Kövess engem: 
Útmutató műanyag fröccsöntéshez
A DDPROTOTYPE vezető szerepet tölt be műanyag fröccsöntés gyártó Kínában. Körülbelül 20 percet vesz igénybe a műanyag fröccsöntéshez 15 éves tapasztalat alapján készült útmutató elolvasása.
Az első rész – Mi az a fröccsöntés
Mi az a műanyag fröccsöntés? A műanyag fröccsöntés gyártási technológia ugyanazon műanyag alkatrészek nagy tűrőképességű tömeggyártására. A műanyag fröccsöntés során a polimer részecskéket először megolvasztják, majd nyomás alatt befecskendezik a formába, amelyben a folyékony műanyag lehűl és megszilárdul. A fröccsöntéshez használt anyagok hőre lágyuló polimerek, amelyek színezhetők vagy más adalékanyagokkal tölthetők.
Szinte az összes körülötted lévő műanyag fröccsöntéssel készül: az autóalkatrészektől az elektronikus burkolatig, a mindennapi szükségletekig. A műanyag fröccsöntés annyira népszerű, mert a tömeggyártásban egyetlen műanyag termék költsége nagyon alacsony. A műanyag fröccsöntésnek nagy az ismételhetősége és jó a tervezési rugalmassága. A fröccsöntés fő korlátait általában a gazdasági tényezőknek tulajdonítják, mivel nagyobb kezdeti beruházásra van szükség. Ráadásul a tervezéstől a gyártásig nagyon lassú az átfutási idő (legalább 3 hét).
Fröccsöntés technológia
Manapság a fröccsöntést széles körben használják fogyasztói termékekben és mérnöki alkalmazásokban. Szinte az összes körülötted lévő műanyag fröccsöntéssel készül. Ennek az az oka, hogy a technológia ugyanazokat az alkatrészeket nagyon alacsony költséggel tudja előállítani egyetlen alkatrészre és nagyon nagy mennyiségre (jellemzően 1000-100000 XNUMX + egység).
Más technológiákkal összehasonlítva azonban a fröccsöntés indulási költsége viszonylag magas, főként az öntőforma testreszabásának szükségessége miatt. Az öntőformák ára 1000 és 200000 XNUMX dollár között van, összetettségüktől, anyaguktól (alumínium vagy acélformák) és pontosságuktól (prototípusok, közepes vagy tömeggyártású formák) függően.
Műanyag fröccsöntő anyag
Minden hőre lágyuló anyag fröccsönthető. Bizonyos típusú szilikonok és más hőre keményedő gyanták is kompatibilisek a fröccsöntési eljárással. A fröccsöntéshez leggyakrabban használt anyagok:
Polipropilén (PP): a globális termelés körülbelül 38%-a
Abs: a globális termelés körülbelül 27%-a
PE: a globális termelés körülbelül 15%-a
Polisztirol (PS): a globális termelés körülbelül 8%-a
Még ha figyelembe vesszük az összes lehetséges gyártási technológiát is, a világon évente gyártott műanyag alkatrészek több mint 40%-a önmagában ebből a négy anyagból készül!
Fröccsöntő gépek: hogyan működnek?
A fröccsöntő gép három fő részből áll: fröccsöntő egységből, öntőformából (a teljes folyamat magja) és a szorító/kidobó egységből. Ebben a részben megvizsgáljuk az egyes rendszerek célját és azt, hogy alapvető működési mechanizmusaik hogyan befolyásolják a befecskendezési folyamat végeredményét. Az alábbi videón egy nagy fröccsöntő gép 30 másodpercenként körülbelül 3 műanyag alkatrészt képes előállítani.
Műanyag fröccsöntés Videó | DDPROTOTYPE
A műanyag fröccsöntés folyamata
A befecskendező egység célja a nyers műanyag megolvasztása és a formába vezetése. Garatból, hordóból és dugattyús csavarból áll. A befecskendezési folyamat így működik:
1. Először szárítsa meg a polimer részecskéket, és tegye a garatba, ahol színező pigmentekkel vagy egyéb erősítő adalékokkal keverednek.
2. Tegye be a részecskéket a hordóba, melegítse fel egyszerre, keverje össze és mozgassa a formába a változtatható menetemelkedésű csavaron keresztül. A csavar és a henger geometriája úgy van optimalizálva, hogy elősegítse a nyomás megfelelő szintre emelését és az anyag megolvasztását.
3. A nyomószár ezután előremozdul, és az olvadt műanyagot a csúszórendszeren keresztül a formába fecskendezik, amely kitölti az egész üreget. Ahogy az anyag lehűl, újra megszilárdul, és kialakítja a forma alakját.
4. Végül a forma kinyílik, és a tömör részeket a gyűszű kinyomja. Ezután zárja le a formát, és ismételje meg a folyamatot.
Az egész folyamat nagyon gyorsan megismételhető: körülbelül 10-180 másodpercig tart, az alkatrész méretétől függően. Amikor az alkatrészt kidobják, egy szállítószalaghoz vagy tárolótartályhoz rendelik. Általánosságban elmondható, hogy a fröccsöntött alkatrészek azonnal felhasználhatók, kevés utófeldolgozással vagy egyáltalán nem.
Formagyártás
A forma olyan, mint egy fotónegatív: geometriája és felületi textúrája közvetlenül a fröccsöntött alkatrészre kerül. A fröccsöntés indulási költségeinek legnagyobb részét általában az öntőformák teszik ki: egyszerű geometria és viszonylag kis termelés (1000-10000 egység) esetén egy tipikus forma költsége körülbelül 2000-5000 dollár, de akár 100000 100000 dollár is lehet. Alkalmas a teljes gyártásra optimalizált szerszámokhoz (XNUMX XNUMX vagy több). Ennek oka a több ezer (vagy több százezer) alkatrészt pontosan legyártó, kiváló minőségű formák tervezéséhez és gyártásához szükséges magas szintű szakértelem.
A forma általában alumíniumból vagy acélból készül CNC megmunkálás majd elkészült a szükséges színvonalon. Az alkatrészek negatívumai mellett más funkciójuk is van, mint például a csúszórendszer, amely lehetővé teszi az anyagok beáramlását a formába, illetve a belső vízhűtő csatorna, amely segíti és gyorsítja az alkatrészek hűtését.
Tipikus eset — Lego építőkockák
Lego blokkok a fröccsöntött alkatrészek egyik leghíresebb példája. A képen láthatóhoz hasonló öntőformák felhasználásával készültek, amelyek 120 millió Lego blokkot (15 millió ciklust) készítettek a leállításuk előtt. A Lego építőkockák ABS-ből készülnek, nagy ütésállósága és kiváló plaszticitása miatt. Mindegyik tégla tökéletesen megtervezett, akár 10 mikron (vagy egy tized hajszál) tűréshatárral. Ezt a legjobb tervezési gyakorlatok alkalmazásával érjük el, amelyeket a következő részben tanulmányozunk (egyenletes falvastagság, dőlésszög, bordák, dombornyomott szöveg stb.).
A második rész – Fröccsöntés kialakítása
Számos tényező befolyásolhatja a végtermék minőségét és a folyamat megismételhetőségét. A folyamat előnyeinek teljes kihasználása érdekében a tervezőknek követniük kell bizonyos tervezési irányelveket. Ebben a részben felvázoljuk a fröccsöntés gyakori hibáit, valamint az alkatrészek tervezésénél követendő alapvető és haladó irányelveket, beleértve a költségek minimalizálására vonatkozó ajánlásokat is.
Gyakori fröccsöntési hibák
A fröccsöntés hibáinak többsége az olvadt anyag egyenetlen áramlásával vagy hűtési sebességével kapcsolatos az olvasztási folyamat során.
Itt felsoroljuk a fröccsöntő alkatrészek tervezésének leggyakoribb hibáit. A következő részben bemutatjuk, hogyan kerülheti el ezeket a hibákat a helyes tervezési gyakorlatok követésével.
csavarás
Amikor egyes részek gyorsabban lehűlnek (és ezért összehúzódnak), mint mások, a belső feszültségek miatt tartósan meghajolhatnak. Az egyenetlen falvastagságú műanyag alkatrészek nagy valószínűséggel deformálódhatnak.
Zsugorodási jel
Amikor egy alkatrész belseje a felülete előtt megszilárdul, az eredetileg sík felületen egy kis horpadás jelenhet meg, amit horpadásnak nevezünk. A rossz falvastagságú vagy bordás kialakítású alkatrészek nagy valószínűséggel zsugorodnak.
Húzási jelek
Ahogy a műanyag zsugorodik, nyomást gyakorol a formára. A kilökődés során az alkatrész fala megcsúszik és a formához karcolódik, ami karcolásokat okozhat. A függőleges falakkal rendelkező részek (és a huzatszög nélküli) a leginkább érzékenyek a húzási nyomokra.
Fonott zsinór
Amikor két vízsugár találkozik, apró szőrszálak jelenhetnek meg, mint például elszíneződés. Ezek a fonatok befolyásolják az alkatrész esztétikáját, de csökkentik az alkatrész szilárdságát is. A hirtelen geometriai változást vagy lyukakat mutató részek nagyobb valószínűséggel hoznak létre fonatokat.
Hiány
A szerszámban lévő maradék levegő megakadályozhatja az anyag áramlását az injektálás során, ami hiányos alkatrészeket eredményezhet. A jó kialakítás javíthatja az olvadt műanyag folyékonyságát. A vékony falú vagy rosszul tervezett bordákkal rendelkező alkatrészek nagyobb valószínűséggel hiányoznak.
Fröccsöntés tervezési szabályok
A fröccsöntés egyik legnagyobb előnye, hogy könnyen alakítható bonyolult geometria, így egyetlen alkatrész többféle funkciót is betölthet. Amint a formagyártás befejeződött, ezek az összetett részek nagyon alacsony költséggel másolhatók. Az öntőforma kialakításának a fejlesztés későbbi szakaszában történő megváltoztatása azonban nagyon költséges lehet, ezért elsősorban a legjobb eredményt kell elérnie. Kérjük, kövesse az alábbi irányelveket, hogy elkerülje a fröccsöntés leggyakoribb hibáit.
Használjon egyenletes falvastagságot
Ha lehetséges, használjon egyenletes falvastagságot a teljes részen, és kerülje a vastag falszakaszokat. Erre azért van szükség, mert az egyenetlen falak az olvadt anyag lehűlésekor deformálódhatnak vagy deformálhatják az alkatrészeket. Ha különböző vastagságú szakaszokra van szüksége, használjon letöréseket vagy filéket, hogy az átmenet a lehető legsimább legyen. Ezáltal az anyag egyenletesebben fog folyni az üregben, így biztosítva a teljes forma teljes kitöltését.
A legtöbb anyag esetében az 1.2 mm és 3 mm közötti falvastagság biztonságos érték. Az alábbi táblázat összefoglalja a javasolt falvastagságokat néhány leggyakoribb injektálóanyag esetében:
Anyag | Javasolt falvastagság [mm] | Javasolt falvastagság [hüvelyk] |
Polipropilén (PP) | 0.8 - 3.8 mm | 0.03 ”- 0.15” |
ABS | 1.2 - 3.5 mm | 0.045 ”- 0.14” |
Polietilén (PE) | 0.8 - 3.0 mm | 0.03 ”- 0.12” |
Polisztirol (PS) | 1.0 - 4.0 mm | 0.04 ”- 0.155” |
Poliuretánok (PUR) | 2.0 - 20.0 mm | 0.08 ”- 0.785” |
Nylon (PA 6) | 0.8 - 3.0 mm | 0.03 ”- 0.12” |
Polikarbonát (PC) | 1.0 - 4.0 mm | 0.04 ”- 0.16” |
PC / ABS | 1.2 - 3.5 mm | 0.045 ”- 0.14” |
POM (Delrin) | 0.8 - 3.0 mm | 0.03 ”- 0.12” |
KANDIKÁL | 1.0 - 3.0 mm | 0.04 ”- 0.12” |
szilikon | 1.0 - 10.0 mm | 0.04 ”- 0.40” |
A legjobb eredmény elérése:
Használjon egyenletes falvastagságot az ajánlott értékeken belül. Ha eltérő vastagságra van szüksége, használjon a vastagságkülönbség háromszorosának megfelelő letörést vagy filét az átmenet simításához
Vastagabb rész
A vastagabb részek különféle hibákat okozhatnak, beleértve a vetemedést és a süllyedést. A terv bármely részének maximális vastagságát az ajánlott értékre kell korlátozni, üregessé kell tenni azokat. Az üreges rész szilárdságának javítása érdekében kérjük, használja a szerkezetet ugyanolyan szilárdsággal és merevséggel, de csökkentett falvastagsággal. A gondosan megtervezett üreges szelvényű részek a következők:
A bordák a vízszintes szakaszok merevségének növelésére is használhatók anélkül, hogy növelnék a vastagságukat. Ne feledje, hogy a falvastagság határértékei továbbra is érvényesek. Az ajánlott bordavastagság túllépése zsugorodási nyomokat okozhat.
A legjobb eredmény elérése:
Vágja ki a vastagabb részt, és használjon bordákat az alkatrészek szilárdságának és merevségének javítására
A tervezési borda maximális vastagsága a falvastagság 0.5-szerese
A tervezési borda maximális magassága a falvastagság 3-szorosa
Adjon hozzá sima átmenetet
Javasolt: 3 × falvastagság különbség
Néha lehetetlen elkerülni a különböző falvastagságú részeket. Ezekben az esetekben használjon letöréseket vagy filéket, hogy az átmenet a lehető legsimább legyen. Hasonlóképpen, a függőleges elemek (például bordák, kiemelkedések, bepattanó illeszkedés) aljának mindig kör alakúnak kell lennie.
Kerekítse le az összes szélét
Az élekre is egységes falvastagsági határok vonatkoznak: az átmeneteknek a lehető legsimábbnak kell lenniük a jó anyagáramlás érdekében.
A belső éleknél a sugárnak a következőnek kell lennie legalább ötször a falvastagság. A külső élhez adjon hozzá egy sugarat, amely megegyezik a belső sugárral és a falvastagsággal. Így megbizonyosodhat arról, hogy a fal vastagsága mindenhol egyenletes, még a sarkoknál is. Ezenkívül az éles sarkok feszültségkoncentrációhoz vezethetnek, ami az alkatrész elvékonyodását eredményezi.
A legjobb eredmény elérése:
Adjunk hozzá egy filé egyenlő 0.5 idők a falvastagság a belső sarokig
Adjunk hozzá egy filé egyenlő 1.5 idők a falvastagság a külső sarokig
Vágási szög hozzáadása
Annak érdekében, hogy az alkatrészek könnyebben kivehetők legyenek a formából, minden függőleges falhoz húzószöget kell hozzáadni. Az öntőformával való nagy súrlódás miatt a formázási folyamat során a húzószög nélküli fal felületén húzási nyomok jelennek meg. Legalább 2°-os merülési szög javasolt. A magasabb jellemzőknél nagyobb szöget kell használni (akár 50°).
Jó hüvelykujjszabály, hogy 1 mm-enként 25 fokkal növelje a huzatszöget. Például adjon hozzá 30 fokos huzatszöget egy 75 mm magas elemhez. Ha az alkatrész durva felületű, nagy huzatszöget kell alkalmazni. A tapasztalatok szerint a fenti számítási eredményeket 10-20 fokkal növelni kell. Ne feledje, hogy a bordáknak húzószögre is szükségük van. Vegye figyelembe, hogy miközben a szög növelése csökkenti a bordák tetejének vastagságát, ügyeljen arra, hogy a kialakítás megfeleljen az ajánlott minimális falvastagságnak.
A legjobb eredmény elérése:
Adjon hozzá legalább 20 fokos huzatszöget minden függőleges falhoz
50 mm feletti jellemzők esetén 1 mm-enként növelje a huzatszöget 25 fokkal
A texturált felületű alkatrészeknél növelje meg a huzatszöget 1-2o-kal
Alsó vágás
A legegyszerűbb matrica (egyenes húzó szerszám) két félből áll. Az alámetszett tulajdonságok, mint például a menetek fogai vagy a pattintható kötések kampói, nem készíthetők egyenes húzószerszámmal. Ennek az az oka, hogy a szerszámot nem lehet CNC megmunkálni, vagy mert az anyag megakadályozza az alkatrész kipattanását. A menet foga vagy a bepattanó kötés kampója az alámetszés egyik példája.
Íme néhány ötlet, amelyek segítenek az alákínálás kezelésében:
Kerülje el az alávágást folyózárással
Az alávágás teljes elkerülése lehet a legjobb megoldás. Az alávágás mindig növeli a szerszám költségét, összetettségét és karbantartási igényeit. Az okos újratervezés általában kiküszöböli az alávágást. A csonkítás egy hasznos technika az alkatrész belső területének (pattanós illeszkedés) vagy oldalának alámetszésére (furat vagy fogantyú esetén).
Íme néhány példa arra, hogyan lehet újratervezni egy fröccsöntő alkatrészt az alámetszés elkerülése érdekében: alapvetően az alámetszett területen távolítják el az anyagot, így teljesen megszűnik a probléma.
Elválasztó vonal mozgatása
Az alámetszés legegyszerűbb módja az, hogy a szerszám elválasztó vonalát úgy mozgatja, hogy az keresztezi.
Ez a megoldás sok olyan kialakításhoz alkalmas, amelyek külső felületén alámetszések vannak. Ne felejtse el ennek megfelelően beállítani a huzatot.
Használjon csupaszító alámetszést (szórás)
Ha a jellemzők elég rugalmasak ahhoz, hogy a kidobás során deformálódjanak a formán, akkor egy alávágás (más néven dudor) használható. A lehúzó alámetszés a kupakban szálak készítésére szolgál.
Az alávágás csak akkor használható, ha:
- A lehúzó bemetszéseknek távol kell lenniük a megerősítő elemektől, például sarkoktól és bordáktól.
- Az alámetszés szögének 30-45 foknak kell lennie.
- A fröccsöntött alkatrészeknek helynek kell lenniük, és elég rugalmasnak kell lenniük ahhoz, hogy kitáguljanak és deformálódjanak.
Javasoljuk, hogy kerülje az FRP-ből készült részek alámetszésének hámlását. Általában a flexibilis műanyagok, mint például a PP, HDPE vagy nejlon (PA), az átmérő akár 5%-áig is ellenállnak az alávágásnak.
Diapár és mag
Ha nem lehetséges a fröccsöntés újratervezése az oldalsó bemélyedések elkerülése érdekében, használjon csúszó mellékhatásokat és magokat.
Az oldalmag egy betét, amely becsúszik a forma bezárásakor és kicsúszik, mielőtt a forma kinyitná. Ne feledje, hogy ezek a mechanizmusok növelik az öntőforma költségét és bonyolultságát.
A segédműveletek tervezésekor kövesse az alábbi irányelveket:
- A kernelnek helyet kell biztosítani a be- és kimozduláshoz. Ez azt jelenti, hogy a jellemzőnek az alkatrész másik oldalán kell lennie.
- Az oldalirányú akciónak függőlegesen kell mozognia. A 90°-tól eltérő szögben történő mozgás bonyolultabb, ami növeli a költségeket és az átfutási időt.
- Ne felejtse el növelni a húzási szöget. A szokásos módon gondolja át a tervezést, és vegye figyelembe az oldalsó akciómag mozgását.
Gyakori tervezési jellemzők
Ezeken a gyakorlati útmutatókon keresztül megtanulhatja, hogyan kell megtervezni a fröccsöntött alkatrészek leggyakoribb jellemzőit. Használja őket a tervezés funkcionalitásának javítására, miközben továbbra is betartja az alapvető tervezési szabályokat.
Menetes rögzítőelemek (fülek és betétek)
A fröccsöntött alkatrészhez háromféleképpen lehet rögzítőelemet hozzáadni: közvetlenül az alkatrészen menetet tervezni, a csavar rögzítésére alkalmas kiemelkedést vagy menetes betétet beépíteni.
Lehetséges a menetet közvetlenül az alkatrészen modellezni, de ez nem ajánlott, mert a menet fogai alámetszett jellegűek, ami nagymértékben növeli a forma bonyolultságát és költségét (a későbbi részben az alávágást tovább vezetjük be) . A menetes fröccsöntött alkatrész például a kupak. A hüvelyek nagyon gyakoriak a fröccsöntött alkatrészekben, és rögzítési vagy összeszerelési pontként használják őket. A csavarok, menetes betétek vagy más típusú rögzítő- és összeszerelési hardverek rögzítésére szolgáló lyukakkal ellátott hengeres kiemelkedésekből állnak. Jó módja annak, hogy főnököt gondoljunk, ha magukat a bordákat karikázzuk be. A kiemelkedést csatlakozási vagy rögzítési pontként használják (metszőcsavarral vagy menetes betéttel kombinálva).
Ha rögzítési pontként kiemelkedést használnak, a kiemelkedés külső átmérője a csavar vagy a betét névleges átmérőjének kétszerese, a belső átmérője pedig egyenlő a csavarmag átmérőjével. Még akkor is, ha nincs szükség a teljes mélységre, a kiemelkedésben lévő lyukaknak az alsó fal szintjéig kell nyúlniuk, hogy egyenletes falvastagságot tartsanak fenn az egész területen. Adjon hozzá letöréseket a csavarok vagy betétek behelyezésének megkönnyítése érdekében.
A legjobb eredmény elérése:
Kerülje el, hogy a formatervezés beleolvadjon a fő fal peremébe
Bordázza vagy rögzítse a főfalat
A pengével ellátott kiemelkedéseknél a penge névleges méretének kétszeresének megfelelő külső átmérőt használjon
Szálak száma
Fém menetes betétek adhatók a műanyag fröccsöntött alkatrészekhez, hogy tartós menetes lyukakat biztosítsanak a rögzítőelemekhez, például a gépcsavarokhoz. A betétek használatának előnye, hogy sok össze- és szétszerelési ciklust tesz lehetővé. A dugaszoló beépítése a fröccsöntő részbe termikus, ultrahangos vagy szerszámbehelyezéssel történik. A menetes csatlakozót rögzítő kiemelkedés megtervezéséhez kövesse a fentihez hasonló irányelveket, a dugasz átmérőjét tekintve a vezető méretnek.
A legjobb eredmény elérése:
Kerülje a szálak közvetlenül az öntött részhez való hozzáadását
Tervezési kiemelkedés, külső átmérője megegyezik a csavar vagy a betét névleges átmérőjének kétszerese
Adjon hozzá 0.8 mm-es kioldást a menet széléhez
0.8 mm-nél nagyobb menetemelkedésű (32 menet hüvelykenként) menetet használjon.
Használjon trapéz vagy támasztómenetet
A létrehozott alávágásokkal való munka legjobb módja:
0.8 mm-nél nagyobb menetemelkedésű (32 menet hüvelykenként) menetet használjon.
Külső menetek esetén helyezze el az elválasztó vonal mentén
Borda
Ha az ajánlott maximális falvastagság nem elegendő az alkatrész funkcionális követelményeinek teljesítéséhez, merevítőkkel lehet javítani a merevségét.
A bordák tervezésekor:
● a fő falvastagság 0.5-szeresének megfelelő vastagságot használjon
● meghatározott magasság kisebb, mint 3 x bordavastagság
● 1/4-szeres bordavastagságnál nagyobb sugarú alapozó filét használjon
● legalább 0.25° – 0.5°-os merülési szöget adjon hozzá
● adjon hozzá egy percet. A bordák és a fal közötti távolság 4-szerese a bordák vastagságának
Pattintható kötés
Snap fit egy nagyon egyszerű, gazdaságos és gyors módja annak, hogy két alkatrészt rögzítőelemek és szerszámok nélkül összekapcsoljon. Számos tervezési lehetőség kínálkozik a bepattanó illesztésekhez. A tapasztalatok szerint a csatos kötés kihajlása elsősorban a hosszától és a szélességére kifejthető megengedett erőtől függ (hiszen vastagságát többé-kevésbé az alkatrész falvastagsága határozza meg). Hasonlóképpen, a bepattanó illeszkedés egy másik példa az alávágásra.
Az ábrán látható a bajonettcsatlakozás leggyakoribb kialakítása (ún. konzolos bajonettcsukló). A bordákhoz hasonlóan növelje meg a bepattintási kötés huzatszögét, és használjon a minimális falvastagság 0.5-szeresének megfelelő falvastagságot.
Nagy téma a bepattanó illeszkedés speciális kritériumának megtervezése, amely túlmutat jelen cikk keretein.
A legjobb eredmény elérése:
Adja hozzá a huzatszöget a bepattanó illesztésű csatlakozás függőleges falához
A tervezett bepattanó illeszkedés vastagsága nagyobb, mint a falvastagság 0.5-szerese
Állítsa be a szélességét és hosszát az elhajlás és a megengedett erő szabályozásához
Élő zsanér
A mozgatható zsanér egy műanyag lap, amely egy alkatrész két részét összeköti, és hajlítja és hajlítja. Általában ezeket a csuklópántokat tömeggyártású tartályokba, például műanyag palackokba építik be. A jól megtervezett mozgatható zsanér akár egymillió ciklust is kibír meghibásodás nélkül. A fröccsöntéshez használt mozgatható csuklópánt anyagának rugalmasnak kell lennie. A polipropilén (PP) és a polietilén (PE) ideális választás a fogyasztói alkalmazásokhoz, a nylon (PA) pedig az ideális választás a mérnöki alkalmazásokhoz.
Az alábbiakban jól megtervezett zsanérok láthatók. 0.20 és 0.35 mm között van az ajánlott minimális vastagságú zsanértartománytól, ami tartósabb és nagyobb vastagságot eredményez. A tömeggyártás előtt használjon CNC megmunkálást vagy 3D nyomtatást a mozgatható csuklópánt prototípusának elkészítéséhez, hogy meghatározza az alkalmazásához leginkább megfelelő geometriát és merevséget. Adjon hozzá nagy számú filét, és alakítson ki egy egyenletes falvastagságú vállat az alkatrész fő testeként, hogy javítsa az anyagáramlást a formában és minimalizálja a feszültséget. A 150 mm-nél nagyobb zsanérokat ketté (vagy többre) osztja az élettartam meghosszabbítása érdekében.
A legjobb eredmény elérése:
Tervezett zsanérvastagság 0.20 és 0.35 mm között
Válasszon rugalmas anyagot (PP, PE vagy PA) a mozgatható csuklópántos alkatrészekhez
A főfal vastagságával megegyező vastagságú vállat használjon
Lehetőleg filézzük
Zúzott bordák
A borda összezúzása egy apró, szembetűnő tulajdonság, amely deformálódik, amikor a különböző alkatrészeket egymáshoz nyomják, súrlódást okozva, így biztosítva a helyzetét. A nyomórudak gazdaságos alternatívája lehet a nagy tűréshatárú lyukak készítésének a szoros illeszkedés érdekében. Általában csapágyak vagy tengelyek elhelyezésére és más présillesztési alkalmazásokhoz használják.
A következő ábra egy extrudált bordákkal ellátott alkatrész példáját mutatja be. Három extrudáló borda ajánlott a jó beállítás érdekében. Az egyes bordák ajánlott magassága / sugara 2 mm. Adjon hozzá legalább 0.25 mm-es interferenciát az extrudáló borda és a beszerelt rész között. A szerszám felületével való kis érintkezés miatt borda nélküli borda is kialakítható.
A legjobb eredmény elérése:
Adjon hozzá legalább 0.25 mm-es interferenciát az extrudált borda és az alkatrész között
Ne adjon huzatot az extrudált bordák függőleges falához
Szavak és szimbólumok
A szöveg nagyon elterjedt funkció, amely logókhoz, címkékhez, figyelmeztetésekhez, diagramokhoz és leírásokhoz használható, így megtakarítható a címkék beillesztése vagy festése.
Szöveg hozzáadásakor kérjük, válasszon domborműves szöveget a gravírozott szövegen, mert egyszerűbb a CNC megmunkálás a formán, így gazdaságosabb.
Ezenkívül, ha a szöveget 0.5 mm-rel az alkatrész felülete fölé emeli, akkor a betűk könnyen olvashatók lesznek. Azt javasoljuk, hogy válasszon félkövér, kerek betűtípusokat, egyenletes vonalvastagsággal és 20 font vagy annál nagyobb mérettel.
A legjobb eredmény elérése:
Használjon dombornyomott szöveget (0.5 mm magasság) gravírozott szöveg helyett
Használjon egyenletes vastagságú betűtípust, legalább 20 pontos betűmérettel
Szöveg igazítása az elválasztó vonalra merőlegesen
0.5 mm-nél nagyobb magasságot (vagy mélységet) használjon
Tolerancia tartomány
A fröccsöntés általában ± 0.500 mm (0.020 hüvelyk) tűrésű alkatrészeket állít elő.
Egyes esetekben ennél szigorúbb tűréshatárok is megvalósíthatók (akár ± 0.125 mm – vagy akár ± 0.025 mm is), de jelentősen megnövelhetik a költségeket.
Kis tételes gyártás (< 10000 egység) esetén fontolja meg kiegészítő műveletek, például fúrás alkalmazását a pontosság növelése érdekében. Ez biztosítja az alkatrész megfelelő interferenciáját más alkatrészekkel vagy betétekkel (például préskötések használatakor).
A harmadik rész - Injekciós anyag
A fröccsöntés különféle műanyagokkal kompatibilis. Ebben a részben többet megtudhat a legnépszerűbb anyagok főbb jellemzőiről. Szó lesz a fröccsöntött alkatrészekre alkalmazható standard felületkezelésről is.
Injekciós anyag
Minden hőre lágyuló műanyag fröccsönthető. Néhány hőre keményedő műanyag és folyékony szilikon is kompatibilis a fröccsöntési eljárással. Fizikai tulajdonságaik megváltoztatása érdekében szálakkal, gumirészecskékkel, ásványi anyagokkal vagy égésgátlókkal is megerősíthetők. Például az üvegszálat 10%, 15% vagy 30% arányban lehet részecskékkel keverni, hogy az alkatrészek merevebbek legyenek.
A fröccsöntött alkatrészek merevségének javítására általánosan használt adalék az üvegszál. Az üvegszálak 10%, 15% vagy 30% arányban keverhetők adalékanyagokkal, ami eltérő mechanikai tulajdonságokat eredményez. A keverékhez hozzáadhat színezéket (körülbelül 3%-os arányban), hogy különféle színű részeket hozzon létre. A szabványos színek közé tartozik a piros, zöld, sárga, kék, fekete és fehér, amelyek keverésével különböző árnyékokat hozhatunk létre.
Felület-előkészítés és SPI szabványok
A felületkezeléssel a befecskendező részek valamilyen megjelenést vagy érzetet kelthetnek. A felületkezelés a kozmetikai felhasználás mellett a műszaki követelményeknek is megfelelhet. Például az átlagos felületi érdesség (RA) nagyban befolyásolhatja a csúszó alkatrészek (például a csúszócsapágyak) élettartamát. A fröccsöntött alkatrészek általában nem igényelnek utómunkát, de maga a forma különböző mértékű kikészítést végezhet. Ne feledje, hogy a durva felületek a kilökődés során növelik a súrlódást az alkatrész és a forma között, ezért nagyobb behúzási szögre van szükség.
befejez | Leírás | SPI szabványok* |
Fényes | A formát először kisimítják, majd gyémánt csiszolással polírozzák, ami tükörszerű felületet eredményez. | A-1 |
Félfényes kivitel | A formát finom szemcséjű csiszolópapírral simítják, ami finom felületet eredményez. | B-1 |
Matt | A formát finom kőporral simítják, eltávolítva az összes megmunkálási nyomot. | C-1 |
Texturált kivitel | A formát először finom kőporral simítják, majd homokfúvással végzik, így texturált felületet kapunk. | D-1 |
Gépi kivitelezés | A formát a gépész belátása szerint készítik el. A szerszámnyomok láthatóak lesznek. | - |
befejez | Leírás | SPI szabványok* |
Fényes | A formát először kisimítják, majd gyémánt csiszolással polírozzák, ami tükörszerű felületet eredményez. | A-1 |
Félfényes kivitel | A formát finom szemcséjű csiszolópapírral simítják, ami finom felületet eredményez. | B-1 |
Matt | A formát finom kőporral simítják, eltávolítva az összes megmunkálási nyomot. | C-1 |
Texturált kivitel | A formát először finom kőporral simítják, majd homokfúvással végzik, így texturált felületet kapunk. | D-1 |
Gépi kivitelezés | A formát a gépész belátása szerint készítik el. A szerszámnyomok láthatóak lesznek. | - |
A sima felület kiválasztásakor vegye figyelembe a következő hasznos tippeket:
A magas fényű forma nem egyenlő a magas fényű késztermékkel. Ezt nagymértékben befolyásolják más tényezők, például a használt műanyag gyanta, a formázási körülmények és a forma kialakítása. Például az ABS fényesebb alkatrészeket állít elő, mint a PP.
a finomabb felületkezeléshez magasabb mennyiségű anyagot kell felhasználni a formában. A nagyon finom polírozás eléréséhez a legnagyobb keménységű szerszámacélra van szükség. Ez hatással van a teljes költségre (anyagköltség, feldolgozási idő és utófeldolgozási idő).
A negyedik rész – A költségcsökkentés titka
Tudjon meg többet a fröccsöntés kulcsfontosságú költségtényezőiről és a lehetséges tervezési technikákról, amelyek segítenek csökkenteni a költségeket és a költségvetést a költségvetésben tartani.
Költséghajtók a fröccsöntésben. A fröccsöntés maximális költsége:
A penész költségét a formatervezés és -feldolgozás összköltsége határozza meg.
az anyagok költsége a felhasznált anyagok mennyiségétől és kilogrammonkénti árától függ.
A gyártási költség a fröccsöntő gép teljes használati idejétől függ.
A penészköltségek állandóak (1000 és 5000 dollár között). Ez a költség független a legyártott alkatrészek teljes számától, míg az anyag- és gyártási költségek a gyártástól függenek.
Kisebb termékeknél (1000-10000 darab) a szerszámköltség a legnagyobb hatással az összköltségre (kb. 50-70%). Ezért a forma gyártási folyamatának (és költségének) egyszerűsítése érdekében érdemes ennek megfelelően változtatni a kialakításon.
A tömeggyártásnál (több mint 10000-100000 egység) a szerszámköltségnek az összköltséghez való hozzájárulását az anyag- és gyártási költség fedezi. Ezért a fő tervezési munkának a térfogatrész és a formázási ciklusidő minimalizálására kell összpontosítania.
Összegyűjtöttünk néhány tippet, amelyek segítenek minimalizálni az injekciós projekt költségeit.
1. tipp: ragaszkodjon az egyenes húzószerszámhoz
Az oldalsó működésű magok és egyéb szerszámmechanizmusok 15-30%-kal növelik az öntőforma költségeit. Ez azt jelenti, hogy a forma minimális járulékos költsége körülbelül 1000-1500 dollár.
Az előző részben az alávágás kezelésének módszerét tanulmányoztuk. Ahhoz, hogy a termelés a költségvetésen belül maradjon, kerülje a mellékhatású magok és egyéb mechanizmusok használatát, hacsak nem feltétlenül szükséges.
2. tipp: tervezze újra a befecskendező alkatrészeket az alávágás elkerülése érdekében
Az alávágás mindig növeli a költségeket és a bonyolultságot, valamint a penészkarbantartást. Az okos újratervezés általában kiküszöböli az alávágást.
3. tipp: az injekciós alkatrészeket kisebbre kell csökkenteni
A kisebb alkatrészek gyorsabban formázhatók, ami magasabb termelést és alacsonyabb alkatrészköltséget eredményez. A kisebb alkatrészek csökkentik az anyagköltségeket és a penészárakat is.
4. tipp: Szereljen be több alkatrészt egy formába
Ahogy az utolsó részben láttuk, az első próbavizsga több alkatrész összeszerelése ugyanabba a formába. Az első próbavizsgán 6-8 egyforma alkatrész beépíthető ugyanabba a formába, így a teljes gyártási idő körülbelül 80%-kal csökkenthető.
Az első próbavizsga elvégezhető ugyanabban a formában, különböző geometriával. Ez egy nagyszerű megoldás az összeszerelés teljes költségének csökkentésére.
Ez egy fejlett technológia:
Bizonyos esetekben az összeállítás 2 alkatrészének teste megegyezik. Némi kreatív tervezéssel szimmetrikus pozícióban reteszelő pontokat vagy zsanérokat hozhat létre, amelyek alapvetően tükrözik az alkatrészt. Ily módon ugyanabból a formából két fél öntőforma gyártható, így felére csökkenthető a formaköltség.
5. tipp: kerülje az apró részleteket
Ahhoz, hogy az öntőformát apró részletekkel lehessen elkészíteni, hosszabb feldolgozási és befejezési időre van szükség. Példa erre a szöveg, amely még speciális megmunkálási technológiát is igényelhet, például szikraforgácsolást, ami magasabb költségekhez vezet.
6. tipp: használjon alacsonyabb minőségű felületet
Általában a felületkezelő szert kézzel visszük fel a formára, ami költséges eljárás lehet, különösen fejlett felületkezelés esetén. Ha az alkatrészeket nem kozmetikai célokra használják, ne használjon drága, kiváló minőségű felületeket.
7. tipp: minimalizálja az alkatrész térfogatát a falvastagság csökkentésével
Az alkatrész falvastagságának csökkentése a legjobb módja az alkatrész térfogatának minimalizálására. Ez nem csak azt jelenti, hogy kevesebb anyagot kell használni, hanem jelentősen felgyorsítja a fröccsöntési ciklust is.
Például, ha a falvastagságot 3 mm-ről 2 mm-re csökkentjük, a ciklusidő 50-75%-kal csökkenthető.
A vékonyabb fal azt jelenti, hogy a forma gyorsabban kitölthető. Ennél is fontosabb, hogy a vékonyabb részek gyorsabban lehűlnek és kikeményednek. Ne feledje, hogy amíg a gép üresjáratban van, a fröccsöntési ciklus körülbelül felét az alkatrészek kikeményítésére fordítják.
Ügyelni kell arra, hogy az alkatrész merevsége ne csökkenjen túlzottan, különben a mechanikai tulajdonságai csökkennek. A kritikus helyeken lévő bordák a merevség növelésére használhatók.
8. tipp: fontolja meg a másodlagos működést
Kis tételes gyártás (kevesebb, mint 1000 alkatrész) esetén költséghatékonyabb lehet segédműveletek alkalmazása a fröccsöntő alkatrészek elkészítéséhez. Például az alakítás után fúrhat egy lyukat, ahelyett, hogy drága, oldalmaggal rendelkező formát használna.
Az ötödik rész – Indítsa el az injekciót
Mi a következő lépés, ha a terv készen áll és fröccsöntésre optimalizált? Ebben a részben végigvezetjük a fröccsöntési gyártás megkezdéséhez szükséges lépéseken.
1. lépés: Kezdje kicsiben, és készítsen gyorsan egy prototípust
Mielőtt bármilyen drága fröccsöntő szerszámot használna, először készítse el és tesztelje a terv funkcionális prototípusát.
Ez a lépés kritikus a sikeres termékbevezetéshez. Ily módon a tervezési hibák korán észlelhetők, és a változtatás költsége továbbra is alacsony.
Három prototípus megoldás létezik:
1. 3D nyomtatás (SLS, SLA vagy anyagpermet használatával)
2. Műanyag numerikus vezérlésű feldolgozás
3. Kis térfogatú fröccsöntés 3D-nyomtató formával
Ezek az eljárások valósághű prototípusokat hozhatnak létre olyan formákhoz és funkciókhoz, amelyek nagyon hasonlítanak a végtermékhez.
Használja a következő információkat gyors összehasonlító útmutatóként az alkalmazásának leginkább megfelelő megoldás kiválasztásához.
3D nyomtatás prototípus
Minimális mennyiség: 1
Tipikus költség: 20-100 dollár alkatrészenként
Szállítási határidő: 2 5-napok
Optimalizált kialakítás fröccsöntéshez az egyszerű 3D nyomtatás érdekében
A legalacsonyabb költségű, leggyorsabb átfutású prototípus megoldás
Nem minden injekciós anyag használható 3D nyomtatáshoz
A 3D nyomtatáshoz használt alkatrészek 30-50%-kal gyengébbek, mint az injekciós alkatrészek
CNC megmunkálási prototípus
Minimális mennyiség: 1
Tipikus költség: 100-500 dollár alkatrészenként
Szállítási határidő: 5 10-napok
Az anyagtulajdonságok megegyeznek a fröccsöntő alkatrészekével
Kiváló precizitás és kidolgozás
Előfordulhat, hogy a tervezést módosítani kell, mivel eltérő tervezési korlátozások vonatkoznak
Drágább, mint a 3D nyomtatás, hosszabb szállítási idő
Alacsony térfogatú fröccsöntés
Minimális mennyiség: 10-100 alkatrész,
Tipikus költség: 1000-4000 dollár
Szállítási idő: 5-10 nap,
A legrealisztikusabb prototípus valósághű anyagtulajdonságokkal
A tényleges folyamat szimulációja és a formatervezés
A legdrágább prototípus megoldás
Kevesebb elérhetőség, mint a CNC vagy 3D nyomtatás
2. lépés: hajtsa végre az „üzembe helyezést” (500-10000 alkatrész)
A terv véglegesítése után a fröccsöntés néhány próbával megkezdhető.
A minimális rendelési mennyiség fröccsöntéshez 500 egység. Ennél a mennyiségnél a szerszámot általában alumínium CNC-vel megmunkálják. Az alumínium öntőformák gyártása viszonylag egyszerű, és olcsóbbak (körülbelül 3000-5000 dollártól kezdődően), de 5000-10000 XNUMX befecskendezési ciklust is kibírnak.
Ebben a szakaszban az alkatrész tipikus költsége 1 és 5 dollár között van, a kialakítás geometriájától és a kiválasztott anyagtól függően. Az ilyen rendelések átlagos szállítási ideje 6-8 hét.
A „pilot” alumínium szerszámmal készült alkatrészek ugyanolyan fizikai tulajdonságokkal és pontossággal rendelkeznek, mint a „tömeggyártású” szerszámacél szerszámmal készült alkatrészek.
3. lépés: a gyártási méret bővítése (több mint 100000 XNUMX alkatrész)
Ha nagyszámú azonos alkatrészt gyártanak (10000-100000 + egység), speciális fröccsöntő szerszámokra van szükség.
Ezekhez a térfogatokhoz a szerszám CNC megmunkálással szerszámacélból készül, amely több millió fröccsöntési ciklust képes kibírni. A gyártási sebesség maximalizálása érdekében olyan fejlett funkciókkal is fel vannak szerelve, mint a forró csúcsajtók és az összetett hűtőcsatornák.
A formatervezés és a gyártás bonyolultsága miatt ennek a szakasznak a tipikus fajlagos költsége néhány cent és egy dollár között mozog, a szállítási idő pedig 4-6 hónap.
A DDPROTOTYPE-nál egyszerűen, gyorsan és versenyképesen szervezheti ki a fröccsöntő termékeket. Amikor feltölti tervét a ddprototype-ba, gépészünk a gyártás megkezdése előtt észleli a lehetséges tervezési problémákat a gyárthatósági tervezés elemzéséhez, és a lehető leghamarabb árajánlatot ad. Így biztosíthatja, hogy mindig a legversenyképesebb árat kapja befecskendezőalkatrészeiért a piacon a leggyorsabb átfutási idő mellett.
Érdekel: