Чтобы гарантировать качество и повторяемость конечного продукта в процессе литья под давлением, нам необходимо учитывать несколько факторов при проектировании литья под давлением. Существуют определенные рекомендации по проектированию, позволяющие получить максимальную выгоду от литье под давлением.
В этом блоге мы описываем распространенные дефекты литья под давлением, основные и расширенные рекомендации по проектированию, а также рекомендации по минимизации затрат.
Распространенные дефекты литья под давлением
Расплавленный материал поток и неравномерная скорость охлаждения вызывают большинство дефектов при литье под давлением. Мы перечисляем основные дефекты, на которые следует обратить внимание при проектировании деталей для литья под давлением.
- Деформация
Как только определенная секция остынет быстрее, чем другие секции, внутреннее напряжение приведет к необратимому изгибу отлитой детали. Специально для деталей с непостоянной толщиной стенок.
- Следы раковины
После того, как внутренняя часть детали затвердеет до ее поверхности, появятся вмятины. Они выглядят как небольшая выемка на плоской поверхности. Детали с толстыми стенками или плохо спроектированные части ребер склонны к опусканию.
- Перетаскивание меток
В процессе выталкивания форма будет скользить и царапать стенки деталей, в результате чего остаются следы. Вертикальные части стен без угла уклона более склонны к появлению следов перетаскивания.
- Вяжем линии
Линии вязания всегда возникают, когда два расплавленных материала встречаются с пятнами цвета волос. Это влияет на эстетику деталей и снижает их прочность. Детали с отверстиями или резкими изменениями геометрии наиболее склонны к образованию сколов.
- Короткие кадры
Захваченный воздух в форме будет препятствовать потоку материала и приведет к получению неполных деталей. Детали с тонкими стенками или ребрами плохой конструкции более склонны к коротким ударам.
Правила проектирования литья под давлением
Литье под давлением позволяет легко формировать сложные геометрические формы, применять одну деталь с множеством функций. Сложные детали можно воспроизвести с помощью бюджетный как только форма будет изготовлена. Но любая корректировка конструкции пресс-формы на более поздних стадиях разработки будет очень дорогостоящей. Наши рекомендации помогут вам избежать наиболее распространенных дефектов литья под давлением.
Постоянная толщина стенки
Равномерная толщина стенок и возможность избежать толстых участков в деталях. Неоднородная стенка может привести к деформации в процессе охлаждения. Для требований к секциям различной толщины используйте плавный переход в качестве фаски или скругления, чтобы обеспечить равномерное течение материала внутри полости и полностью заполнить всю форму.
Толщина стенок от 1,2 до 3 мм подходит для большинства пластиковых материалов. Мы суммируем рекомендуемую толщину стенок для распространенных материалов для литья под давлением:
Материал Рекомендуемая толщина стенки [мм]
Полипропилен (ПП) 0,8 – 3,8 мм
АБС 1,2 – 3,5 мм
Полиэтилен (ПЭ) 0,8 – 3,0 мм
Полистирол (ПС) 1,0 – 4,0 мм
Полиуретан (PUR) 2,0 – 20,0 мм
Нейлон (PA 6) 0,8–3,0 мм
Поликарбонат (ПК) 1,0 – 4,0 мм
ПК/АБС 1,2 – 3,5 мм
ПОМ (Делрин) 0,8 – 3,0 мм
PEEK 1,0–3,0 мм Силикон 1,0–10,0 мм
Примечание о дизайне:
- Равномерная толщина стенки в рекомендуемых значениях.
- Для сечения, длина которого в 3 раза превышает толщину, необходима плавная переходная фаска или скругление.
Вырезать толстые секции
Толстые секции приведут к короблению и проседанию, ограничьте толщину конструкции ниже максимально рекомендуемых значений в любом сечении, наиболее важным способом является образование полостей. Кроме того, используйте ребра для повышения прочности и жесткости полого сечения при одновременном уменьшении толщины стенок. Ребра также должны налагать ограничения на толщину стенки, чтобы избежать утоплений.
Примечание о дизайне:
- Полые толстые секции и повышение прочности и жесткости секций с помощью ребер.
- Максимальная толщина ребер составляет 0,5 толщины стенки.
- Максимальная высота ребер в 3 раза превышает толщину стенки.
Закругляем все края
Вертикальные элементы, такие как ребра, выступы и защелки, также должны быть закруглены для обеспечения плавного потока материалов. Для внутренних кромок необходимо использовать радиус не менее 0,5 толщины стены. Для внешних кромок используйте радиус как внутренний радиус плюс толщину стены. Это обеспечит постоянную толщину стенок в углах, избегайте острых углов, которые приводят к концентрированному напряжению к слабым частям.
Примечание о дизайне:
- Добавьте 0,5 толщины стены во внутренних углах.
- Добавьте толщину стены в 1,5 раза во внешних углах.
Добавьте углы уклона
Добавление угла уклона к вертикальным стенкам облегчит процесс извлечения деталей. В противном случае на поверхности деталей будут образовываться следы сопротивления из-за высокого трения между формой и стенками без угла наклона. Минимальный угол уклона составляет 2°, для высоких элементов будет использоваться максимум 50°. Мы рекомендуем увеличивать угол уклона на один градус на каждые 25 мм. Все эти правила необходимы и для ребер.
Примечание о дизайне:
- Добавьте угол уклона не менее 2° ко всем вертикальным стенам.
- Увеличивайте угол уклона на один градус каждые 25 мм для всех элементов высотой более 50 мм.
- Увеличьте угол уклона дополнительно на 1–2° для деталей с текстурированной поверхностью.
Подрывает решения
Поскольку подрезы, такие как зубцы резьбы или защелкивающийся соединительный крючок, не могут быть изготовлены с помощью простой формы с прямым вытягиванием. Причина материалов будет заключаться в способах открытия или выброса. Поэтому нам нужны некоторые идеи, чтобы справиться с подрезами.
Отключения
Отсечки полезны для устранения подрезов на внутренних участках для защелкивания или на боковых сторонах для отверстий и ручек. По сути, удалите материалы в области ниже подреза и устраните эту проблему.
Линия разъема
Перемещение линии разъема для пересечения с элементами подрезов — самый простой способ. Он подходит для подрезов на внешней поверхности, кроме того, нам необходимо соответствующим образом отрегулировать углы уклона.
Зачистка поднутрений (Bumpoffs)
Зачистка поднутрений применяется при деформации гибких деталей по формам в процессе выталкивания. Например, пробки для бутылок с нитками. Имеет строгие условия использования:
- Подрез для зачистки должен находиться вдали от элементов жесткости, таких как углы или ребра.
- Формованная деталь должна быть гибкой, чтобы деформироваться, и иметь пространство для расширения.
- Для полосовой подрезки необходим угол подъема от 30° до 45°.
- Избегайте армированного волокном пластика.
Резьбовые крепления
Обычно мы добавляем резьбовые крепления двумя способами: добавляем бобышки на детали и добавляем вставку резьбонарезного устройства.
Боссы
Бобышки являются обычными элементами крепления или точек сборки в процессе литья под давлением. Они сочетают в себе цилиндрические выступы с отверстиями, в которые вставляются винты, резьбовые вставки или другие крепежные детали.
При использовании бобышек в качестве точек крепления внешний диаметр бобышки должен быть в 2 раза больше номинального диаметра винта или вставки, а внутренний диаметр равен диаметру винта или вставки. Глубина отверстия бобышки должна доходить до уровня основания и стены для обеспечения однородности толщины стенки. Фаска будет добавлена для облегчения вставки винта или вставки.
Примечание о дизайне:
- Избегайте слияния боссов с главными стенами.
- Поддержите выступы ребрами или соедините выступы с основными стенами.
- Внешний диаметр бобышек в 2 раза превышает номинальный размер пластины.
Потоки
К пластиковым деталям, отлитым под давлением, можно добавить вставки с металлической резьбой, которые обеспечивают прочные отверстия для крепежных винтов. Вставка устанавливается термическим, ультразвуковым или вплавленным способом с множеством циклов сборки и разборки.
Уведомление о дизайне
- Избегайте добавления резьбы непосредственно на детали.
- Добавьте рельеф 0,8 мм на краях резьбы.
- Используйте резьбу с шагом больше 0,8 мм.
- Используйте трапециевидную или контрфорсную резьбу.
- Разместите внешние нити вдоль линии разъема.
Ребрышки
Ребра всегда используются для повышения жесткости формованных деталей, если рекомендуемая максимальная толщина стенки не может удовлетворить функциональные требования.
Примечание о дизайне:
- Толщина ребер составляет 0,5 толщины основной стенки.
- Высота ребер в 3 раза меньше толщины ребер.
- Радиус базового скругления должен быть больше 1/4 толщины ребра.
- Добавьте угол наклона плота не менее 0,25°-0,5°.
- Расстояние между ребрами и стенками должно быть не менее 4-кратной толщины ребра.
Защелкивающиеся соединения
Защелкивающееся соединение – это простой и экономичный способ соединения деталей без инструментов и крепежных изделий. Возможны различные конструкции защелкивающегося соединения. Его прогиб зависит от его длины и ширины, допускаемой силой.
Примечание о дизайне:
- Добавьте угол уклона одной вертикальной стены в защелкивающихся соединениях.
- Толщина защелкивающихся соединений должна быть не менее 0,5 толщины стены.
- Контролируйте прогиб и допустимую силу путем регулировки ширины и длины.
Буквы и символы
Текст может использоваться для этикеток, логотипов, предупреждений, инструкций и диаграмм. Поскольку обработка на станке с ЧПУ для изготовления пресс-форм экономически выгоднее добавлять тисненый текст, чем гравированный текст. Поднятие текста на 0,5 мм над поверхностью детали облегчит чтение букв. Мы рекомендуем жирный закругленный шрифт, одинаковую толщину залога, размер 20 пунктов или больше.
Примечание о дизайне:
- Тисненый текст вместо выгравированного текста.
- Равномерная толщина и минимальный размер шрифта 20 пунктов.
- Выровняйте текст перпендикулярно линии разъема.
- Высота или глубина текста более 0,5 мм.