Вы когда-нибудь пробовали испечь пирог, который прилипает к сковороде, сколько бы масла вы ни намазали? Разработка деталей для литья под давлением - то же самое, только "пирог" - это расплавленный пластик, а сковорода - стальная форма, которая стоит больше, чем спортивный автомобиль. Один неверный выбор конструкции - и вы выковыриваете куски ломом, проливая слезы (и доллары) в процессе.

Быстрый способ прост: прежде чем резать сталь, прибейте семь деталей, от которых зависит многое: толщина стенок, осадка, ребра, бобышки, затворы, допуски и обработка поверхности. Сделайте это, и ваша детали для литья под давлением Чистое, быстрое и готовое произвести впечатление.

В этом руководстве я проведу вас через все контрольные точки проектирования, как дружеский приятель по цеху. Мы рассмотрим трюки с потоком, препятствия, от которых нужно уклоняться, и быстрые победы, которые превращают "скучные" формы в чудеса. Готовы помешать пластиковый суп? Вперед!

Детали, полученные методом литья под давлением: Знайте основные правила 

Проектирование для пластика - это не просто забота, это карта, которой вы следуете задолго до того, как машина разогреется. Во-первых, помните, что пластик течет, как теплый сироп; он ненавидит острые углы и любит последовательные траектории. Во-вторых, сама пресс-форма - это жесткий судья, который вознаграждает за ровные участки стенок и наказывает за толстые пятна с раковинами. В-третьих, часы неумолимы: каждая лишняя секунда на съемку может увеличить ваш бюджет. Отнеситесь к этим трем истинам как к заповедям, и вы добьетесь высокого качества литья под давлением без лишних усилий.

Материал течет как мед 

Представьте, что мед мчится по лабиринту. Он замедляется на крутых поворотах и застревает в тупиках. Пластик делает то же самое. Плавные переходы и пологие радиусы радуют поток, снижая давление и уменьшая количество брака. Игнорируйте это правило, и вы будете питаться короткими выстрелами и вспышками.

Толщина стенки - золотое правило 

Слишком толстые стенки задерживают тепло, что приводит к раковинам, деформации и ледниковому периоду цикла. Слишком тонкие - и вы получите хрупкие, тонкие как бумага детали. Стремитесь к зоне Златовласки - обычно 2-3 мм для товарных смол. Это оптимальное соотношение между текучестью, охлаждением и прочностью является воплощением разумной конструкции для литья под давлением.

Черновик - ваш лучший друг 

Черновая обработка - небольшое сужение, помогающее деталям выходить из формы - звучит скучно, пока вы не забудете об этом. Тогда выталкивающие штифты вмяли вашу гордость (и детали). Осадка 1-2° на сторону - это надежный базовый уровень. Увеличьте его для текстурированных поверхностей. Это ничего не стоит в CAD, но экономит состояние при полировке.

Оптимизация толщины стенок для обеспечения текучести и прочности 

Однородные стены - самая дешевая страховка во вселенной пластика. Думайте о них как о дорогах с одинаковыми ограничениями скорости; расплав движется без пробок. Различная толщина заставляет пластик то мчаться, то останавливаться, создавая внутренние напряжения и следы раковины, которые проявляются, как ямочки на свежей глине. Если разные размеры стенок неизбежны, уменьшайте их постепенно - никаких обрывов. Вместо объемных стенок используйте ребра для придания им дополнительной мускулатуры. Следование этому правилу является основой Прецизионное литье пластмасс под давлением-где микроскопы ищут изъяны и не могут их найти. 

Быстрый совет: Стремитесь к максимальному отклонению ±10 % по всей детали.

Заранее оцените углы черновика 

Вы не станете носить обувь на два размера меньше; не заставляйте детали выдавливаться из форм с нулевой тягой. Добавляйте конусность, пока вы еще делаете наброски. Хорошая мантра - "1° на дюйм глубины". Для липких материалов, таких как полиэтилен, используйте более крутые углы. Полированные поверхности простят более жесткие углы, но текстурированным участкам нужно больше пространства для дыхания. Черновик также выступает в роли косметического героя - он уменьшает тягучие линии, которые могут потускнеть на глянцевых поверхностях. 

Информация: Даже увеличение на 0,5° позволяет сэкономить миллисекунды на каждом цикле, что умножает экономию на тысячи выстрелов.

Используйте ребра и боссы для усиления без громоздкости 

Ребра - это скелет, а боссы - суставы. Вместе они придают прочность, не увеличивая тело стены. Толщина ребер должна составлять 60 % от толщины прилегающей стены, чтобы избежать раковины. Располагайте их на расстоянии не менее двойной толщины друг от друга, чтобы избежать "сквозных" теней. Для бобышек зачистите основание и добавьте опорные ребра, если винтовая нагрузка велика. Умные комбинации ребер и боссов обеспечивают высококачественное литье под давлением с нулевыми косметическими дефектами.

Факт: Легкие ребра жесткости могут увеличить жесткость на 40 % по сравнению со сплошной стеной, и ваш бухгалтер будет в восторге от экономии материала.

Размещение ворот делает или разрушает поток 

Ворота - это входная дверь для расплавленного пластика. Если поставить его не в том месте, где нужно, можно получить странные детали - линии сварки, воздушные ловушки, колебания. Заливайте круглые детали по центру, длинные оболочки - по краям, а тонкие листы - по вкладкам. Всегда старайтесь сначала заполнять более толстые участки, чтобы расплав заканчивал тонкие участки последним, выравнивая давление. Стратегия литников имеет решающее значение для малосерийного литья под давлением, где изменения происходят быстро, а смена оснастки причиняет боль. 

Предложение: При больших размерах деталей добавьте второй сбалансированный затвор вместо давления в кране.

Решайте проблему допусков с реалистичными ожиданиями 

Пластик движется при охлаждении, а сталь - нет. Это тепловое несоответствие может превратить жесткие размеры CAD в желаемое. По умолчанию для критически важных элементов используйте значение ±0,1 мм, в остальных случаях оно увеличивается до ±0,25 мм, если только вы не находитесь на территории литья под давлением из прецизионного пластика. Скорость усадки зависит от смолы, поэтому лучше обратиться к техническому паспорту, чем к интуиции. Заранее согласуйте с формовщиком допуски, согласованные на бумаге, чтобы избежать неожиданностей на измерительном столе. 

Предупреждения: Нажимать на кнопку ниже ±0,05 мм без контроля процесса - все равно что играть в дартс с завязанными глазами.

Не забывайте о запорном устройстве сердечника и полости 

Любое место, где сталь сердцевины соприкасается со сталью полости, становится местом утечки вспышки, если посадка не идеальна. Создавайте большие углы отсечки - 3° или больше, чтобы инструмент изнашивался без утечки пластика. Сокращайте расстояния; длинные тонкие поверхности действуют как щупы и изнашиваются. Добавьте радиусы, чтобы смягчить место встречи со сталью. Овладение запорными элементами является центральным для конструкция для литья под давлением потому что в нем косметические потребности сочетаются с жизнью плесени. Опасный ящикИгнорирование углов отключения может сократить срок службы пресс-формы с миллиона выстрелов до нескольких тысяч.

Планируйте текстуры и отделку 

Приборные панели с кожаным зерном и глянцевые игрушки требуют разной подготовки формы. Текстура задерживает воздух и увеличивает трение, требуя дополнительной тяги до 3° для глубокого зерна. Глянцевая отделка требует зеркальной полировки стали, без ям от электроэрозионной обработки. Добавьте разделительные линии в незаметных местах, чтобы очистка была незаметной. Заблаговременные решения по отделке избавляют от головной боли, связанной с повторной полировкой, и обеспечивают высокое качество эстетики литья под давлением. Информационный блокПоверхность класса А может добавить 20 % к стоимости инструмента - заложите это в бюджет до того, как придут счета.

Устранение подрезов с помощью умных боковых действий 

Подрезы фиксируют детали на форме, как колючки на рыболовном крючке. Их можно удалить, сместить или укротить с помощью подъемников, направляющих или ручных грузов. Каждый из них добавляет время и деньги, поэтому взвесьте соотношение ценности и сложности. На сайте малосерийное литье под давлениемРучные заготовки часто выигрывают, потому что время цикла имеет меньшее значение, чем простота инструмента. При массовом производстве автоматизированные направляющие быстро окупаются. Заранее наметьте зазоры, чтобы сохранить компактность механизмов. 

Быстрый совет: Крошечная доработка конструкции, устраняющая одно скольжение, может сократить стоимость инструмента на тысячи.

Конструкция для сборки спереди 

Детали редко живут сами по себе. Добавьте выравнивающие элементы, защелки или сварные бобышки, чтобы формованные компоненты соединялись друг с другом как LEGO. Равномерная толщина защелок позволяет избежать поломок; проанализируйте напряжения в линии сгиба с помощью простого FEA или даже бумажного макета. Проектирование сборки в САПР сокращает второстепенные этапы и демонстрирует конструкция для литья под давлением мастерство. Коробка успехаЗащелкивающееся крепление, которое собирается менее чем за две секунды, может превзойти шурупы, клей и головную боль.

Таблица - Шпаргалка по черновым углам

Заключение 

Проектирование деталей для литья под давлением - это не колдовство, а контрольный список. Выравнивайте стенки, добавляйте осадку, опирайтесь на ребра, делайте проходку, устанавливайте разумные допуски, соблюдайте ограничения и планируйте финишную обработку заранее. Освойте эти семь аспектов, и вы перейдете от CAD к производству с меньшим количеством прототипов, меньшим количеством брака и более счастливыми бухгалтерами. Помните, что каждая пиксельная правка в десять раз дешевле, чем шлифовка закаленной стали. Занесите это руководство в закладки, пообщайтесь со своим формовщиком, и пусть ваша следующая партия деталей для литья под давлением сойдет с пресса безупречно и быстро.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Почему важна равномерная толщина стенок?

Ровные стенки равномерно охлаждаются, предотвращая появление следов раковины и коробления, поэтому ваша деталь сохраняет заданную форму.

Насколько достаточен угол тяги?

Базовый уровень в 1-2° на сторону подходит для большинства пластиков; добавьте больше для текстурированных поверхностей или глубоких полостей.

Можно ли сочетать несколько материалов в одной пресс-форме?

Да, при формовании с избыточным объемом или в два приема, но конструкция должна предусматривать раздельные пути потока и скорость охлаждения.

Как лучше всего сократить расходы на оснастку?

Упрощайте геометрию, избегайте подрезов и выбирайте стандартные основания пресс-форм; меньшее количество направляющих означает более дешевые и быстрые инструменты.

Насколько точны размеры при литье под давлением?

Типичные допуски составляют ±0,1 мм, однако специальные процессы позволяют при необходимости добиться большего.

Является ли 3d-печать хорошей заменой малотиражным машинам?

Это может быть, но малосерийное литье под давлением часто обеспечивает лучшие механические свойства и качество поверхности.