Οι μηχανικοί της MID Mold συνεργάζονται με τους πελάτες μας για να αναπτύξουν και να σχεδιάσουν τα πιο στιβαρά πλαστικά προϊόντα χύτευσης με έγχυση. Υπάρχουν τέσσερα βασικά στοιχεία για την ανάπτυξη του καλύτερου δυνατού προϊόντος:
Η ενότητα 1 αυτού του οδηγού αναπτύχθηκε ως βασικό εργαλείο για να βοηθήσουμε τους πελάτες μας στα στοιχεία της σωστής σχεδίασης πλαστικών εξαρτημάτων. Δείτε τις άλλες ενότητες για βοήθεια σε αυτούς τους τομείς
Η θέση της γραμμής διαχωρισμού εξαρτάται από το σχήμα και τη λειτουργία του εξαρτήματος (βλ. Εικ. 1). Οι γραμμές διαχωρισμού είναι εκεί όπου συναντώνται τα δύο μισά του καλουπιού έγχυσης (πλευρά Α και πλευρά Β). Είναι επίσης το σημείο όπου μπορεί να συναντηθεί ένας μηχανισμός ολίσθησης όπου κλείνει σε ένα από τα μισά του καλουπιού. Η διαχωριστική γραμμή θα είναι πάντα ορατή, αλλά μπορεί να ελαχιστοποιηθεί από τη θέση της, το επιτρεπόμενο βύθισμα και τη γεωμετρία του μέρους.
Εικ. 1
Όταν σχεδιάζετε ένα πλαστικό μέρος να έχετε κατά νου ότι ενώ το πλαστικό μπαίνει στο καλούπι ως υγρό, ψύχεται γρήγορα και στερεοποιείται στο σχήμα της κοιλότητας. Ο σχεδιασμός ενός εξαρτήματος που μπορεί να χυτευθεί χρησιμοποιώντας μια «ευθεία έλξη» είναι το κλειδί για τη διατήρηση του κόστους του καλουπιού έγχυσης χαμηλό. Ένα καλούπι ευθύγραμμης έλξης έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε όταν τα δύο μισά (πλευρά Α και πλευρά Β) χωρίζονται το ένα από το άλλο, δεν υπάρχει μέταλλο που εμποδίζει τη διαδρομή του πλαστικού προς την κατεύθυνση της έλξης. Αυτό σημαίνει ότι εάν υπάρχει μια υποκοπή όπως μια λεπτομέρεια κουμπώματος, τρύπα στο πλάι ή αλλιώς. ότι μόλις κρυώσει το εξάρτημα δεν θα εκτιναχθεί από το καλούπι εκτός και αν εκτονωθεί η υποκοπή. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας αντικειμενοφόρους και ανυψωτές στο καλούπι έγχυσης. Οι διαφάνειες μπορεί να είναι είτε μηχανικές είτε υδραυλικές και είναι ακριβά χαρακτηριστικά για προσθήκη σε οποιοδήποτε καλούπι. Οι ανυψωτές είναι συνήθως μικρότεροι και είναι πάντα μηχανικοί. (Βλέπε Εικ. 2)
Εικ. 2
Απαιτείται βύθισμα σε όλα τα μέρη προς την κατεύθυνση της κίνησης του καλουπιού προκειμένου τα εξαρτήματα να εκτιναχθούν σωστά από το καλούπι. Το βύθισμα είναι απαραίτητο για την εκτίναξη του εξαρτήματος από το καλούπι έγχυσης. Η συνιστώμενη τυπική γωνία βύθισης είναι 1 μοίρες. με ½ βαθμό, σε νευρώσεις. (Βλέπε Εικ. 3)
Εικ. 3
Όταν χρειάζεται ένα άνοιγμα για να φιλοξενήσει ένα χαρακτηριστικό κουμπώματος και πρόκειται να διαμορφωθεί χωρίς τη χρήση έλξης πυρήνα, τουλάχιστον 5 μοίρες. απαιτείται γωνία. Αυτό ονομάζεται "kiss-off" και είναι το σημείο όπου ο πυρήνας και η κοιλότητα συναντώνται (βλ. Εικ. 4)
Εικ. 4
Ένας άλλος ουσιαστικός κανόνας όταν σχεδιάζετε ένα πλαστικό μέρος είναι να χρησιμοποιείτε ένα ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος και να χρησιμοποιείτε όσο το δυνατόν λεπτά τμήματα τοίχου όσο το επιτρέπει ο σχεδιασμός. Τα ομοιόμορφα τοιχώματα βοηθούν στη ροή υλικού στο καλούπι έγχυσης, μειώνουν τον κίνδυνο εμφάνισης σημαδιών βύθισης, μορφοποίησης υπό πίεση και διαφορικής συρρίκνωσης. Επιπλέον, η εξοικονόμηση κόστους είναι η υψηλότερη όταν τα τμήματα τοίχων διατηρούνται στο ελάχιστο και είναι συνεπή. Ο λόγος είναι ότι τα μέρη ψύχονται πιο γρήγορα με λεπτότερα τοιχώματα, πράγμα που σημαίνει ότι οι χρόνοι κύκλου είναι μικρότεροι, με αποτέλεσμα περισσότερα μέρη ανά ώρα. Κατά μέσο όρο, το πάχος τοιχώματος ενός τμήματος καλουπιού έγχυσης πρέπει να είναι 0,060” έως 0,180”, ωστόσο, τα μέρη μπορούν να χυτευθούν με τοιχώματα τόσο λεπτά όσο 0,020” και πάχος έως 1,50”. Τα παχιά τμήματα σε ένα μέρος θα οδηγήσουν επίσης σε καλλυντικά προβλήματα όπως νεροχύτη, φυσαλίδες και αποχρωματισμό.
Τα μέρη πρέπει επίσης να σχεδιάζονται με ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος. Αυτό επιτρέπει στην κοιλότητα του καλουπιού να γεμίζει ευκολότερα χωρίς περιορισμούς. Επιπλέον, εάν οι τοίχοι δεν είναι ομοιόμορφοι, τα λεπτότερα τμήματα θα κρυώσουν πρώτα, στη συνέχεια, καθώς τα παχύτερα τμήματα ψύχονται και συρρικνώνονται, δημιουργεί τάσεις κοντά στο όριο μεταξύ των δύο. Επειδή τα λεπτότερα τμήματα έχουν ήδη στερεοποιηθεί, δεν υποχωρούν. Καθώς τα παχύτερα τμήματα υποχωρούν, οδηγεί σε στρέβλωση ή/και συστροφή, εάν είναι αρκετά σοβαρή, θα προκαλέσει ρωγμές. Για μη ομοιόμορφους τοίχους, η αλλαγή στο πάχος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 20% του ονομαστικού τοιχώματος (βλ. Εικ. 5) και θα πρέπει να μεταβάλλεται σταδιακά.
Εικ. 5
Ο πυρήνας είναι μια μέθοδος όπου το πλαστικό αφαιρείται από μια παχιά περιοχή για να βοηθήσει στη διατήρηση της ομοιομορφίας.
Οι γωνίες πρέπει πάντα να σχεδιάζονται με ελάχιστη ακτίνα φιλέτου 50% του πάχους τοιχώματος και εξωτερική ακτίνα 150% του πάχους τοιχώματος για να διατηρείται ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος (βλ. Εικ. 6
Εικ. 6
Οι προεξοχές σχεδιάζονται συνήθως σε πλαστικά μέρη για να επιτρέπουν την τοποθέτηση ενθέτων με σπείρωμα, πείρους οδηγών ή βιδών με αυτοκόλλητη τομή. Αποφύγετε τα αυτόνομα αφεντικά όταν είναι δυνατόν. Τα αφεντικά πρέπει να στερεώνονται σε τοίχους ή νευρώσεις χρησιμοποιώντας νευρώσεις ή γωνίες για δομική σταθερότητα.
Το OD της κεφαλής θα πρέπει ιδανικά να είναι 2,5 φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο της βίδας ή του ένθετου. Οι κεφαλές με χοντρό τοίχο με βάσεις μεγαλύτερες από το 60% του τοίχου θα εμφανίζουν σημάδια από νεροχύτη. Για να βοηθήσετε να ξεπεραστεί αυτή η κατάσταση, μια κεφαλή με λεπτό τοίχωμα με διάμετρο βίδας 2 φορές ή μικρότερη μπορεί να έχει πολλαπλές νευρώσεις (βλ. Εικ. 7). Τα bosses θα πρέπει να αποφεύγονται εξ ολοκλήρου σε μέρη με γυαλισμένες επιφάνειες, καθώς θα εμφανίζουν πάντα σημάδια από νεροχύτη ή τουλάχιστον θα προκαλούν «φαντάσματα» στην καλλυντική επιφάνεια.
Το πάχος στη βάση των νευρώσεων που χρησιμοποιούνται για τη σταθεροποίηση μιας προεξοχής δεν πρέπει να υπερβαίνει το 60% του πάχους του παρακείμενου τοίχου. Οι εσωτερικές και εξωτερικές διάμετροι του κεφαλιού πρέπει να έχουν ½ μοίρες. σχέδιο ανά πλευρά.
Τα αφεντικά πρέπει να είναι απομονωμένα από τη γωνία για να αποφευχθούν τα παχιά τμήματα και να βοηθηθούν στην εξάλειψη των σημαδιών του νεροχύτη.
Εικ. 7
Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ακροφύσια και/ή νευρώσεις για να προσθέσουν ακαμψία και αντοχή. Οι νευρώσεις μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να γεμίσουν ένα μέρος. Σε μέρη που είναι κυρίως δομικά και όχι καλλυντικά, το πάχος της βάσης νευρώσεων (t) μπορεί να είναι έως και 80% του πάχους του παρακείμενου τοιχώματος (T). Ωστόσο, για εξαρτήματα εμφάνισης, όπου τα σημάδια του νεροχύτη είναι απαράδεκτα, το πάχος πλευρών (t) δεν πρέπει να υπερβαίνει το 60% του πάχους του παρακείμενου τοιχώματος (T) εάν η εξωτερική επιφάνεια έχει υφή και μόνο το 30% εάν η εξωτερική επιφάνεια είναι υψηλής στίλβωσης.
Το ύψος της πλευράς θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 φορές το πάχος του τοιχώματος (T) για πιο αποτελεσματική αντοχή. Το βύθισμα πρέπει να είναι ½ μοίρες. ανά πλευρά ονομαστική. Τα φιλέτα στη βάση της πλευράς πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,030”.
Πολλαπλές νευρώσεις πρέπει να τοποθετούνται τουλάχιστον 2 φορές το πάχος του τοιχώματος μεταξύ τους για να βοηθήσουν στη μείωση της καταπόνησης του καλουπιού καθώς και τυχόν προβλημάτων ψύξης (βλ. Εικ. 8).
Εικ. 8
Οι αιχμηρές γωνίες θα πρέπει να αποφεύγονται σε οποιοδήποτε σχέδιο πλαστικού εξαρτήματος. Αποτελούν την κύρια αιτία αστοχίας εξαρτημάτων, συγκεντρώσεων τάσεων, κακής ροής και αυξημένης φθοράς του καλουπιού έγχυσης (βλ. Εικ. 9). Υποδείξτε τις ακτίνες στις εσωτερικές και εξωτερικές γωνίες στο μέγιστο που επιτρέπει η σχεδίαση του εξαρτήματος.
Εικ. 9
Η συρρίκνωση είναι ένα χαρακτηριστικό του πολυμερούς που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του εξαρτήματος. Το χυτευμένο μέρος θα συρρικνωθεί σε μέγεθος για έως και 24 ώρες μετά τη χύτευση επηρεάζοντας τη γεωμετρία του εξαρτήματος. Ο προσδιορισμός της κατάλληλης ποσότητας συρρίκνωσης που θα χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό και την κατασκευή του καλουπιού είναι τόσο τέχνη όσο και επιστήμη. Κάθε πολυμερές έχει έναν μοναδικό ρυθμό συρρίκνωσης που πρέπει να εφαρμοστεί στο μοντέλο 3D ανταλλακτικών. Δυστυχώς, οι πληροφορίες για το ρυθμό συρρίκνωσης δεν παρέχονται πάντα από τον πωλητή πολυμερών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν παρέχεται, είναι συνήθως ένα ευρύ φάσμα. Πρέπει να γίνει προσεκτική σκέψη για την επιλογή της κατάλληλης συρρίκνωσης και είναι απαραίτητο να επιλεγεί η ποιότητα του πολυμερούς πριν από το σχεδιασμό του καλουπιού έγχυσης. Ένας καλός Μηχανικός Πλαστικών έχει την εμπειρία να βοηθήσει στη λήψη της καλύτερης απόφασης συρρίκνωσης για το προϊόν και το πολυμερές σας.
Η συρρίκνωση του υλικού μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το σχεδιασμό του εξαρτήματος και του καλουπιού. Οι χοντροί τοίχοι θα συρρικνωθούν περισσότερο από τους λεπτούς τοίχους, η διακύμανση του πάχους ή της γεωμετρίας μέρους θα προκαλέσει διαφορική συρρίκνωση και παραμόρφωση. Η κατεύθυνση ροής θα επηρεάσει επίσης τη συρρίκνωση, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται πολυμερή γεμάτα ίνες.
Η συρρίκνωση επηρεάζεται επίσης από τις συνθήκες της διαδικασίας. Καθώς οι πιέσεις στην κοιλότητα αυξάνονται, η συρρίκνωση κανονικά θα μειωθεί. Η θερμοκρασία του καλουπιού και του τήγματος θα επηρεάσει επίσης σε μεγάλο βαθμό τη συρρίκνωση. Τα ψυχρότερα καλούπια θα μειώσουν τη συρρίκνωση ενώ οι υψηλότερες θερμοκρασίες τήγματος θα αυξήσουν τη συρρίκνωση.
Υπάρχουν διάφοροι διαφορετικοί τύποι μεθόδων πύλης. Ο σχεδιασμός και ο τύπος της πύλης εξαρτώνται από τη σχεδίαση εξαρτημάτων, την επιλογή υλικού, τις καλλυντικές απαιτήσεις και τις απαιτήσεις διαστάσεων του τελικού προϊόντος. (Βλ. Εικ. 10) Η πύλη συνδέει το εξάρτημα με το σύστημα δρομέα και είναι αναγκαίο κακό για τον σχεδιαστή εξαρτημάτων. Ο σχεδιασμός και η θέση της πύλης εξαρτώνται από τη γεωμετρία του εξαρτήματος, τον σχεδιασμό του καλουπιού και την επιλογή πολυμερούς.
Εικ. 10
Οι αεραγωγοί είναι περιοχές σχεδιασμένες στο καλούπι έγχυσης για να επιτρέπουν τη διαφυγή αερίων κατά τη διαδικασία χύτευσης. Η έλλειψη σωστού αερισμού θα προκαλέσει υπερβολική πίεση έγχυσης, σύντομες βολές, σημάδια εγκαύματος, βύθιση και εκτόξευση. Υπάρχουν πολλοί τρόποι εξαέρωσης ενός καλουπιού, αλλά συνήθως γίνεται με μηχανική κατεργασία πολλών ρηχών καναλιών στη γραμμή διαχωρισμού. Το μέγεθος της πύλης θα εξαρτηθεί από την επιλογή υλικού. Άλλοι τρόποι εξαέρωσης ενός καλουπιού είναι οι ακίδες εκτίναξης, οι ακίδες εξαερισμού και οι δρομείς. Οι αεραγωγοί μπορούν να κοπούν στους πείρους του εκτοξευτήρα για να επιτρέψουν στο αέριο να διαφύγει καθώς γεμίζει η κοιλότητα. Οι πείροι εξαερισμού τοποθετούνται εντός της γεωμετρίας του εξαρτήματος όταν απαιτείται εξαέρωση για την απομάκρυνση αερίου από το καλούπι κατά τη διάρκεια της πλήρωσης και όταν οι αεραγωγοί μόνο στη γραμμή διαχωρισμού είναι ανεπαρκείς.
Οι πλεκτές γραμμές, γνωστές και ως γραμμές συγκόλλησης είναι περιοχές στο χυτευμένο τμήμα όπου συγκλίνουν δύο ή περισσότερα μέτωπα ροής. Η περιοχή έχει γενικά χαμηλότερη αντοχή από τις άλλες περιοχές του εξαρτήματος. (Βλ. Εικ. 11) Η σχεδίαση εξαρτημάτων πρέπει να λαμβάνει υπόψη πιθανές θέσεις πλεκτών γραμμών και να εργάζεται για να τις απομακρύνει από περιοχές υψηλότερης καταπόνησης. Οι πλεκτές γραμμές σχηματίζονται γενικά στην αντίθετη πλευρά των οπών και των εμποδίων που βρίσκονται στο δρόμο της ονομαστικής διαδρομής ροής, όπως οι καρφίτσες που σχηματίζουν τρύπες στο εξάρτημα ή τις κεφαλές. Το λογισμικό ροής καλουπιού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση της πλήρωσης πλαστικού στην κοιλότητα και να βοηθήσει στον εντοπισμό περιοχών που θα μπορούσαν να παρουσιάσουν προβλήματα αισθητικής ή μηχανικής απόδοσης.
Εικ. 11
