Panduan Untuk Cetakan Injeksi Plastik

Panduan Untuk Cetakan Injeksi Plastik

DDPROTOTYPE adalah yang terdepan cetakan injeksi plastik produsen di Cina. Dibutuhkan sekitar 20 menit untuk membaca panduan cetakan injeksi plastik berdasarkan pengalaman 15 tahun.

Bagian Pertama -- Apa itu Cetakan Injeksi

Apa itu cetakan injeksi plastik? Cetakan Injeksi Plastik adalah teknologi manufaktur untuk produksi massal dari bagian plastik yang sama dengan toleransi tinggi. Dalam cetakan injeksi plastik, partikel polimer pertama kali dilelehkan, kemudian disuntikkan ke dalam cetakan di bawah tekanan, di mana plastik cair mendingin dan mengeras. Bahan yang digunakan dalam cetakan injeksi adalah polimer termoplastik yang dapat diwarnai atau diisi dengan bahan tambahan lainnya.

Hampir semua bagian plastik di sekitar Anda dibuat dengan cetakan injeksi plastik: dari suku cadang mobil hingga cangkang elektronik, hingga kebutuhan sehari-hari. Cetakan Injeksi Plastik sangat populer karena biaya satu produk plastik sangat rendah dalam produksi massal. Cetakan Injeksi Plastik memiliki pengulangan yang tinggi dan fleksibilitas desain yang baik. Keterbatasan utama cetakan injeksi biasanya dikaitkan dengan faktor ekonomi, karena diperlukan investasi awal yang lebih tinggi. Selain itu, waktu penyelesaian dari desain hingga produksi sangat lambat (minimal 3 minggu).

Bagian-bagian yang terbuat dari plastik

Teknologi Cetakan Injeksi

Saat ini, cetakan injeksi telah banyak digunakan dalam produk konsumen dan aplikasi teknik. Hampir semua barang plastik di sekitar Anda dibuat dengan cetakan injeksi. Hal ini karena teknologi tersebut dapat menghasilkan suku cadang yang sama dengan biaya yang sangat rendah untuk satu suku cadang dan jumlah yang sangat besar (biasanya 1000 hingga 100000 + unit).

Namun, dibandingkan dengan teknologi lain, biaya awal cetakan injeksi relatif tinggi, terutama karena kebutuhan untuk menyesuaikan cetakan. Biaya cetakan antara $1000 dan $200000, tergantung pada kerumitannya, bahan (cetakan aluminium atau cetakan baja) dan akurasi (prototipe, cetakan produksi menengah atau massal).

Bahan Cetakan Injeksi Plastik

Semua bahan termoplastik dapat dicetak injeksi. Beberapa jenis silikon dan resin termoseting lainnya juga kompatibel dengan proses pencetakan injeksi. Bahan yang paling umum digunakan untuk cetakan injeksi:

  • Polypropylene (PP): sekitar 38% dari produksi global

  • Abs: sekitar 27% dari produksi global

  • PE: sekitar 15% dari produksi global

  • Polystyrene (PS): sekitar 8% dari produksi global

Bahkan jika kita mempertimbangkan semua kemungkinan teknologi manufaktur lainnya, cetakan injeksi dari keempat bahan ini saja menyumbang lebih dari 40% dari semua komponen plastik yang diproduksi di dunia setiap tahun!

bahan cetak injeksi plastik

 

 

Mesin cetak injeksi: bagaimana cara kerjanya?

Mesin injection moulding terdiri dari tiga bagian utama yaitu unit injection moulding, mould (inti dari keseluruhan proses) dan unit clamping/ejection. Pada bagian ini, kita akan mempelajari tujuan dari setiap sistem dan bagaimana mekanisme operasi dasarnya mempengaruhi hasil akhir dari proses injeksi. Pada video di bawah ini, sebuah mesin cetak injeksi besar dapat menghasilkan sekitar 30 bagian plastik setiap 3 detik.

Injection Moulding

Video Cetakan Injeksi Plastik | DDPROTOTYPE

Proses Pencetakan Injeksi Plastik

Tujuan dari unit injeksi adalah untuk melelehkan plastik mentah dan mengarahkannya ke dalam cetakan. Terdiri dari hopper, barrel dan reciprocating screw. Beginilah cara kerja proses injeksi:

  • 1. Pertama-tama keringkan partikel polimer dan masukkan ke dalam hopper, di mana partikel tersebut dicampur dengan pigmen pewarna atau bahan tambahan penguat lainnya.

  • 2. Masukkan partikel ke dalam tong, panaskan pada saat yang sama, campur dan pindahkan ke cetakan melalui sekrup pitch variabel. Geometri sekrup dan laras dioptimalkan untuk membantu membangun tekanan ke tingkat yang tepat dan melelehkan material.

  • 3. Ram kemudian bergerak maju dan plastik cair diinjeksikan ke dalam cetakan melalui sistem runner, yang mengisi seluruh rongga. Saat bahan mendingin, bahan tersebut kembali mengeras dan membentuk bentuk cetakan.

  • 4. Terakhir, cetakan terbuka dan bagian padat sekarang didorong keluar oleh bidal. Kemudian tutup cetakan dan ulangi prosesnya.

Seluruh proses dapat diulang dengan sangat cepat: dibutuhkan sekitar 10 hingga 180 detik, tergantung ukuran bagiannya. Ketika bagian dikeluarkan, itu ditugaskan ke konveyor atau wadah penampung. Secara umum, komponen cetakan injeksi dapat langsung digunakan, dengan sedikit atau tanpa pemrosesan pasca.

Pembuatan cetakan

Cetakan seperti negatif fotografi: geometri dan tekstur permukaannya ditransfer langsung ke bagian cetakan injeksi. Cetakan biasanya merupakan bagian terbesar dari biaya awal cetakan injeksi: untuk geometri sederhana dan produksi yang relatif kecil (1000 hingga 10000 unit), biaya cetakan tipikal adalah sekitar $2000-5000, hingga $100000. Cocok untuk cetakan yang dioptimalkan untuk produksi penuh (100000 atau lebih). Hal ini disebabkan tingginya tingkat keahlian yang diperlukan untuk merancang dan memproduksi cetakan berkualitas tinggi yang secara akurat menghasilkan ribuan (atau ratusan ribu) suku cadang.

Pembuatan cetakan

Cetakan biasanya terbuat dari aluminium atau baja Mesin CNC dan kemudian selesai dengan standar yang diperlukan. Selain bagian negatif, mereka juga memiliki fungsi lain, seperti sistem pelari yang memungkinkan bahan mengalir ke cetakan, dan saluran pendingin air internal yang membantu dan mempercepat pendinginan bagian.

Kasus umum — Blok bangunan Lego

Balok lego adalah salah satu contoh paling terkenal dari bagian cetakan injeksi. Mereka dibuat menggunakan cetakan, seperti yang ada di gambar, yang menghasilkan 120 juta balok Lego (15 juta siklus) sebelum dihentikan. Blok bangunan Lego terbuat dari ABS karena ketahanan benturannya yang tinggi dan plastisitas yang sangat baik. Setiap bata dirancang dengan sempurna dengan toleransi serendah 10 mikron (atau sepersepuluh rambut). Ini dicapai dengan menggunakan praktik desain terbaik, yang akan kita pelajari di bagian selanjutnya (ketebalan dinding seragam, sudut draf, tulang rusuk, teks timbul, dll.).

Blok bangunan lego

Bagian kedua – Desain cetakan injeksi

 

 

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kualitas produk akhir dan pengulangan proses. Untuk menghasilkan manfaat penuh dari proses ini, desainer harus mengikuti pedoman desain tertentu. Pada bagian ini, kami menguraikan cacat umum pada cetakan injeksi dan panduan dasar dan lanjutan yang harus diikuti saat mendesain komponen, termasuk rekomendasi untuk meminimalkan biaya.

Cacat cetakan injeksi umum

Sebagian besar cacat pada cetakan injeksi terkait dengan aliran yang tidak rata atau laju pendinginan dari bahan cair selama proses peleburan.

Di sini kami mencantumkan cacat paling umum dalam desain komponen cetakan injeksi. Di bagian selanjutnya, kami akan menunjukkan cara menghindari cacat ini dengan mengikuti praktik desain yang baik.

bengkok

Ketika beberapa bagian mendingin (dan karena itu berkontraksi) lebih cepat dari yang lain, mereka mungkin bengkok secara permanen karena tekanan internal. Bagian plastik dengan ketebalan dinding yang tidak rata kemungkinan besar akan melengkung.

bengkok

Tanda penyusutan

Ketika bagian dalam suatu bagian mengeras sebelum permukaannya, penyok kecil dapat muncul pada permukaan yang awalnya datar, yang disebut penyok. Bagian dengan ketebalan dinding atau desain tulang rusuk yang buruk kemungkinan besar akan menyusut.

tanda tenggelam

Tarik tanda

Saat plastik menyusut, itu memberi tekanan pada cetakan. Selama pengeluaran, dinding bagian tersebut meluncur dan menggores cetakan, yang dapat menyebabkan goresan. Bagian dengan dinding vertikal (dan tidak ada sudut draft) adalah yang paling rentan terhadap tanda seret.

Tarik tanda

Garis dikepang

Saat dua aliran air bertemu, mungkin ada rambut kecil seperti perubahan warna. Kepang ini memengaruhi estetika bagian tersebut, tetapi juga mengurangi kekuatan bagian tersebut. Bagian dengan perubahan geometri atau lubang yang tiba-tiba lebih cenderung menghasilkan kepang.

Kekurangan

Udara sisa dalam cetakan dapat mencegah aliran bahan selama injeksi, sehingga bagian tidak lengkap. Desain yang baik dapat meningkatkan fluiditas plastik cair. Bagian dengan dinding tipis atau tulang rusuk yang dirancang dengan buruk cenderung kekurangan pasokan.

Aturan desain cetakan injeksi

Salah satu manfaat terbesar dari cetakan injeksi adalah dapat dengan mudah membentuk geometri yang rumit, sehingga satu bagian dapat memainkan berbagai fungsi. Setelah pembuatan cetakan selesai, bagian kompleks ini dapat disalin dengan biaya yang sangat rendah. Namun, mengubah desain cetakan pada tahap pengembangan selanjutnya bisa sangat mahal, jadi Anda harus mendapatkan hasil terbaik terlebih dahulu. Silakan ikuti pedoman di bawah ini untuk menghindari cacat paling umum pada cetakan injeksi.

Gunakan ketebalan dinding yang rata

Gunakan ketebalan dinding yang seragam di seluruh bagian, jika memungkinkan, dan hindari bagian dinding yang tebal. Hal ini diperlukan karena dinding yang tidak rata dapat menyebabkan bagian melengkung atau berubah bentuk saat bahan cair mendingin. Jika Anda membutuhkan bagian dengan ketebalan berbeda, gunakan talang atau fillet untuk membuat transisi semulus mungkin. Dengan cara ini, material akan mengalir lebih merata di dalam rongga, sehingga memastikan seluruh cetakan akan terisi penuh.

cetakan injeksi pmma

Untuk sebagian besar material, ketebalan dinding antara 1.2 mm dan 3 mm adalah nilai yang aman. Tabel berikut merangkum ketebalan dinding spesifik yang direkomendasikan untuk beberapa bahan injeksi yang paling umum:

Bahan

Ketebalan dinding yang disarankan [mm]

Ketebalan dinding yang disarankan [inci]

Polipropilena (PP)

0.8 - 3.8 mm

0.03 "- 0.15"

ABS

1.2 - 3.5 mm

0.045 "- 0.14"

Polyethylene (PE)

0.8 - 3.0 mm

0.03 "- 0.12"

Polystyrene (PS)

1.0 - 4.0 mm

0.04 "- 0.155"

Poliuretan (PUR)

2.0 - 20.0 mm

0.08 "- 0.785"

Nilon (PA 6)

0.8 - 3.0 mm

0.03 "- 0.12"

Polycarbonate (PC)

1.0 - 4.0 mm

0.04 "- 0.16"

PC / ABS

1.2 - 3.5 mm

0.045 "- 0.14"

Badan POM (Delrin)

0.8 - 3.0 mm

0.03 "- 0.12"

MENGINTIP

1.0 - 3.0 mm

0.04 "- 0.12"

Silicone

1.0 - 10.0 mm

0.04 "- 0.40"

Untuk hasil terbaik:

Gunakan ketebalan dinding yang seragam dalam nilai yang disarankan. Jika Anda membutuhkan ketebalan yang berbeda, gunakan talang atau fillet dengan perbedaan ketebalan 3 kali untuk memperlancar transisi

Bagian yang lebih tebal

Bagian yang lebih tebal dapat menyebabkan berbagai cacat, termasuk bengkok dan tenggelam. Anda harus membatasi ketebalan maksimum bagian mana pun dari desain ke nilai yang disarankan dengan membuatnya berlubang. Untuk meningkatkan kekuatan bagian berongga, harap gunakan struktur dengan kekuatan dan kekakuan yang sama tetapi dengan ketebalan dinding yang dikurangi. Bagian yang dirancang dengan hati-hati dengan bagian berongga adalah sebagai berikut:

Tulang rusuk juga dapat digunakan untuk meningkatkan kekakuan bagian horizontal tanpa menambah ketebalannya. Perlu diingat bahwa batasan ketebalan dinding tetap berlaku. Melebihi ketebalan tulang rusuk yang disarankan dapat menyebabkan bekas penyusutan.

Untuk hasil terbaik:

  • Keluarkan bagian yang lebih tebal dan gunakan tulang rusuk untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan bagian-bagian tersebut

  • Ketebalan maksimum rusuk desain sama dengan 0.5 kali ketebalan dinding

  • Ketinggian maksimum rusuk desain sama dengan 3 kali ketebalan dinding

Tambahkan transisi yang mulus

Direkomendasikan: 3 × perbedaan ketebalan dinding

Terkadang tidak mungkin untuk menghindari bagian dengan ketebalan dinding yang berbeda. Dalam kasus ini, gunakan chamfers atau fillet untuk membuat transisi sehalus mungkin. Begitu pula bagian bawah fitur vertikal (seperti rib, boss, snap fit) harus selalu melingkar.

Bulatkan semua tepi

Batas ketebalan dinding yang seragam juga berlaku untuk tepi: transisi harus semulus mungkin untuk memastikan aliran material yang baik.

Untuk sisi dalam, jari-jari harus setidaknya 0.5 kali ketebalan dinding. Untuk tepi luar, tambahkan jari-jari yang sama dengan jari-jari dalam ditambah ketebalan dinding. Dengan cara ini, Anda bisa memastikan bahwa ketebalan dinding seragam di mana-mana, bahkan di sudut-sudutnya. Selain itu, sudut yang tajam dapat menyebabkan konsentrasi tegangan, yang mengakibatkan penipisan bagian tersebut.

Untuk hasil terbaik:

Tambahkan fillet sama dengan 0.5 kali ketebalan dinding ke sudut dalam

Tambahkan fillet sama dengan 1.5 kali ketebalan dinding ke sudut luar

Tambahkan sudut draf

Untuk memudahkan pembongkaran bagian-bagian dari cetakan, sudut rancangan harus ditambahkan ke semua dinding vertikal. Karena gesekan yang tinggi dengan cetakan selama proses demoulding, dinding tanpa sudut draft akan memiliki tanda drag pada permukaannya. Sudut draf minimum 2°disarankan. Fitur yang lebih tinggi harus menggunakan sudut draf yang lebih besar (hingga 50°).

Aturan praktis yang baik adalah meningkatkan sudut draf sebesar 1 derajat setiap 25 mm. Misalnya, tambahkan sudut draf 30 derajat ke fitur setinggi 75 mm. Jika bagian tersebut memiliki permukaan akhir yang kasar, sudut draf yang besar harus digunakan. Menurut pengalaman, hasil perhitungan di atas harus dinaikkan 10 sampai 20 derajat. Ingat, tulang rusuk juga membutuhkan sudut konsep. Perhatikan bahwa sambil meningkatkan sudut mengurangi ketebalan bagian atas rusuk, pastikan desain Anda memenuhi ketebalan dinding minimum yang disarankan.

Untuk hasil terbaik:
  • Tambahkan sudut draf minimum 20 derajat ke semua dinding vertikal

  • Untuk fitur di atas 50 mm, tingkatkan sudut draf sebesar 1 derajat setiap 25 mm

  • Untuk bagian dengan finishing permukaan bertekstur, tingkatkan sudut draf sebesar 1-2o

Potongan bawah

Dadu paling sederhana (die gambar lurus) terdiri dari dua bagian. Fitur dengan potongan bawah, seperti gigi untuk benang atau kait untuk sambungan jepret, tidak boleh dibuat dengan cetakan tarikan lurus. Ini karena die tidak dapat dikerjakan dengan mesin CNC, atau karena material mencegah bagian tersebut meletus. Gigi benang atau pengait snap joint adalah contoh dari undercut.

Berikut adalah beberapa ide untuk membantu Anda menangani undercut:

Hindari undercutting dengan penutupan sungai

Menghindari undercut sepenuhnya mungkin merupakan pilihan terbaik. Meremehkan selalu meningkatkan biaya, kerumitan, dan persyaratan perawatan cetakan. Desain ulang yang cerdik biasanya menghilangkan undercut.Truncation adalah teknik yang berguna untuk undercutting pada area internal (untuk pemasangan snap) atau sisi (untuk lubang atau pegangan) suatu bagian.

Berikut adalah beberapa contoh cara mendesain ulang bagian cetakan injeksi untuk menghindari undercut: pada dasarnya, material dihilangkan di area undercut, sehingga menghilangkan masalah sepenuhnya.

menghindari undercut

Pindahkan garis perpisahan

Cara termudah untuk menangani undercutting adalah dengan memindahkan garis perpisahan dadu agar berpotongan.

Solusi ini cocok untuk banyak desain dengan potongan di permukaan luar. Jangan lupa untuk menyesuaikan drafnya.

Gunakan stripping undercut (blasting)

Ketika fitur cukup fleksibel untuk berubah bentuk pada cetakan selama ejeksi, potongan kulit (juga dikenal sebagai tonjolan) dapat digunakan. Undercut pengupasan digunakan untuk membuat benang di tutupnya.

Undercut hanya dapat digunakan saat:

  • -Stripping undercut harus jauh dari fitur penguatan seperti sudut dan tulang rusuk.

  • - Sudut lead undercut harus 30 sampai 45 derajat.

  • - Bagian cetakan injeksi harus memiliki ruang dan harus cukup fleksibel untuk mengembang dan berubah bentuk.

Gunakan stripping undercut_

Disarankan untuk tidak mengupas bagian undercut yang terbuat dari FRP. Secara umum, plastik fleksibel seperti PP, HDPE atau nilon (PA) dapat menahan pemotongan hingga 5% dari diameter.

Geser pasangan dan inti

Jika tidak memungkinkan untuk mendesain ulang cetakan injeksi untuk menghindari ceruk samping, gunakan efek samping dan inti geser.

Inti samping adalah sisipan yang meluncur masuk saat cetakan ditutup dan keluar sebelum cetakan dibuka. Perlu diingat bahwa mekanisme ini meningkatkan biaya dan kerumitan cetakan.

Saat merancang tindakan tambahan, ikuti panduan ini:

  • -Kernel harus memiliki ruang untuk masuk dan keluar. Ini berarti bahwa fitur tersebut harus berada di sisi lain dari bagian tersebut.

  • -Tindakan samping harus bergerak secara vertikal. Bergerak pada sudut selain 90 ° lebih kompleks, meningkatkan biaya dan waktu tunggu.

  • -Jangan lupa untuk meningkatkan sudut draf. Pikirkan desain Anda seperti biasa, dan pertimbangkan pergerakan inti aksi samping.

Fitur desain umum

Melalui panduan praktis ini, pelajari cara merancang fitur paling umum yang ditemui di bagian cetakan injeksi. Gunakan mereka untuk meningkatkan fungsionalitas desain sambil tetap mengikuti aturan desain dasar.

Pengencang berulir (bos dan sisipan)

Ada tiga cara untuk menambahkan pengikat ke bagian cetakan injeksi: merancang ulir langsung pada bagian tersebut, menambahkan bos yang dapat memperbaiki sekrup, atau menyertakan sisipan berulir.

Dimungkinkan untuk memodelkan utas secara langsung pada bagian tersebut, tetapi ini tidak disarankan, karena gigi utas bersifat undercut, yang sangat meningkatkan kerumitan dan biaya cetakan (kami akan memperkenalkan undercut lebih lanjut di bagian selanjutnya) . Contoh bagian cetakan injeksi berulir adalah tutupnya. Bos sangat umum di bagian cetakan injeksi dan digunakan sebagai titik pemasangan atau perakitan. Mereka terdiri dari tonjolan silinder dengan lubang yang dirancang untuk menahan sekrup, sisipan berulir, atau jenis perangkat keras pengikat dan perakitan lainnya. Cara yang baik untuk memikirkan bos adalah dengan melingkari tulang rusuknya sendiri. Bos digunakan sebagai sambungan atau titik pengikat (dikombinasikan dengan sekrup sadap atau sisipan berulir).

Ketika bos digunakan sebagai titik pengikat, diameter luar bos harus dua kali diameter nominal sekrup atau sisipan dan diameter dalamnya harus sama dengan diameter inti sekrup. Bahkan jika seluruh kedalaman tidak diperlukan, lubang di bos harus diperluas ke tingkat dinding bawah untuk mempertahankan ketebalan dinding yang seragam di seluruh fitur. Tambahkan talang untuk memudahkan penyisipan sekrup atau sisipan.

Untuk hasil terbaik:

  • Hindari desain menyatu dengan bos dinding utama

  • Rib atau tempelkan bos ke dinding utama

  • Untuk bos dengan bilah, gunakan diameter luar yang sama dengan dua kali ukuran nominal bilah

fitur-bos

Hitungan utas

Sisipan ulir logam dapat ditambahkan ke bagian cetakan injeksi plastik untuk memberikan lubang ulir yang tahan lama untuk pengencang seperti sekrup mesin. Keuntungan menggunakan sisipan adalah memungkinkan banyak siklus perakitan dan pembongkaran. Plug-in dipasang di bagian cetakan injeksi melalui penyisipan termal, ultrasonik atau dalam cetakan. Untuk mendesain bos yang akan menahan plug-in berulir, gunakan panduan serupa seperti di atas, dengan diameter plug-in sebagai dimensi panduan.

Untuk hasil terbaik:

Hindari menambahkan benang langsung ke bagian cetakan

Bos desain, diameter luar sama dengan 2 kali diameter nominal sekrup atau sisipan

Tambahkan pelepasan 0.8 mm ke tepi utas

Gunakan utas dengan nada lebih besar dari 0.8 mm (32 utas per inci)

Gunakan trapesium atau utas pendukung

Cara terbaik untuk bekerja dengan undercut yang telah dibuat:

Gunakan utas dengan nada lebih besar dari 0.8 mm (32 utas per inci)

Untuk utas eksternal, letakkan di sepanjang garis perpisahan

Tulang rusuk

Ketika ketebalan dinding maksimum yang disarankan tidak cukup untuk memenuhi persyaratan fungsional bagian, pengaku dapat digunakan untuk meningkatkan kekakuannya.

fitur-utas

Saat mendesain tulang rusuk:

● gunakan ketebalan yang sama dengan 0.5 x ketebalan dinding utama
● tinggi yang ditentukan kurang dari 3 x ketebalan tulang rusuk
● gunakan alas bedak dengan radius lebih besar dari 1/4 x tebal rib
● menambahkan sudut draf minimal 0.25 ° – 0.5 °
● tambahkan satu menit. Jarak rusuk dengan dinding adalah 4 x tebal rusuk

Sambungan jepret

Snap fit adalah cara yang sangat sederhana, ekonomis, dan cepat untuk menghubungkan dua bagian tanpa pengencang atau alat. Ada banyak kemungkinan desain untuk sambungan snap fit. Menurut pengalaman, defleksi sambungan jenis gesper terutama bergantung pada panjangnya dan gaya yang diijinkan yang dapat diterapkan pada lebarnya (karena ketebalannya sedikit banyak ditentukan oleh ketebalan dinding bagian). Demikian pula, snap fit joint adalah contoh lain dari undercut.

Desain sambungan bayonet yang paling umum (disebut sambungan bayonet kantilever) ditampilkan. Seperti pada rusuk, tingkatkan sudut draf pada snap in joint dan gunakan ketebalan dinding 0.5 kali ketebalan dinding minimum.

Ini adalah topik besar untuk merancang kriteria khusus sambungan snap fit, yang berada di luar cakupan makalah ini.

Untuk hasil terbaik:

Tambahkan draft angle pada dinding vertikal snap fit joint

Ketebalan snap fit yang dirancang lebih besar dari 0.5 kali ketebalan dinding

Sesuaikan lebar dan panjangnya untuk mengontrol defleksi dan gaya yang diijinkan

fitur-jepret

Engsel hidup

Engsel yang dapat digerakkan adalah lembaran plastik yang menghubungkan dua bagian dari suatu bagian dan menekuk serta membengkokkannya. Biasanya, engsel ini dimasukkan ke dalam wadah yang diproduksi secara massal, seperti botol plastik. Engsel bergerak yang dirancang dengan baik dapat bertahan hingga satu juta siklus tanpa kegagalan. Bahan yang digunakan untuk engsel bergerak cetakan injeksi harus fleksibel. Polypropylene (PP) dan polyethylene (PE) adalah pilihan ideal untuk aplikasi konsumen, dan nilon (PA) adalah pilihan ideal untuk aplikasi teknik.

Engsel yang dirancang dengan baik ditunjukkan di bawah ini. Antara 0.20 dan 0.35 mm dari rentang engsel ketebalan minimum yang disarankan, menghasilkan ketebalan yang lebih tahan lama dan lebih tinggi. Sebelum produksi massal, gunakan pemesinan CNC atau pencetakan 3D untuk membuat prototipe engsel yang dapat dipindahkan guna menentukan geometri dan kekakuan yang paling cocok untuk aplikasi Anda. Tambahkan sejumlah besar fillet dan rancang bahu dengan ketebalan dinding yang seragam sebagai badan utama bagian untuk meningkatkan aliran material dalam cetakan dan meminimalkan tegangan. Pisahkan engsel yang lebih besar dari 150 mm menjadi dua (atau lebih) untuk memperpanjang masa pakai.

Untuk hasil terbaik:

  • Ketebalan engsel desain antara 0.20 dan 0.35mm

  • Pilih material fleksibel (PP, PE atau PA) untuk komponen dengan engsel yang dapat digerakkan

  • Gunakan bahu dengan ketebalan yang sama dengan ketebalan dinding utama

  • Fillet sebanyak mungkin

Iga hancur

Menghancurkan tulang rusuk adalah fitur kecil yang menonjol yang berubah bentuk saat komponen yang berbeda didorong bersama untuk menghasilkan gesekan, memastikan posisinya. Batang kompresi dapat menjadi alternatif ekonomis untuk membuat lubang dengan toleransi tinggi agar pas. Mereka biasanya digunakan untuk mengakomodasi bantalan atau poros dan aplikasi press fit lainnya.

Ilustrasi berikut menunjukkan contoh bagian dengan tulang rusuk yang diekstrusi. Tiga tulang rusuk ekstrusi direkomendasikan untuk memastikan keselarasan yang baik. Tinggi/jari-jari setiap rib yang disarankan adalah 2 mm. Tambahkan setidaknya 0.25 mm interferensi antara rusuk ekstrusi dan bagian yang terpasang. Karena kontak kecil dengan permukaan cetakan, tulang rusuk tanpa tulang rusuk dapat dirancang.

Untuk hasil terbaik:

  • Tambahkan interferensi minimal 0.25 mm antara tulang rusuk yang diekstrusi dan komponen

  • Jangan menambahkan konsep ke dinding vertikal tulang rusuk yang diekstrusi

Kata-kata dan simbol

  • Teks adalah fitur yang sangat umum yang dapat digunakan untuk logo, label, peringatan, bagan, dan deskripsi, sehingga menghemat biaya penempelan atau pengecatan label.

  • Saat menambahkan teks, harap pilih teks relief pada teks ukiran, karena lebih mudah untuk mesin CNC pada cetakan, sehingga lebih ekonomis.

  • Selain itu, menaikkan teks 0.5mm di atas permukaan bagian akan memastikan huruf mudah dibaca. Kami menyarankan Anda memilih font tebal dan bulat dengan ketebalan garis rata dan ukuran 20 pound atau lebih.

Untuk hasil terbaik:

  • Gunakan teks timbul (tinggi 0.5 mm) alih-alih teks terukir

  • Gunakan font dengan ketebalan seragam dengan ukuran font minimal 20 poin

  • Sejajarkan teks tegak lurus dengan garis perpisahan

  • Gunakan tinggi (atau kedalaman) lebih besar dari 0.5 mm

Toleransi jangkauan

Cetakan injeksi biasanya menghasilkan bagian dengan toleransi ± 0.500 mm (0.020 in.).

Dalam beberapa kasus, toleransi yang lebih ketat dapat dilakukan (serendah ± 0.125 mm – atau bahkan ± 0.025 mm), tetapi dapat meningkatkan biaya secara signifikan.

Untuk produksi batch kecil (< 10000 unit), pertimbangkan untuk menggunakan operasi bantu seperti pengeboran untuk meningkatkan akurasi. Ini memastikan gangguan yang benar dari bagian tersebut dengan bagian atau sisipan lain (misalnya, saat menggunakan press fit).

Bagian ketiga -- Bahan injeksi

Cetakan injeksi kompatibel dengan berbagai plastik. Di bagian ini, Anda akan mempelajari lebih lanjut tentang fitur utama dari bahan yang paling populer. Kami juga akan membahas penyelesaian permukaan standar yang dapat diterapkan pada komponen cetakan injeksi.

Bahan injeksi

Semua termoplastik dapat dicetak injeksi. Beberapa plastik termoseting dan silikon cair juga kompatibel dengan proses pencetakan injeksi. Mereka juga dapat diperkuat dengan serat, partikel karet, mineral atau penghambat api untuk mengubah sifat fisiknya. Misalnya, serat gelas dapat dicampur dengan partikel dengan perbandingan 10%, 15% atau 30%, sehingga bagian tersebut memiliki kekakuan yang lebih tinggi.

bahan cetak injeksi plastik

Aditif yang biasa digunakan untuk meningkatkan kekakuan bagian cetakan injeksi adalah serat kaca. Serat gelas dapat dicampur dengan agregat dengan perbandingan 10%, 15% atau 30%, sehingga menghasilkan sifat mekanik yang berbeda. Anda dapat menambahkan pewarna (dengan perbandingan sekitar 3%) ke dalam campuran untuk membuat berbagai bagian berwarna. Warna standar meliputi merah, hijau, kuning, biru, hitam dan putih, yang dapat dipadukan untuk menciptakan bayangan yang berbeda.

Persiapan permukaan dan standar SPI

Perawatan permukaan dapat digunakan untuk membuat bagian injeksi memiliki beberapa tampilan atau perasaan. Selain digunakan untuk keperluan kosmetik, perawatan permukaan juga dapat memenuhi persyaratan teknis. Misalnya, kekasaran permukaan rata-rata (RA) dapat sangat memengaruhi masa pakai komponen geser (seperti bantalan geser). Bagian injeksi biasanya tidak memerlukan pemrosesan pasca, tetapi cetakan itu sendiri dapat melakukan berbagai tingkat penyelesaian. Perlu diingat bahwa permukaan kasar selama ejeksi meningkatkan gesekan antara bagian dan cetakan, sehingga diperlukan sudut draf yang lebih besar.

Finish

Deskripsi Produk

standar SPI*

Cetak mengkilap

Cetakan pertama kali dihaluskan dan kemudian dipoles dengan buff berlian, menghasilkan hasil akhir seperti cermin.

A-1
A-2
A-3

Hasil akhir semi-gloss

Cetakan dihaluskan dengan amplas halus, menghasilkan permukaan akhir yang halus.

B-1
B-2
B-3

Cetak dof

Cetakan dihaluskan menggunakan bubuk batu halus, menghilangkan semua bekas pengerjaan.

C-1
C-2
C-3

Hasil akhir bertekstur

Cetakan pertama kali dihaluskan dengan bubuk batu halus dan kemudian disandblast, menghasilkan permukaan yang bertekstur.

D-1
D-2
D-3

Hasil akhir seperti mesin

Cetakan selesai dengan kebijaksanaan masinis. Tanda alat akan terlihat.

-

Finish

Deskripsi Produk

standar SPI*

Cetak mengkilap

Cetakan pertama kali dihaluskan dan kemudian dipoles dengan buff berlian, menghasilkan hasil akhir seperti cermin.

A-1
A-2
A-3

Hasil akhir semi-gloss

Cetakan dihaluskan dengan amplas halus, menghasilkan permukaan akhir yang halus.

B-1
B-2
B-3

Cetak dof

Cetakan dihaluskan menggunakan bubuk batu halus, menghilangkan semua bekas pengerjaan.

C-1
C-2
C-3

Hasil akhir bertekstur

Cetakan pertama kali dihaluskan dengan bubuk batu halus dan kemudian disandblast, menghasilkan permukaan yang bertekstur.

D-1
D-2
D-3

Hasil akhir seperti mesin

Cetakan selesai dengan kebijaksanaan masinis. Tanda alat akan terlihat.

-

Saat memilih hasil akhir yang mulus, ingatlah tips bermanfaat berikut:

Hasil akhir cetakan dengan kilap tinggi tidak sama dengan produk jadi dengan kilap tinggi. Ini sangat dipengaruhi oleh faktor lain, seperti resin plastik yang digunakan, kondisi cetakan dan desain cetakan. Misalnya, ABS akan menghasilkan bagian dengan kilap yang lebih tinggi daripada PP.

 Finishing permukaan yang lebih halus membutuhkan tingkat material yang lebih tinggi untuk digunakan dalam cetakan. Untuk mencapai pemolesan yang sangat halus, diperlukan baja perkakas dengan kekerasan tertinggi. Hal ini berdampak pada total biaya (biaya material, waktu proses dan waktu pasca proses).

Bagian keempat -- Rahasia pengurangan biaya

Pelajari lebih lanjut tentang pemicu biaya utama dalam pencetakan injeksi dan kemungkinan teknik desain yang akan membantu Anda mengurangi biaya dan mempertahankan proyek sesuai anggaran.
Penggerak biaya dalam pencetakan injeksi. Biaya maksimum pencetakan injeksi adalah:

  • Biaya cetakan ditentukan oleh total biaya desain dan pemrosesan cetakan.

  • biaya bahan tergantung pada jumlah bahan yang digunakan dan harganya per kilogram.

  • Biaya produksi tergantung dari total waktu penggunaan mesin injection moulding.

  • Biaya cetakan konstan (dari $1000 hingga $5000). Biaya ini tidak tergantung pada jumlah total suku cadang yang diproduksi, sedangkan biaya material dan produksi tergantung pada produksi.

  • Untuk produk yang lebih kecil (1000 hingga 10000 buah), biaya perkakas memiliki dampak terbesar pada total biaya (sekitar 50-70%). Oleh karena itu, ada baiknya mengubah desain yang sesuai untuk menyederhanakan proses pembuatan (dan biayanya) cetakan.

  • Untuk produksi massal (lebih dari 10000 hingga 100000 unit), kontribusi biaya alat terhadap total biaya ditutupi oleh biaya material dan produksi. Oleh karena itu, pekerjaan desain utama Anda harus fokus pada meminimalkan bagian volume dan waktu siklus cetakan.

Di sini, kami mengumpulkan beberapa tip untuk membantu Anda meminimalkan biaya proyek injeksi Anda.

Tip 1: tetap berpegang pada gambar mati lurus

Inti kerja samping dan mekanisme cetakan lainnya meningkatkan biaya cetakan sebesar 15% hingga 30%. Ini berarti biaya tambahan minimum untuk cetakan adalah sekitar $1000 hingga $1500.

Pada bagian sebelumnya, kita telah mempelajari metode menghadapi undercut. Untuk menjaga produksi Anda sesuai anggaran, hindari penggunaan inti efek samping dan mekanisme lain kecuali benar-benar diperlukan.

Tip 2: mendesain ulang bagian injeksi untuk menghindari undercut

Undercut selalu meningkatkan biaya dan kompleksitas, serta pemeliharaan cetakan. Desain ulang yang cerdas biasanya menghilangkan undercut.

Tip 3: buat bagian injeksi lebih kecil

Bagian yang lebih kecil dapat dicetak lebih cepat, menghasilkan produksi yang lebih tinggi dan biaya bagian yang lebih rendah. Bagian yang lebih kecil juga mengurangi biaya material dan harga cetakan.

Tip 4: pasang beberapa bagian dalam satu cetakan

Seperti yang kita lihat di bagian terakhir, ujian tiruan pertama adalah merakit beberapa bagian dalam cetakan yang sama. Dalam pengujian mock pertama, 6 sampai 8 bagian identik dapat dipasang di cetakan yang sama, sehingga mengurangi total waktu produksi sekitar 80%.

Ujian tiruan pertama dapat dilakukan dalam cetakan yang sama dengan geometri yang berbeda. Ini adalah solusi yang bagus untuk mengurangi total biaya perakitan.

Ini adalah teknologi canggih:

Dalam beberapa kasus, badan dari 2 bagian rakitan adalah sama. Dengan beberapa desain kreatif, Anda dapat membuat titik atau engsel yang saling terkait dalam posisi simetris untuk mencerminkan bagian tersebut. Dengan cara ini, cetakan yang sama dapat digunakan untuk membuat dua cetakan setengah, sehingga mengurangi biaya cetakan hingga setengahnya.

Tip 5: hindari detail kecil

Untuk membuat cetakan dengan detail kecil, diperlukan waktu pengerjaan dan waktu penyelesaian yang lebih lama. Teks adalah contohnya, dan bahkan mungkin memerlukan teknologi pemesinan khusus, seperti EDM, yang menyebabkan biaya lebih tinggi.

Tip 6: gunakan hasil akhir yang lebih rendah

Biasanya, agen perawatan permukaan diaplikasikan pada cetakan dengan tangan, yang bisa menjadi proses yang mahal, terutama untuk perawatan permukaan tingkat lanjut. Jika bagian Anda bukan untuk penggunaan kosmetik, jangan gunakan pelapis bermutu tinggi yang mahal.

Tip 7: minimalkan volume bagian dengan mengurangi ketebalan dinding

  • Mengurangi ketebalan dinding suatu bagian adalah cara terbaik untuk meminimalkan volume bagian tersebut. Ini tidak hanya berarti menggunakan lebih sedikit bahan, tetapi juga sangat mempercepat siklus pencetakan injeksi.

  • Misalnya, mengurangi ketebalan dinding dari 3 mm menjadi 2 mm dapat mengurangi waktu siklus sebesar 50% hingga 75%.

  • Dinding yang lebih tipis berarti cetakan dapat diisi lebih cepat. Lebih penting lagi, bagian yang lebih tipis mendingin dan mengering lebih cepat. Perlu diingat bahwa saat mesin dalam keadaan diam, sekitar setengah dari siklus cetak injeksi dihabiskan untuk menyembuhkan sebagian.

  • Perawatan harus diambil untuk tidak mengurangi kekakuan bagian secara berlebihan, jika tidak sifat mekaniknya akan berkurang. Tulang rusuk di lokasi kritis dapat digunakan untuk meningkatkan kekakuan.

Tip 8: pertimbangkan operasi sekunder

Untuk produksi batch kecil (kurang dari 1000 bagian), mungkin lebih hemat biaya untuk menggunakan operasi tambahan untuk menyelesaikan bagian cetakan injeksi. Misalnya, Anda dapat mengebor lubang setelah membentuk alih-alih menggunakan cetakan mahal dengan inti samping.

Bagian kelima -- Mulai injeksi

Setelah desain Anda siap dan dioptimalkan untuk cetakan injeksi, apa langkah selanjutnya? Di bagian ini, kami akan memandu Anda melalui langkah-langkah yang diperlukan untuk memulai pembuatan cetakan injeksi.

Langkah 1: mulai dari yang kecil dan buat prototipe dengan cepat

Sebelum menggunakan cetakan injeksi yang mahal, pertama-tama buat dan uji prototipe fungsional dari desain tersebut.

Langkah ini sangat penting untuk peluncuran produk yang sukses. Dengan cara ini, kesalahan desain dapat dideteksi lebih awal dan biaya perubahan tetap rendah.

Ada tiga solusi prototipe:

1. Pencetakan 3D (menggunakan SLS, SLA atau bahan semprot)

2. Pemrosesan kontrol numerik plastik

3. Cetakan injeksi volume rendah dengan cetakan cetak 3D

Proses ini dapat membuat prototipe realistis untuk bentuk dan fungsi yang terlihat sangat mirip dengan produk cetakan akhir.

Gunakan informasi berikut sebagai panduan perbandingan cepat untuk menentukan solusi yang paling sesuai dengan aplikasi Anda.

3D pencetakan prototipe
  • Jumlah minimum: 1

  • Biaya tipikal: $20 – $100 per bagian

  • Waktu pengiriman: 2 5-hari

  • Desain yang dioptimalkan untuk pencetakan injeksi untuk pencetakan 3D yang mudah

  • Biaya terendah, solusi prototipe perputaran tercepat

  • Tidak semua bahan injeksi dapat digunakan untuk pencetakan 3D

  • Bagian pencetakan 3D 30-50% lebih lemah dari bagian injeksi

Pencetakan 3D

Prototipe mesin CNC

Jumlah minimum: 1

Biaya tipikal: $100 – $500 per bagian

Waktu pengiriman: 5 10-hari

  • Sifat materialnya sama dengan bagian injeksi

  • Presisi dan finishing yang sangat baik

  • Desain mungkin perlu dimodifikasi karena batasan desain yang berbeda berlaku

  • Lebih mahal daripada pencetakan 3D, waktu pengiriman lebih lama

  • Cetakan injeksi volume rendah

  • Jumlah minimum: 10-100 bagian,

  • Biaya tipikal: $1000 – $4000

  • Waktu pengiriman: 5-10 hari,

MESIN-CNC-PROTOTYPE
  • Prototipe paling realistis dengan sifat material yang realistis

  • Simulasi proses aktual dan desain cetakan

  • Solusi prototipe termahal

  • Ketersediaan lebih sedikit daripada pencetakan CNC atau 3D

Langkah 2: lakukan “commissioning” (500-10000 bagian)

Setelah desain selesai, cetakan injeksi dapat dimulai melalui sejumlah kecil pengujian.

Kuantitas pesanan minimum untuk cetakan injeksi adalah 500 unit. Untuk jumlah ini, die biasanya dikerjakan dengan aluminium CNC. Cetakan aluminium relatif mudah dibuat dan harganya lebih murah (mulai dari sekitar $3000 hingga $5000), tetapi dapat menahan 5000 hingga 10000 siklus injeksi.

Pada tahap ini, biaya umum suku cadang adalah antara $1 dan $5, bergantung pada geometri desain dan bahan yang dipilih. Waktu pengiriman tipikal untuk pesanan semacam itu adalah 6-8 minggu.

Bagian yang dibuat dengan cetakan aluminium "pilot" memiliki sifat fisik dan presisi yang sama dengan bagian yang dibuat dengan cetakan baja perkakas "produksi massal".

Langkah 3: perluas skala produksi (lebih dari 100000 bagian)

Ketika sejumlah besar bagian identik (10000 hingga 100000 + unit) diproduksi, diperlukan alat injeksi khusus.

Untuk volume ini, cetakan dibuat dari baja perkakas dengan mesin CNC, yang dapat menahan jutaan siklus pencetakan injeksi. Mereka juga dilengkapi dengan fitur-fitur canggih seperti hot tip door dan saluran pendinginan yang kompleks untuk memaksimalkan kecepatan produksi.

Karena kerumitan desain dan pembuatan cetakan, biaya unit tipikal pada tahap ini adalah antara beberapa sen dan satu dolar, dan waktu pengiriman tipikal adalah 4-6 bulan.

Di DDPROTOTYPE, Anda dapat mengalihdayakan produk cetakan injeksi dengan mudah, cepat, dan kompetitif. Ketika Anda mengunggah desain Anda ke ddprototype, masinis kami akan mendeteksi potensi masalah desain untuk analisis desain manufakturabilitas sebelum produksi dimulai, dan akan memberi Anda penawaran harga sesegera mungkin. Dengan cara ini, Anda dapat memastikan bahwa Anda selalu mendapatkan harga paling kompetitif untuk suku cadang injeksi Anda di pasar dengan waktu perputaran tercepat.