουν με ακρίβεια τη συμπεριφορά στην παραγωγή.
Για παράδειγμα, ένα 3D εκτυπωμένο πρωτότυπο ή ένα πρωτότυπο από ABS μπορεί να επαληθεύσει τη βασική γεωμετρία, αλλά δεν μπορεί να αναπαράγει πλήρως τη συμπεριφορά συρρίκνωσης, ακαμψίας και προσανατολισμού ινών ενός εξαρτήματος PA66-GF30 ή PPS που κατασκευάζεται με έγχυση.
Για κρίσιμες εφαρμογές, ένα πρωτότυπο καλούπι έγχυσης που χρησιμοποιεί το προβλεπόμενο υλικό παραγωγής μπορεί επομένως να προσφέρει πιο ουσιαστική επικύρωση.
Πριν από την έναρξη κατασκευής ενός καλουπιού για εξαρτήματα από τεχνικά πλαστικά, θα πρέπει να αξιολογούνται οι ακόλουθες πληροφορίες:
Γεωμετρία εξαρτήματος → Τύπος υλικού → Λειτουργικές απαιτήσεις → Κρίσιμες ανοχές → Αναμενόμενος όγκος παραγωγής → Διάρκεια ζωής καλουπιού → Σχεδιασμός καλουπιού → Δοκιμή και επικύρωση καλουπιού
Η συνδυαστική εξέταση αυτών των παραγόντων μπορεί να μειώσει τις τροποποιήσεις στο καλούπι και να βελτιώσει τη σταθερότητα της παραγωγής.
Η χύτευση με έγχυση υλικών όπως PA66-GF30, PPS, PEEK και άλλων τεχνικών πλαστικών απαιτεί περισσότερα από την απλή επιλογή της σωστής θερμοκρασίας χύτευσης.
Η συμπεριφορά του υλικού θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τον σχεδιασμό του εξαρτήματος, την επιλογή σημείου έγχυσης, τον σχεδιασμό ψύξης, την επιλογή χάλυβα και την επικύρωση της διαδικασίας.
Η MID Mould παρέχει εξατομικευμένες υπηρεσίες κατασκευής καλουπιών έγχυσης και χύτευσης για εξαρτήματα από τεχνικά πλαστικά, από DFM και ανάλυση mold flow έως δοκιμές καλουπιών και παραγωγή.
Εάν αναπτύσσετε ένα εξάρτημα χρησιμοποιώντας τεχνικά πλαστικά με ενίσχυση υαλοινών ή υψηλής απόδοσης, στείλτε μας τα σχέδιά σας, τον τύπο υλικού και τις απαιτήσεις του έργου σας για αξιολόγηση κατασκευής καλουπιού.
