Руководство по проектированию литья под давлением

Литье под давлением это распространенный производственный процесс, используемый для изготовления пластиковых деталей в промышленных масштабах. Правильное проектирование деталей для литья под давлением имеет решающее значение для предотвращения дефектов, контроля затрат и достижения желаемого внешнего вида и эксплуатационных характеристик. В этом комплексном руководстве по проектированию изложены основные соображения, касающиеся геометрии деталей, выбора материалов, оснастки и вторичных операций для оптимизации компонентов литья под давлением.

Руководство по проектированию литья под давлением

Важнейшие элементы дизайна

При разработке деталей для литья под давлением необходимо учитывать несколько критических моментов:

Линии расставания

Линия раздела - это место, где две половины литьевой формы соединяются для извлечения охлажденной, затвердевшей детали. Линии раздела всегда будут видны на готовых деталях в той или иной степени в зависимости от расположения, допустимых углов осадки и качества поверхности. Стратегическое расположение линий разделения может помочь свести их к минимуму.

Undercuts

Под вырезами понимаются геометрические формы деталей, которые нависают или создают помехи, из-за которых деталь не может чисто выходить из простой двухкомпонентной литьевой формы. Распространенными примерами являются поперечные отверстия, резьба и защелкивающиеся крючки. Подрезы увеличивают сложность и стоимость оснастки. По возможности, детали должны быть спроектированы так, чтобы избежать подрезов с помощью таких приемов, как вытяжка углов или изменение формы. Неизбежные подрезы можно устранить с помощью сердечников бокового действия и других вставок.

Углы наклона

Углы осадки необходимы на всех вертикальных поверхностях детали для уменьшения трения и обеспечения чистого выталкивания из формы. Для большинства деталей рекомендуется минимальный угол осадки 1-2 градуса, при этом для более высоких геометрических форм или текстурированных поверхностей требуется больший угол.

Толщина стенок

Равномерная толщина стенок по всей детали оптимальна для облегчения подачи материала, снижения риска коробления, минимизации времени цикла и снижения затрат. Типичная толщина стенок варьируется от 0,060 до 0,180 дюйма в зависимости от используемого материала. Постепенные переходы должны соединять секции с разной толщиной стенок.

Радиусы и углы

Острые углы концентрируют напряжения и приводят к более ранним поломкам деталей. Для сохранения прочности на всех внутренних и внешних углах, где это возможно, должны быть нанесены значительные галтели и радиусы.

Расширенные конструкторские соображения

Помимо основных требований к геометрии и чертежам, следующие функции обеспечивают дополнительную функциональность детали и требуют дополнительной тщательности при проектировании:

Боссы

Бобышки служат точками крепления для вставок или саморезов. Тонкие ребра или прокладки должны по возможности соединять бобышки с основными стенками, чтобы повысить устойчивость и избежать раковин от усадки материала.

Ребрышки

Ребра усиливают детали без увеличения толщины стенки. Ребра должны быть спроектированы в соответствии с ограничениями по толщине стенки и включать галтели у основания, чтобы избежать концентрации напряжений.

Защелка подходит

Защелкивающиеся элементы позволяют собирать литые под давлением детали без крепежа. Как и в случае с другими выступами от номинальной геометрии стенки, для вертикальных стенок защелок необходима осадка, чтобы обеспечить возможность распалубки. Толщина относительно номинальной стенки и расположение требуют дополнительного анализа при проектировании защелкивающихся крюков или консолей.

Живые петли

Живые шарниры служат тонкими, гибкими соединениями между жесткими пластиковыми сегментами. Выбор материала имеет решающее значение, при этом полипропилен и полиэтилен - распространенные варианты для потребительских товаров. Толщина петель, предельная длина и наличие заплечиков влияют на долговечность в течение ожидаемого срока службы.

Материальные соображения

Выбор материала влияет на внешний вид детали, эксплуатационные требования, варианты оснастки и необходимые производственные процессы. Некоторые ключевые альтернативы пластика включают:

• Полипропилен (PP) - Недорогая смола с хорошей химической стойкостью часто используется для производства потребительских товаров и трубопроводов
• Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) - Часто выбирается, когда требуется более высокая прочность и пластичность по сравнению с ПП. Используется в корпусах для автомобилей и электроники
• Поликарбонат - Оптически прозрачный высокопрочный вариант, когда ударопрочность и стабильность размеров имеют решающее значение
• Полиамид (нейлон) - Предпочтительна для механических деталей, требующих повышенной прочности, усталости и износостойкости

Отделка поверхности

В зависимости от предварительной обработки пресс-формы и нанесенных текстур на поверхности деталей, изготовленных методом литья под давлением, можно добиться различных эстетических эффектов. Общие альтернативы по стандартам SPI включают:

• SPI-A2 - Глянцевая, зеркальная поверхность достигается благодаря алмазной шлифовке.
• SPI-B1 - Сатинированная матовая поверхность, полученная при обработке формы наждачной бумагой с зернистостью 600
• Текстурирование пресс-форм - Нестандартная отделка, напоминающая зерно, наносится с помощью пресс-форм для пескоструйной обработки

Вторичные операции

Такие этапы после формовки, как сборка, маркировка, печать, сварка или механическая обработка, могут расширить функциональность детали:

• Нанесение печати - Метод нанесения цветных логотипов, этикеток и графики на изогнутые поверхности литья под давлением
• Ультразвуковая сварка - Сплавляет отдельные формованные компоненты вместе, вызывая высокочастотные вибрации
• Обработка с ЧПУ - Обеспечивает высокую точность деталей, которые трудно интегрировать в литьевые конструкции напрямую

Быстрый контрольный список для проектирования

При окончательной доработке конструкции деталей, изготовленных методом литья под давлением, ниже приводится перечень основных элементов, которые необходимо рассмотреть:

• Равномерная толщина стенок от 0,060 до 0,180 дюймов
• Минимальный угол осадки 1 градус на всех вертикальных поверхностях
• Радиусы всех внутренних и внешних углов
• Опорные ребра добавлены к изолированным боссам
• Прогоны, соединяющие выступающие ребра с номинальными стенками
• Проверены места расположения затвора, выталкивающего штифта и вентиляционных отверстий
• Устранение подрезов, где это возможно
• Стандартная обработка поверхности SPI, указанная

Правильный учет этих важнейших конструкторских соображений обеспечит точность размеров деталей с меньшим количеством производственных дефектов и затрат. Обращайтесь к нам с любыми вопросами по оптимизации вашего следующего компонента или узла, изготовленного методом литья под давлением.