Инженерные пластики, такие как PA66-GF30, стеклонаполненный PPS и PEEK, все чаще используются в ответственных отраслях: автомобильной, электротехнической, промышленной и высокотехнологичной сфере.
По сравнению со стандартными пластиками, такими как АБС или ПП, эти материалы обладают превосходными механическими, термическими характеристиками и стабильностью размеров. Однако они также создают дополнительные сложности при проектировании пресс-форм и контроле процесса литья под давлением.
Добавление стекловолокна существенно меняет поведение термопласта в процессе литья под давлением.
Материал обеспечивает повышенные показатели:
Однако волокна также влияют на текучесть расплава, усадку, качество поверхности и износ оснастки.
Поэтому пресс-форма должна проектироваться с учетом характеристик конкретного материала, а не по аналогии с ненаполненными полимерами.
Во время впрыска стеклянные волокна имеют тенденцию ориентироваться по направлению потока расплава.
Это означает, что усадка в направлении потока и в поперечном направлении может различаться.
Для деталей с критическими размерами это может приводить к:
Поэтому расположение впускных литников и направление заполнения следует определять на ранних этапах проектирования пресс-формы.
Высокоэффективные инженерные пластики требуют тщательного проектирования литниковой системы.
Цель состоит в том, чтобы добиться стабильного заполнения, избегая при этом избыточного давления, напряжений сдвига и неблагоприятной ориентации волокон.
Для сложных деталей анализ проливаемости (Moldflow) помогает инженерам оценить процесс заполнения и сравнить различные варианты расположения литников до изготовления оснастки.
Стекловолокно обладает абразивными свойствами.
В ходе регулярных циклов литья стеклонаполненные материалы могут ускорять износ:
Для серийных пресс-форм с большим расчетным ресурсом смыканий следует предусмотреть соответствующую инструментальную сталь, термообработку и локальные износостойкие решения.
Такие материалы, как PA66-GF30, PPS и PEEK, предъявляют совершенно разные требования к переработке.
Высокоэффективные полимеры могут требовать значительно более высокой температуры пресс-формы, чем стандартные пластики.
Поэтому система термостатирования пресс-формы должна разрабатываться под конкретный полимер и параметры процесса литья, а не строиться по типовой схеме охлаждения для каждого проекта.
Инженерные пластики часто выбирают для деталей, требующих высокоточной сборки.
Однако выбор высокоэффективного материала сам по себе не гарантирует жестких допусков.
На итоговые размеры все еще влияют:
Для критически важных размеров эти факторы необходимо анализировать в рамках DFM и проверять в ходе испытаний пресс-формы и контроля геометрии.
Когда сам материал имеет ключевое значение для функционирования изделия, испытания прототипов из нерелевантных полимеров-заменителей могут не дать точного представления о поведении в серийном производстве.
Например, прототип, напечатанный на 3D-принтере или изготовленный из АБС, позволяет проверить базовую геометрию, но не может полностью воспроизвести усадку, жесткость и поведение стекловолокна, характерные для литьевой детали из PA66-GF30 или PPS.
Поэтому для ответственных сфер применения изготовление опытной пресс-формы с отливкой образцов из целевого серийного материала обеспечивает более надежную валидацию.
Перед началом проектирования и изготовления пресс-формы для деталей из инженерных пластиков следует проанализировать следующую информацию:
Геометрия детали → Марка материала → Функциональные требования → Критические допуски → Ожидаемый объем производства → Ресурс пресс-формы → Конструкция оснастки → Испытания и валидация пресс-формы
Комплексный учет этих факторов позволяет сократить количество доработок пресс-формы и повысить стабильность производства.
Литье под давлением PA66-GF30, PPS, PEEK и других инженерных пластиков требует гораздо большего, чем простой подбор правильной температуры формования.
Поведение материала необходимо учитывать при проектировании детали, выборе литниковых впусков, разработке системы охлаждения, подборе стали и отработке технологического процесса.
Компания MID Mould предоставляет услуги по изготовлению пресс-форм на заказ и литью деталей из инженерных пластиков — от DFM-анализа и моделирования заполнения до испытаний оснастки и серийного производства.
Если вы разрабатываете деталь из стеклонаполненных или высокоэффективных инженерных пластиков, отправьте нам свои чертежи, марку материала и требования к проекту для оценки оснастки.
