Følg meg på: 
Veiledning for sprøytestøping av plast
DDPROTOTYPE er en ledende sprøytestøping av plast produsent i Kina. Det tar cirka 20 minutter å lese veiledningen for sprøytestøping av plast basert på 15 års erfaring.
Den første delen - Hva er sprøytestøping
Hva er plastsprøytestøping?Plastsprøytestøping er en produksjonsteknologi for masseproduksjon av de samme plastdelene med høy toleranse. I plastsprøytestøping smeltes først polymerpartikler, deretter sprøytes de inn i formen under trykk, hvor den flytende plasten avkjøles og størkner. Materialene som brukes i sprøytestøping er termoplastiske polymerer som kan farges eller fylles med andre tilsetningsstoffer.
Nesten alle plastdelene rundt deg er laget av plastsprøytestøping: fra bildeler til elektroniske skall, til daglige nødvendigheter. Plastsprøytestøping er så populært fordi prisen på et enkelt plastprodukt er svært lav i masseproduksjon. Plastsprøytestøping har høy repeterbarhet og god designfleksibilitet. De viktigste begrensningene ved sprøytestøping tilskrives vanligvis økonomiske faktorer, da en høyere initial investering er nødvendig. I tillegg er omløpstiden fra design til produksjon veldig langsom (minst 3 uker).
Sprøytestøpingsteknologi
I dag har sprøytestøping blitt mye brukt i forbrukerprodukter og ingeniørapplikasjoner. Nesten alle plastgjenstandene rundt deg er laget ved sprøytestøping. Dette er fordi teknologien kan produsere de samme delene til en svært lav pris for en enkelt del og en veldig stor mengde (typisk 1000 til 100000 + enheter).
Sammenlignet med andre teknologier er imidlertid oppstartskostnadene for sprøytestøping relativt høye, hovedsakelig på grunn av behovet for å tilpasse formen. Former koster mellom $1000 og $200000, avhengig av deres kompleksitet, materialer (aluminiumsformer eller stålformer) og nøyaktighet (prototyper, medium eller masseproduksjonsformer).
Injeksjonsstøping av plastmateriale
Alle termoplastiske materialer kan sprøytestøpes. Noen typer silikon og andre herdeplaster er også kompatible med sprøytestøpeprosessen. Mest brukte materialer for sprøytestøping:
Polypropylen (PP): omtrent 38 % av den globale produksjonen
Abs: ca 27% av global produksjon
PE: om lag 15 % av global produksjon
Polystyren (PS): omtrent 8 % av den globale produksjonen
Selv om vi vurderer alle andre mulige produksjonsteknologier, utgjør sprøytestøping av disse fire materialene alene mer enn 40 % av alle plastdeler som produseres i verden hvert år!
Sprøytestøpemaskiner: hvordan fungerer de?
Sprøytestøpemaskinen består av tre hoveddeler: sprøytestøpeenhet, form (kjernen i hele prosessen) og klem-/utkastenhet. I denne delen vil vi undersøke formålet med hvert system og hvordan deres grunnleggende driftsmekanismer påvirker de endelige resultatene av injeksjonsprosessen. I videoen nedenfor kan en stor sprøytestøpemaskin produsere ca 30 plastdeler hvert 3. sekund.
Plast sprøytestøping video | DDPROTOTYPE
Prosessen med sprøytestøping av plast
Hensikten med injeksjonsenheten er å smelte den rå plasten og lede den inn i formen. Den består av trakt, fat og frem- og tilbakegående skrue. Slik fungerer injeksjonsprosessen:
1. Tørk først polymerpartiklene og legg dem i beholderen, hvor de blandes med fargepigmenter eller andre forsterkende tilsetningsstoffer.
2. Mat partiklene inn i fatet, varm dem samtidig, bland dem og flytt dem til formen gjennom skruen med variabel stigning. Geometrien til skruen og fatet er optimalisert for å bidra til å bygge trykket til riktig nivå og smelte materialet.
3. Stammen beveger seg deretter fremover og den smeltede plasten sprøytes inn i formen gjennom løpesystemet, som fyller hele hulrommet. Når materialet avkjøles, stivner det igjen og danner formen på formen.
4. Til slutt åpnes formen og de faste delene skyves nå ut av fingerbølet. Lukk deretter formen og gjenta prosessen.
Hele prosessen kan gjentas veldig raskt: det tar omtrent 10 til 180 sekunder, avhengig av størrelsen på delen. Når delen kastes ut, tilordnes den til en transportør eller holdecontainer. Generelt kan sprøytestøpte deler brukes umiddelbart, med liten eller ingen etterbehandling.
Muggproduksjon
En form er som et fotografisk negativ: dens geometri og overflatetekstur overføres direkte til den sprøytestøpte delen. Former står vanligvis for den største delen av oppstartskostnadene for sprøytestøping: for enkel geometri og relativt liten produksjon (1000 til 10000 enheter), er kostnaden for en typisk form ca $2000-5000, opp til $100000. Egnet for dyse optimalisert for full produksjon (100000 XNUMX eller mer). Dette skyldes det høye nivået av ekspertise som kreves for å designe og produsere støpeformer av høy kvalitet som nøyaktig produserer tusenvis (eller hundretusenvis) av deler.
Formen er vanligvis laget av aluminium eller stål ved CNC-bearbeiding og deretter ferdig til den nødvendige standarden. I tillegg til det negative med deler, har de også andre funksjoner, som løpesystemet som lar materialer strømme inn i formen, og den interne vannkjølekanalen som hjelper og akselererer kjøling av deler.
Typisk tilfelle — Lego byggeklosser
Lego blokker er et av de mest kjente eksemplene på sprøytestøpte deler. De ble laget ved hjelp av former, som de på bildet, som produserte 120 millioner legoklosser (15 millioner sykluser) før de ble avviklet. Lego byggeklosser er laget av ABS på grunn av sin høye slagfasthet og utmerkede plastisitet. Hver murstein er perfekt designet med en toleranse så lav som 10 mikron (eller en tidel av et hårstrå). Dette oppnås ved å bruke beste designpraksis, som vi skal studere i neste avsnitt (uniform veggtykkelse, trekkvinkel, ribber, preget tekst, etc.).
Den andre delen – Sprøytestøpingsdesign
Det er flere faktorer som kan påvirke kvaliteten på sluttproduktet og repeterbarheten til prosessen. For å oppnå de fulle fordelene med denne prosessen, må designere følge visse designretningslinjer. I denne delen skisserer vi vanlige feil ved sprøytestøping og de grunnleggende og avanserte retningslinjene som skal følges ved utforming av deler, inkludert anbefalinger for å minimere kostnadene.
Vanlige sprøytestøpingsfeil
De fleste av defektene i sprøytestøping er relatert til den ujevne strømningen eller kjølehastigheten til det smeltede materialet under smelteprosessen.
Her lister vi opp de vanligste feilene ved utformingen av sprøytestøpedeler. I neste avsnitt vil vi vise deg hvordan du unngår disse feilene ved å følge god designpraksis.
fordreining
Når noen deler avkjøles (og derfor trekker seg sammen) raskere enn andre, kan de bøye seg permanent på grunn av indre påkjenninger. Plastdeler med ujevn veggtykkelse er mest sannsynlig å vri seg.
Krympemerke
Når det indre av en del stivner før overflaten, kan det oppstå en liten bulk på den opprinnelig flate overflaten, som kalles en bulk. Det er mest sannsynlig at deler med dårlig veggtykkelse eller ribbedesign krymper.
Dra merker
Når plasten krymper, legger den press på formen. Under utstøting glir og skraper delens vegg mot formen, noe som kan forårsake riper. Deler med vertikale vegger (og ingen trekkvinkel) er mest utsatt for dragmerker.
Flettet line
Når to vannstrømmer møtes, kan det være små hår som misfarging. Disse flettene påvirker delens estetikk, men de reduserer også delens styrke. Deler med plutselige endringer i geometri eller hull er mer sannsynlig å produsere fletter.
Mangel
Resterende luft i formen kan forhindre flyt av materiale under injeksjon, noe som resulterer i ufullstendige deler. God design kan forbedre flyten til smeltet plast. Det er mer sannsynlig at deler med tynne vegger eller dårlig utformede ribber er mangelvare.
Designregler for sprøytestøping
En av de største fordelene med sprøytestøping er at den lett kan danne kompleks geometri, slik at en enkelt del kan spille en rekke funksjoner. Når formproduksjonen er fullført, kan disse komplekse delene kopieres til en svært lav pris. Det kan imidlertid være svært kostbart å endre formdesignet på et senere stadium i utviklingen, så du må få de beste resultatene i utgangspunktet. Følg retningslinjene nedenfor for å unngå de vanligste feilene ved sprøytestøping.
Bruk jevn veggtykkelse
Bruk om mulig jevn veggtykkelse over hele delen og unngå tykke veggseksjoner. Dette er nødvendig fordi ujevne vegger kan forårsake forvrengning eller deformere deler når det smeltede materialet avkjøles. Hvis du trenger seksjoner med forskjellig tykkelse, bruk faser eller fileter for å gjøre overgangen så jevn som mulig. På denne måten vil materialet flyte jevnere i hulrommet, og dermed sikre at hele formen blir helt fylt.
For de fleste materialer er en veggtykkelse mellom 1.2 mm og 3 mm en sikker verdi. Følgende tabell oppsummerer de spesifikke anbefalte veggtykkelsene for noen av de vanligste injeksjonsmaterialene:
Materiale | Anbefalt veggtykkelse [mm] | Anbefalt veggtykkelse [tommer] |
Polypropylen (PP) | 0.8 - 3.8 mm | 0.03 "- 0.15" |
ABS | 1.2 - 3.5 mm | 0.045 "- 0.14" |
Polyetylen (PE) | 0.8 - 3.0 mm | 0.03 "- 0.12" |
Polystyren (PS) | 1.0 - 4.0 mm | 0.04 "- 0.155" |
Polyuretaner (PUR) | 2.0 - 20.0 mm | 0.08 "- 0.785" |
Nylon (PA 6) | 0.8 - 3.0 mm | 0.03 "- 0.12" |
Polykarbonat (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" |
PEEK | 1.0 - 3.0 mm | 0.04 "- 0.12" |
silikon | 1.0 - 10.0 mm | 0.04 "- 0.40" |
For best resultat:
Bruk en jevn veggtykkelse innenfor de anbefalte verdiene. Hvis du trenger en annen tykkelse, bruk en fas eller filet 3 ganger tykkelsesforskjellen for å jevne overgangen
En tykkere del
Tykkere seksjoner kan forårsake ulike defekter, inkludert vridning og synking. Du må begrense den maksimale tykkelsen til enhver del av designet til den anbefalte verdien ved å gjøre dem hule. For å forbedre styrken til den hule delen, vennligst bruk strukturen med samme styrke og stivhet, men redusert veggtykkelse. Nøye utformede deler med hule seksjoner er som følger:
Ribber kan også brukes til å øke stivheten til horisontale seksjoner uten å øke tykkelsen. Husk at veggtykkelsesgrensene fortsatt gjelder. Overskridelse av anbefalt ribbetykkelse kan forårsake krympemerker.
For best resultat:
Hul ut den tykkere delen og bruk ribber for å forbedre styrken og stivheten til delene
Maksimal tykkelse på designribben er lik 0.5 ganger veggtykkelsen
Maksimal høyde på designribben er lik 3 ganger veggtykkelsen
Legg til jevn overgang
Anbefalt: 3 × veggtykkelsesforskjell
Noen ganger er det umulig å unngå deler med forskjellig veggtykkelse. Bruk i disse tilfellene faser eller fileter for å gjøre overgangen så jevn som mulig. På samme måte må bunnen av vertikale funksjoner (som ribber, bosser, trykkfeste) alltid være sirkulær.
Rund alle kanter
Ensartede veggtykkelsesgrenser gjelder også for kanter: overganger må være så jevne som mulig for å sikre god materialflyt.
For innvendige kanter skal radius være minst 0.5 ganger veggtykkelsen. For ytterkant legger du til en radius lik den indre radiusen pluss veggtykkelsen. På denne måten kan du sørge for at tykkelsen på veggen er jevn overalt, også i hjørnene. I tillegg kan skarpe hjørner føre til stresskonsentrasjon, noe som resulterer i tynning av delen.
For best resultat:
Legg til en filet lik 0.5 ganger veggtykkelsen til det indre hjørnet
Legg til en filet lik 1.5 ganger veggtykkelsen til ytre hjørne
Legg til trekkvinkel
For å gjøre det lettere å fjerne deler fra formen, må det legges trekkvinkler på alle vertikale vegger. På grunn av den høye friksjonen med formen under avformingsprosessen, vil veggen uten trekkvinkel ha dragmerker på overflaten. En minimum trekkvinkel på 2° anbefales. Høyere funksjoner bør bruke en større trekkvinkel (opptil 50°).
En god tommelfingerregel er å øke trekkvinkelen med 1 grad hver 25. mm. Legg for eksempel til en trekkvinkel på 30 grader til en funksjon som er 75 mm høy. Hvis delen har en grov overflatefinish, bør en stor trekkvinkel brukes. Erfaringsmessig bør beregningsresultatene ovenfor økes med 10 til 20 grader. Husk at ribber også trenger trekkvinkler. Vær oppmerksom på at mens økning av vinkelen reduserer tykkelsen på toppen av ribbene, sørg for at designet ditt oppfyller den anbefalte minimum veggtykkelsen.
For best resultat:
Legg til en trekkvinkel på minimum 20 grader til alle vertikale vegger
For funksjoner over 50 mm, øk trekkvinkelen med 1 grad hver 25. mm
For deler med strukturert overflate, øk trekkvinkelen med 1-2o
Nedskjæring
Den enkleste terningen (straight drawing terningen) består av to halvdeler. Funksjoner med underskjæringer, for eksempel tenner for gjenger eller kroker for trykkskjøter, kan ikke lages med en rett trekkdyse. Dette er fordi dysen ikke kan CNC-maskineres, eller fordi materialet hindrer delen i å sprette. Tannen på tråden eller kroken på smekkleddet er et eksempel på underskjæring.
Her er noen ideer for å hjelpe deg med å takle underbud:
Unngå underskjæring med elvstengning
Fullstendig unngåelse av underskjæring kan være det beste alternativet. Underbud øker alltid kostnadene, kompleksiteten og vedlikeholdskravene til dysen. Smart redesign eliminerer vanligvis underskjæring. Avkorting er en nyttig teknikk for å underskjære det indre området (for snappasning) eller siden (for hull eller håndtak) av en del.
Her er noen eksempler på hvordan man redesigner en sprøytestøpingsdel for å unngå underskjæring: i utgangspunktet fjernes materialet i området under underskjæring, og eliminerer dermed problemet fullstendig.
Flytt skillelinjen
Den enkleste måten å håndtere underskjæring på er å flytte skillelinjen til dysen for å få den til å krysse hverandre.
Denne løsningen egner seg for mange design med underskjæringer på utsiden. Ikke glem å justere utkastet deretter.
Bruk stripping undercut (sprengning)
Når funksjonene er fleksible nok til å deformeres på formen under utstøting, kan en peel undercut (også kjent som en bump) brukes. Avisoleringsunderskjæringen brukes til å lage tråder i hetten.
Underskjæring kan bare brukes når:
-Striping undercuts må være borte fra forsterkning funksjoner som hjørner og ribber.
-Blyvinkelen på underskjæringen må være 30 til 45 grader.
- Sprøytestøpte deler må ha plass og må være fleksible nok til å utvide seg og deformeres.
Det anbefales å unngå å skrelle av underskjæringen på deler laget av FRP. Generelt kan fleksible plaster som PP, HDPE eller nylon (PA) tåle underskjæring opptil 5 % av diameteren.
Skyv par og kjerne
Hvis det ikke er mulig å redesigne sprøytestøpen for å unngå sidefordypninger, bruk glidebivirkninger og kjerner.
En sidekjerne er en innsats som glir inn når formen lukkes og ut før formen åpnes. Husk at disse mekanismene øker kostnadene og kompleksiteten til formen.
Følg disse retningslinjene når du designer hjelpehandlinger:
-Kjernen må ha plass til å bevege seg inn og ut. Dette betyr at funksjonen må være på den andre siden av delen.
-Sidehandlingen må bevege seg vertikalt. Å bevege seg i en annen vinkel enn 90 ° er mer komplekst, noe som øker kostnadene og ledetiden.
-Ikke glem å øke trekkvinkelen. Tenk på designet ditt som vanlig, og vurder bevegelsen til sidehandlingskjernen.
Vanlige designfunksjoner
Gjennom disse praktiske veiledningene, lær hvordan du designer de vanligste funksjonene som oppstår i sprøytestøpingsdeler. Bruk dem til å forbedre funksjonaliteten til designet mens du fortsatt følger de grunnleggende designreglene.
Gjengede festemidler (bosser og innlegg)
Det er tre måter å legge til et festemiddel til en sprøytestøpt del: å designe en gjenge direkte på delen, å legge til en boss som kan fikse skruen, eller å inkludere en gjenget innsats.
Det er mulig å modellere tråden direkte på delen, men dette anbefales ikke, fordi tennene på tråden er underskåret i naturen, noe som i stor grad øker kompleksiteten og kostnadene til formen (vi vil videre introdusere underskjæring i den senere delen) . Et eksempel på en gjenget sprøytestøpt del er hetten. Bosser er svært vanlige i sprøytestøpte deler og brukes som feste- eller monteringspunkter. De består av sylindriske fremspring med hull designet for å holde skruer, gjengede innsatser eller andre typer feste- og monteringsutstyr. En god måte å tenke på en sjef er å sirkle rundt ribbenene selv. Bossen brukes som tilkobling eller festepunkt (i kombinasjon med en skrue eller gjenget innsats).
Når et nass brukes som festepunkt, skal ytterdiameteren til bossen være to ganger nominell diameter på skruen eller innsatsen og dens indre diameter skal være lik diameteren til skruekjernen. Selv om hele dybden ikke er nødvendig, bør hullene i bommen strekke seg til bunnveggnivået for å opprettholde en jevn veggtykkelse gjennom hele funksjonen. Legg til avfasninger for å lette innsettingen av skruer eller innsatser.
For best resultat:
Unngå at designet flettes inn i bosset til hovedveggen
Ribb eller fest boss til hovedveggen
For bosser med blader, bruk en utvendig diameter som tilsvarer to ganger bladets nominelle størrelse
Trådtall
Gjengede metallinnsatser kan legges til sprøytestøpte plastdeler for å gi holdbare gjengede hull for festemidler som maskinskruer. Fordelen med å bruke innsatser er at de tillater mange monterings- og demonteringssykluser. Plug-in er installert i sprøytestøpedelen ved hjelp av termisk, ultralyd eller i forminnsetting. For å designe bossen som skal holde den gjengede plug-in, bruk lignende retningslinjer som ovenfor, med diameteren på plug-in som styredimensjon.
For best resultat:
Unngå å legge tråder direkte til den støpte delen
Designboss, ytre diameter lik 2 ganger nominell diameter på skrue eller innsats
Legg en frigjøring på 0.8 mm til kanten av tråden
Bruk gjenger med en stigning større enn 0.8 mm (32 gjenger per tomme)
Bruk trapes eller støttetråd
Den beste måten å jobbe med underskjæringer som er laget:
Bruk gjenger med en stigning større enn 0.8 mm (32 gjenger per tomme)
For utvendige gjenger, plasser den langs skillelinjen
Ribbein
Når den maksimale anbefalte veggtykkelsen ikke er nok til å oppfylle de funksjonelle kravene til delen, kan avstivninger brukes for å forbedre stivheten.
Når du designer ribber:
● bruk en tykkelse lik 0.5 x hovedveggtykkelsen
● definert høyde mindre enn 3 x ribbetykkelse
● bruk foundationfileter med radius større enn 1/4 x ribbetykkelse
● legg til en trekkvinkel på minst 0.25 ° – 0.5 °
● legg til ett minutt. Avstanden mellom ribbene og veggen er 4 x tykkelsen på ribbene
Snappledd
Snap fit er en veldig enkel, økonomisk og rask måte å koble sammen to deler uten fester eller verktøy. Det er mange designmuligheter for snapfit-skjøter. I følge erfaring avhenger avbøyningen av leddet av spennetypen hovedsakelig av lengden og den tillatte kraften som kan påføres på bredden (fordi tykkelsen mer eller mindre bestemmes av delens veggtykkelse). På samme måte er en snapfit-skjøt et annet eksempel på underskjæring.
Den vanligste utformingen av et bajonettledd (kalt et utkragende bajonettledd) er vist. Som med ribber, øk trekkvinkelen på innsneppeskjøten og bruk en veggtykkelse på 0.5 ganger minste veggtykkelse.
Det er et stort tema å utforme det spesielle kriteriet for snapfit-skjøten, som ligger utenfor rammen av denne artikkelen.
For best resultat:
Legg til trekkvinkel på den vertikale veggen av trykkfesteskjøten
Tykkelsen på den utformede snappasningen er større enn 0.5 ganger veggtykkelsen
Juster bredden og lengden for å kontrollere avbøyningen og tillatt kraft
Levende hengsel
Et bevegelig hengsel er et plastark som forbinder to deler av en del og bøyer og bøyer dem. Vanligvis er disse hengslene innlemmet i masseproduserte beholdere, for eksempel plastflasker. Det godt utformede bevegelige hengslet kan vare opptil en million sykluser uten feil. Materialet som brukes til sprøytestøpingens bevegelige hengsel må være fleksibelt. Polypropylen (PP) og polyetylen (PE) er det ideelle valget for forbrukerapplikasjoner, og nylon (PA) er det ideelle valget for ingeniørapplikasjoner.
Godt utformede hengsler er vist nedenfor. Mellom 0.20 og 0.35 mm av det anbefalte hengselområdet for minimumstykkelse, noe som gir mer holdbarhet og høyere tykkelse. Før masseproduksjon, bruk CNC-maskinering eller 3D-utskrift for å prototype det bevegelige hengslet for å bestemme geometrien og stivheten som passer best for din applikasjon. Legg til et stort antall fileter og design en skulder med jevn veggtykkelse som hoveddelen av delen for å forbedre materialflyten i formen og minimere belastningen. Delte hengsler større enn 150 mm i to (eller flere) for å forlenge levetiden.
For best resultat:
Design hengseltykkelse mellom 0.20 og 0.35 mm
Velg fleksibelt materiale (PP, PE eller PA) for deler med bevegelige hengsler
Bruk skulder med tykkelse lik hovedveggtykkelse
Filet så mye som mulig
Knust ribbe
Knusing av en ribbe er et lite fremtredende trekk som deformeres når forskjellige komponenter skyves sammen for å produsere friksjon, og sikre posisjonen. Kompresjonsstenger kan være et økonomisk alternativ til å lage hull med høy toleranse for tett passform. De brukes vanligvis til å imøtekomme lagre eller aksler og andre presspasningsapplikasjoner.
Følgende illustrasjon viser et eksempel på en del med ekstruderte ribber. Tre ekstruderingsribber anbefales for å sikre god innretting. Anbefalt høyde/radius for hver ribbe er 2 mm. Legg til minst 0.25 mm interferens mellom ekstruderingsribben og den installerte delen. På grunn av den lille kontakten med overflaten av dysen, kan ribben uten ribbe utformes.
For best resultat:
Legg til en minimum interferens på 0.25 mm mellom den ekstruderte ribben og komponenten
Ikke legg trekk til den vertikale veggen til de ekstruderte ribbene
Ord og symboler
Tekst er en veldig vanlig funksjon som kan brukes til logoer, etiketter, advarsler, diagrammer og beskrivelser, og sparer dermed kostnadene ved å lime eller male etiketter.
Når du legger til tekst, vennligst velg reliefftekst på graveringsteksten, fordi det er lettere å CNC-bearbeide på formen, så det er mer økonomisk.
I tillegg vil en heving av teksten 0.5 mm over deloverflaten sikre at bokstavene er enkle å lese. Vi anbefaler at du velger fet, rund skrift med jevn linjetykkelse og størrelse på 20 pund eller mer.
For best resultat:
Bruk preget tekst (høyde 0.5 mm) i stedet for gravert tekst
Bruk en skrifttype med jevn tykkelse med en minimum skriftstørrelse på 20 punkter
Juster tekst vinkelrett på skillelinjen
Bruk høyde (eller dybde) større enn 0.5 mm
Toleranseområde
Sprøytestøping produserer vanligvis deler med en toleranse på ± 0.500 mm (0.020 in.).
I noen tilfeller er strammere toleranser mulig (så lave som ± 0.125 mm – eller til og med ± 0.025 mm), men de kan øke kostnadene betydelig.
For små batchproduksjoner (< 10000 XNUMX enheter), vurder å bruke hjelpeoperasjoner som boring for å forbedre nøyaktigheten. Dette sikrer korrekt interferens av delen med andre deler eller innsatser (for eksempel ved bruk av presspasninger).
Den tredje delen - Injeksjonsmateriale
Sprøytestøping er kompatibel med en rekke plasttyper. I denne delen vil du lære mer om nøkkelfunksjonene til de mest populære materialene. Vi vil også diskutere standard overflatefinish som kan påføres sprøytestøpte deler.
Injeksjonsmateriale
All termoplast kan sprøytestøpes. Noen herdeplaster og flytende silikon er også kompatible med sprøytestøpeprosessen. De kan også forsterkes med fibre, gummipartikler, mineraler eller flammehemmere for å endre deres fysiske egenskaper. For eksempel kan glassfiber blandes med partikler i forholdet 10 %, 15 % eller 30 %, slik at deler får høyere stivhet.
Tilsetningsstoffet som vanligvis brukes for å forbedre stivheten til sprøytestøpte deler er glassfiber. Glassfibre kan blandes med tilslag i forholdet 10 %, 15 % eller 30 %, noe som resulterer i forskjellige mekaniske egenskaper. Du kan legge til et fargestoff (i et forhold på ca. 3%) til blandingen for å lage en rekke fargede deler. Standardfarger inkluderer rød, grønn, gul, blå, svart og hvit, som kan blandes for å lage forskjellige skygger.
Overflateforberedelse og SPI-standarder
Overflatebehandlingen kan brukes for å få injeksjonsdelene til å ha et visst utseende eller følelse. I tillegg til å brukes til kosmetiske formål, kan overflatebehandling også oppfylle tekniske krav. For eksempel kan gjennomsnittlig overflateruhet (RA) i stor grad påvirke levetiden til glidedeler (som glidelagre). Injeksjonsdeler trenger vanligvis ikke etterbehandling, men selve formen kan utføre ulike grader av etterbehandling. Husk at ru overflater under utkast øker friksjonen mellom delen og formen, så en større trekkvinkel er nødvendig.
Finish | Tekniske beskrivelser | SPI-standarder* |
blank overflate | Formen blir først glattet og deretter polert med en diamantpolert, noe som resulterer i en speillignende finish. | A-1 |
Halvblank overflate | Formen glattes med finkornet sandpapir, noe som resulterer i en fin overflatefinish. | B-1 |
Matt finish | Formen glattes med fint steinpulver, og fjerner alle bearbeidingsmerker. | C-1 |
Teksturert finish | Formen glattes først med fint steinpulver og deretter sandblåses, noe som resulterer i en strukturert overflate. | D-1 |
Bearbeidet finish | Formen er ferdig etter maskinistens skjønn. Verktøymerker vil være synlige. | - |
Finish | Tekniske beskrivelser | SPI-standarder* |
blank overflate | Formen blir først glattet og deretter polert med en diamantpolert, noe som resulterer i en speillignende finish. | A-1 |
Halvblank overflate | Formen glattes med finkornet sandpapir, noe som resulterer i en fin overflatefinish. | B-1 |
Matt finish | Formen glattes med fint steinpulver, og fjerner alle bearbeidingsmerker. | C-1 |
Teksturert finish | Formen glattes først med fint steinpulver og deretter sandblåses, noe som resulterer i en strukturert overflate. | D-1 |
Bearbeidet finish | Formen er ferdig etter maskinistens skjønn. Verktøymerker vil være synlige. | - |
Når du velger en jevn finish, husk følgende nyttige tips:
Formfinish med høyglans er ikke lik ferdig produkt med høyglans. Det er i stor grad påvirket av andre faktorer, for eksempel plastharpiksen som brukes, støpeforhold og formdesign. For eksempel vil ABS produsere deler med høyere glans enn PP.
finere overflatebehandling krever et høyere nivå av materiale som skal brukes i formen. For å oppnå meget fin polering kreves verktøystål med høyeste hardhet. Dette har innvirkning på totalkostnaden (materialkostnad, behandlingstid og etterbehandlingstid).
Den fjerde delen - Hemmeligheten bak kostnadsreduksjon
Lær mer om de viktigste kostnadsdriverne innen sprøytestøping og mulige designteknikker som vil hjelpe deg å redusere kostnadene og holde prosjektet på budsjett.
Kostnadsdrivere innen sprøytestøping. Den maksimale kostnaden for sprøytestøping er:
Muggkostnaden bestemmes av den totale kostnaden for formdesign og prosessering.
Materialkostnadene avhenger av mengden materialer som brukes og prisen per kilogram.
Produksjonskostnaden avhenger av den totale tiden for bruk av sprøytestøpemaskin.
Muggkostnadene er konstante (fra $1000 til $5000). Denne kostnaden er uavhengig av det totale antall produserte deler, mens material- og produksjonskostnadene er avhengige av produksjonen.
For mindre produkter (1000 til 10000 stykker) har verktøykostnadene størst innvirkning på totalkostnadene (ca. 50-70%). Derfor er det verdt å endre designet tilsvarende for å forenkle produksjonsprosessen (og dens kostnad) av formen.
For masseproduksjon (mer enn 10000 100000 til XNUMX XNUMX enheter) dekkes verktøykostnadens bidrag til totalkostnaden av material- og produksjonskostnader. Derfor bør hoveddesignarbeidet ditt fokusere på å minimere volumdelen og støpesyklustiden.
Her samler vi noen tips for å hjelpe deg med å minimere kostnadene for injeksjonsprosjektet ditt.
Tips 1: hold deg til den rette tegnematrisen
Sidevirkende kjerner og annet i formmekanismer øker formkostnadene med 15 % til 30 %. Dette betyr at den minste tilleggskostnaden for formen er omtrent $1000 til $1500.
I forrige avsnitt studerte vi metoden for å håndtere underskjæring. For å holde produksjonen innenfor budsjettet, unngå å bruke bivirkningskjerner og andre mekanismer med mindre det er absolutt nødvendig.
Tips 2: redesign injeksjonsdeler for å unngå underskjæring
Underskjæring øker alltid kostnadene og kompleksiteten, samt vedlikehold av formen. Smart redesign eliminerer vanligvis underskjæring.
Tips 3: Gjør injeksjonsdelene mindre
Mindre deler kan støpes raskere, noe som resulterer i høyere produksjon og lavere delkostnader. Mindre deler reduserer også materialkostnader og muggpriser.
Tips 4: installer flere deler i en form
Som vi så i den siste delen, er den første falske eksamenen å sette sammen flere deler i samme form. I den første prøveeksamen kan 6 til 8 identiske deler installeres i samme form, og dermed redusere den totale produksjonstiden med ca. 80 %.
Den første prøven kan gjøres i samme form med forskjellig geometri. Dette er en flott løsning for å redusere de totale kostnadene ved montering.
Dette er en avansert teknologi:
I noen tilfeller er kroppen til de to delene av sammenstillingen den samme. Med litt kreativ design kan du lage sammenlåsende punkter eller hengsler i symmetriske posisjoner for å i utgangspunktet reflektere delen. På denne måten kan den samme formen brukes til å produsere to halve former, og dermed redusere formkostnaden med det halve.
Tips 5: unngå små detaljer
For å lage formen med små detaljer trenger den lengre behandlingstid og etterbehandlingstid. Tekst er et eksempel, og det kan til og med kreve spesiell maskineringsteknologi, som EDM, noe som fører til høyere kostnader.
Tips 6: bruk en finish av lavere kvalitet
Vanligvis påføres overflatebehandlingsmidlet på formen for hånd, noe som kan være en kostbar prosess, spesielt for avansert overflatebehandling. Hvis delene dine ikke er til kosmetisk bruk, ikke bruk dyre finisher av høy kvalitet.
Tips 7: minimer delvolumet ved å redusere veggtykkelsen
Å redusere veggtykkelsen til en del er den beste måten å minimere volumet på delen. Dette betyr ikke bare bruk av færre materialer, men øker også raskt sprøytestøpesyklusen.
For eksempel kan reduksjon av veggtykkelsen fra 3 mm til 2 mm redusere syklustiden med 50 % til 75 %.
En tynnere vegg gjør at formen kan fylles raskere. Enda viktigere, tynnere deler avkjøles og herder raskere. Husk at mens maskinen er inaktiv, brukes omtrent halvparten av sprøytestøpesyklusen på delvis herding.
Vær forsiktig så du ikke reduserer delens stivhet for mye, ellers vil dens mekaniske egenskaper bli redusert. Ribber på kritiske steder kan brukes for å øke stivheten.
Tips 8: vurder sekundær drift
For små batchproduksjoner (mindre enn 1000 deler), kan det være mer kostnadseffektivt å bruke hjelpeoperasjoner for å fullføre sprøytestøpingsdeler. For eksempel kan du bore et hull etter forming i stedet for å bruke en kostbar form med sidekjerne.
Den femte delen - Start injeksjonen
Når designet ditt er klart og optimalisert for sprøytestøping, hva er neste trinn? I denne delen vil vi veilede deg gjennom trinnene som kreves for å starte produksjonen av sprøytestøping.
Trinn 1: start i det små og bygg raskt en prototype
Før du bruker noen dyr sprøytestøpe, må du først lage og teste den funksjonelle prototypen til designet.
Dette trinnet er avgjørende for en vellykket produktlansering. På denne måten kan designfeil oppdages tidlig og kostnadene ved endring er fortsatt lave.
Det er tre prototypeløsninger:
1. 3D-utskrift (ved bruk av SLS, SLA eller materialspray)
2. Plast numerisk kontroll prosessering
3. Sprøytestøping med lavt volum med 3D-utskriftsform
Disse prosessene kan lage realistiske prototyper for former og funksjoner som ligner veldig på det ferdige støpte produktet.
Bruk følgende informasjon som en rask sammenligningsguide for å finne den løsningen som passer best for din applikasjon.
3D utskrift prototype
Minimumsmengde: 1
Typisk kostnad: $20 - $100 per del
Leveringstid: 2-5 dager
Optimalisert design for sprøytestøping for enkel 3D-utskrift
Laveste kostnad, raskeste prototypeløsning
Ikke alle injeksjonsmaterialer kan brukes til 3D-utskrift
3D-utskriftsdeler er 30-50 % svakere enn injeksjonsdeler
CNC-maskinering prototype
Minimumsmengde: 1
Typisk kostnad: $100 - $500 per del
Leveringstid: 5-10 dager
Materialegenskaper er de samme som injeksjonsdeler
Utmerket presisjon og etterbehandling
Designet må kanskje modifiseres ettersom andre designbegrensninger gjelder
Dyrere enn 3D-utskrift, lengre leveringstid
Sprøytestøping med lavt volum
Minimumsmengde: 10-100 deler,
Typisk pris: $1000 – $4000
Leveringstid: 5-10 dager,
Den mest realistiske prototypen med realistiske materialegenskaper
Simulering av faktisk prosess og formdesign
Den dyreste prototypeløsningen
Mindre tilgjengelighet enn CNC- eller 3D-utskrift
Trinn 2: utfør "igangkjøring" (500-10000 deler)
Etter at designet er ferdigstilt, kan sprøytestøping startes gjennom et lite antall tester.
Minste bestillingsmengde for sprøytestøping er 500 enheter. For disse mengdene er formen vanligvis maskinert av aluminium CNC. Aluminiumsformer er relativt enkle å produsere og koster mindre (starter på rundt $3000 til $5000), men tåler 5000 til 10000 injeksjonssykluser.
På dette stadiet er den typiske kostnaden for delen mellom $1 og $5, avhengig av geometrien til designet og materialet som er valgt. Typisk leveringstid for slike bestillinger er 6-8 uker.
Deler laget med "pilot" aluminiumsdyse har samme fysiske egenskaper og presisjon som deler laget med "masseproduksjons" verktøystål.
Trinn 3: utvide produksjonsskalaen (mer enn 100000 XNUMX deler)
Når et stort antall identiske deler (10000 til 100000 + enheter) produseres, kreves spesielle injeksjonsverktøy.
For disse volumene er formen laget av verktøystål ved CNC-bearbeiding, som tåler millioner av sprøytestøpesykluser. De er også utstyrt med avanserte funksjoner som hot tip-dører og komplekse kjølekanaler for å maksimere produksjonshastigheten.
På grunn av kompleksiteten i formdesign og produksjon, er den typiske enhetskostnaden for dette stadiet mellom noen få cent og en dollar, og den typiske leveringstiden er 4-6 måneder.
Hos DDPROTOTYPE kan du enkelt, raskt og konkurransedyktig outsource sprøytestøpeprodukter. Når du laster opp designet ditt til ddprototype, vil maskinisten vår oppdage eventuelle designproblemer for konstruksjonsanalyse før produksjonen starter, og vil gi deg et tilbud så snart som mulig. På denne måten kan du sikre at du alltid kan oppnå den mest konkurransedyktige prisen for dine injeksjonsdeler på markedet med den raskeste omsetningstiden.
