Литье под давлением В настоящее время это наиболее широко применяемый во всем мире процесс производства пластиковых деталей. Он позволяет изготавливать детали с высокой степенью стабильности качества за время от нескольких секунд до нескольких десятков секунд и подходит практически для всех отраслей, включая автомобилестроение, медицинскую промышленность, бытовую электронику и производство промышленного оборудования.
Однако литье под давлением накладывает строгие ограничения на конструкцию. Если инженеры-разработчики упускают из виду эти ограничения на этапе моделирования и обнаруживают проблемы только после изготовления пресс-формы, затраты на ее доработку зачастую превышают затраты на предотвращение проблем более чем в пять раз.
В данном руководстве систематически изложены основные элементы проектирования изделий для литья под давлением — от толщины стенок, углов наклона, линий разъема, подрезов и выталкивающих штифтов до усадки, допусков и типичных дефектов — чтобы помочь вам принимать правильные решения на этапе проектирования.
Расчет толщины стенок при литье под давлением
Почему толщина стены так важна?
Толщина стенки является наиболее значимым параметром при проектировании деталей, изготовленных методом литья под давлением. Она определяет:
- Траектория движения пластмассы внутри пресс-формы и степень заполнения
- Время охлаждения (которое напрямую влияет на производственный цикл)
- Усадка и риск коробления
- Прочность конструкции детали
Рекомендуемая толщина стенок для различных материалов
| Материал | Рекомендуемый диапазон толщины стенок (мм) | Примечание |
|---|---|---|
| ABS | 1,5 – 4,5 | Инженерный пластик общего назначения с хорошей формуемостью |
| ПП | 0,8 – 3,8 | Усадка относительно высокая; для изготовления тонкостенных деталей требуется увеличить скорость |
| ПК | 2,5 – 4,0 | Низкая ликвидность; не должна быть слишком низкой |
| PA66 (нейлон) | 0,8 – 3,0 | Высокая гигроскопичность; необходимо учитывать изменения размеров |
| POM | 1,5 – 3,0 | Высокая степень усадки; сложность контроля допусков |
| TPU | 0,5 – 6,0 | Эластомеры находят широкое применение |
| PEEK | 1,0 – 3,0 | Технологический процесс с высокими температурами и высоким давлением; строгие требования к пресс-формам |
Три практических принципа расчета толщины стенок
Обеспечить равномерную толщину стенки
Участки с значительными перепадами толщины остывают с разной скоростью; более толстые участки подвергаются более сильной усадке, что может легко привести к короблению и появлению вмятин. Если толщина стенок должна изменяться, следует использовать плавный переход, длина которого должна быть не менее чем в три раза больше разницы в толщине.
Используйте ребра вместо увеличения толщины стенки
Если требуется обеспечить жесткость конструкции, следует отдавать предпочтение добавлению ребер жесткости, а не увеличению толщины основной стенки. Это является наиболее важным изменением в подходе, отличающим проектирование изделий для литья под давлением от проектирования изделий для литья.
Вырезание полостей в толстых сплошных участках
Для участков, которые занимают большой объём, но не требуют высокой плотности, следует уменьшить накопление материала путём выемки внутренних частей конструкции (например, с помощью углублений или сердечников), чтобы снизить риск образования впадин.
Расчет угла наклона при литье под давлением
Что такое угол наклона?
Угол скоса — это небольшое сужение боковых поверхностей изделия по отношению к направлению открытия пресс-формы. Его назначение простое: обеспечить плавное извлечение детали при открытии пресс-формы, чтобы она не “застряла” и не прилипла к полости или сердечнику пресс-формы.
При недостаточном зазоре поверхность детали может поцарапаться при извлечении из формы; в крайних случаях это может привести к деформации или даже поломке во время процесса извлечения.
Рекомендуемые эталонные значения углов сброса
| Тип поверхности | Рекомендуемый угол наклона |
|---|---|
| Гладкая внешняя поверхность | ≥ 1° |
| Текстурированные поверхности (например, кожаная текстура или пескоструйная обработка) | Базовое значение 1° + дополнительный 1° на каждые 0,025 мм глубины текстуры |
| Внутренняя стенка глубокой полости (глубина > 50 мм) | Добавляйте 0,5° на каждые дополнительные 25 мм |
| Стандартная текстура MT | Как правило, требуется 3°–5° |
| Боковая поверхность арматурного ребра | ≥ 0,5° с каждой стороны |
Распространенная ошибка в проектировании
Многие инженеры указывают угол наклона 1° для эстетических поверхностей, но упускают из виду глубину текстуры. Например, при выборе текстуры MT-11060 (с глубиной примерно 0,065 мм) теоретически для плавного извлечения из формы требуется угол наклона около 3,6°. Если в чертеже указан только угол 1°, текстура будет повреждаться при каждом цикле выталкивания, что приведет к быстрому износу текстуры в процессе серийного производства.
Рекомендация: После утверждения спецификации текстуры необходимо совместно с инженером-конструктором пресс-форм убедиться, что угол наклона соответствует требованиям; не следует полагаться исключительно на замысел конструктора — необходимо учитывать фактические данные о глубине текстуры.
Планирование линий разъема и поверхностей разъема для литья под давлением
Что такое линия разъема?
Линия разъема — это граница, на которой соприкасаются подвижная и неподвижная половины формы, образуя видимый шов вокруг изделия. Поверхность разъема обозначает полную геометрию этой разделительной границы.
Расположение линии разъема напрямую влияет на:
- Эстетические качества изделия
- Сложность конструкции пресс-формы
- Возможность выбора направления открытия пресс-формы
Принципы выбора места расположения линии разъема
- Разместите его в месте максимального поперечного сечения. Это упрощает геометрию полостей пресс-формы как для подвижной, так и для неподвижной половин, что позволяет свести к минимуму производственные затраты.
- Скрывайте его в незаметных местах. Поскольку небольшой шов на линии разъема неизбежен, его следует располагать вдоль кромок, соприкасающихся поверхностей или на обратной стороне детали, где он будет скрыт от глаз заказчика.
- Следует избегать пересечения изогнутых эстетических поверхностей. Линии разъема на изогнутых поверхностях требуют чрезвычайно высокой точности выравнивания; даже незначительное несовпадение приводит к появлению недопустимого “ступенчатого перехода” или гребня на видимой поверхности.
- Поверхность разъема должна быть максимально простой. Разъем по сложным криволинейным поверхностям значительно повышает сложность изготовления и требования к точности закрытия пресс-формы; такие конструкции следует использовать только в случае функциональной необходимости.
Выявление и устранение подрезов при литье под давлением
Что такое подрезка?
Подрезка — это геометрическая особенность изделия, которая препятствует извлечению детали из формы непосредственно по направлению раскрытия формы. К примерам относятся боковые отверстия, боковые углубления, внутренняя резьба, защелкивающиеся соединения и боковые канавки.
Изготовление подрезов вполне возможно; однако каждый подрез, требующий особого внимания, обусловливает необходимость установки в пресс-форме дополнительного механизма бокового вытягивания сердечника (например, ползуна или подъемника), что приводит к увеличению затрат.
Четыре метода устранения подрезов
Перепроектировать с целью устранения подреза
Измените геометрию изделия, чтобы преобразовать поперечные элементы в элементы, ориентированные в направлении открытия пресс-формы. Например, преобразуйте боковое отверстие в сквозное или измените ориентацию защелкивающегося соединения так, чтобы его можно было освободить напрямую. Это наиболее экономически эффективное решение.
Слайдер
Встроить в пресс-форму механизм бокового вытягивания сердечника; перед обычным открытием пресс-формы ползун отводится вбок. Данный метод подходит для наружных подрезов. Установка одного ползуна, как правило, увеличивает стоимость пресс-формы на 8 000–20 000 юаней.
Подъемник
Добавьте в систему выталкивания компонент углового перемещения: при выталкивании подъемник втягивается внутрь, что позволяет освободить внутренние подрезы. Это подходит для внутренних защелкивающихся соединений или внутренних пазов.
Принудительное выталкивание
В случае эластичных материалов (таких как ТПУ или мягкий полипропилен) небольшие подрезы можно при выталкивании из формы принудительно выдавливать без использования дополнительных механизмов. Как правило, это применимо в тех случаях, когда глубина подреза не превышает 30% толщины стенки.
Рекомендуемая практика: на этапе проектирования изделия проверьте каждый потенциальный подрез на соответствие направлению раскрытия пресс-формы. Используйте DFM (Design for Manufacturability) отчет, позволяющий заранее определить, какие заусенцы можно устранить, а для устранения каких потребуются механические решения.
Расположение выталкивающих штифтов в литьевых формах
Назначение выталкивающих штифтов
Выталкивающий штифт представляет собой цилиндрический стержень в форма для литья под давлением отвечающая за выталкивание детали из полости пресс-формы. По завершении охлаждения включается система выталкивания, которая выдвигает выталкивающие штифты вперед, чтобы отделить деталь от поверхности пресс-формы.
Расположение выталкивающих штифтов напрямую влияет на:
- Можно ли выпустить деталь в целости и без деформаций
- Расположение следов от выталкивающих штифтов (и влияют ли они на эстетический вид)
- Распределение нагрузок во время выброса
Принципы проектирования расположения выталкивающих штифтов
- Обеспечьте равномерное распределение и сбалансированное усилие. Количество и расположение штифтов должны обеспечивать равномерное распределение усилия выталкивания по всей поверхности детали. Если усилие сосредоточено на одной стороне, деталь может наклониться при выталкивании, что приведет к появлению царапин или вмятин (следов от штифтов) на поверхности.
- Уделяйте приоритетное внимание размещению в участках с толстыми стенками и ребристых участках. В этих участках обеспечивается наибольшая адгезия и наивысшая стойкость к выталкиванию, что делает их приоритетными местами для установки выталкивающих штифтов.
- Заранее уточните расположение следов от выталкивающих штифтов. Каждый штифт оставляет на поверхности изделия круглый след (небольшой выступ или углубление). На этапе проектирования согласуйте с заказчиком, на каких поверхностях не должно быть следов от штифтов, и соответствующим образом скорректируйте расположение штифтов.
- Следует избегать использования штифтов слишком малого диаметра. Штифты с малым диаметром подвергаются высоким нагрузкам на единицу площади; после длительного использования они склонны к изгибу или поломке и часто оставляют заметные “белые следы” (локальное побеление) на поверхности изделия. Как правило, рекомендуется минимальный наружный диаметр 2 мм.
Выбор материалов для литья под давлением
Выбор материала — это не изолированное решение; оно напрямую связано с толщиной стенок, допусками, конструкцией литниковых каналов и выбором стали для пресс-формы.
Термопласты общего назначения
- ПП (полипропилен): низкая стоимость, хорошая химическая стойкость, высокая степень усадки (1,0%–2,5%); широко используется в производстве упаковки, товаров для дома и автомобильных салонов.
- АБС: сбалансированные общие характеристики, хорошая формуемость; основной материал для изготовления корпусов бытовой электроники.
- ПЭ (полиэтилен): Мягкий, устойчивый к низким температурам; широко используется для изготовления гибких трубок и упаковочных пленок.
Инженерные пластики
- PA66 (нейлон): износостойкий и высокопрочный материал; широко используется для изготовления несущих деталей и зубчатых колес, однако необходимо учитывать изменение размеров вследствие поглощения влаги.
- POM (ацеталь/полиоксиметилен): высокая жесткость, хорошие самосмазывающиеся свойства; подходит для изготовления прецизионных деталей трансмиссии; высокий коэффициент усадки (1,8%–2,5%).
- ПК (поликарбонат): высокая ударопрочность, хорошая прозрачность; широко используется для изготовления светодиодных светильников и корпусов медицинского оборудования.
Высокоэффективные инженерные пластики
- PEEK: термостойкость (температура длительной эксплуатации до 250 °C); предпочтительный материал для изготовления конструкционных деталей медицинского и аэрокосмического назначения; высокая стоимость.
- PEI (Ultem): огнестойкий и высокопрочный материал; широко применяется в аэрокосмической отрасли и в производстве полупроводников.
Эластомеры
- ТПУ: износостойкий материал с хорошей эластичностью; используется для изготовления защитных чехлов, уплотнителей и подошв спортивной обуви.
- TPE/TPR: Мягкие на ощупь; широко используются для изготовления ручек, кнопок и мягких на ощупь участков деталей, изготовленных методом двухкомпонентного литья (с накладной формовкой).
Основные факторы, которые следует учитывать при выборе материала
При выборе материалов следует учитывать следующие факторы, а не полагаться исключительно на технические характеристики механических свойств:
- Коэффициент усадки: определяет необходимую компенсацию формы и возможность соблюдения допусков на размеры.
- Текучесть (MFI): влияет на заполнение тонкостенных изделий и конструкцию литника.
- Поглощение влаги: Такие материалы, как PA, PC и PBT, необходимо просушить перед формованием, чтобы предотвратить появление дефектов, таких как серебристые полосы и пузырьки.
- Рабочая температура: Фактическая рабочая температура детали не должна превышать температуру теплового прогиба (HDT) материала.
Не нашли подходящий материал для литья под давлением для своего проекта? Ознакомьтесь с нашим библиотека материалов для литья под давлением.
Контроль усадки при литье под давлением
Что такое усадка при литье под давлением?
В процессе охлаждения пластмассы дают усадку, что называется формовой усадкой. Чтобы конечная деталь соответствовала размерам, указанным в чертеже, при определении размеров полости формы к номинальным размерам детали необходимо добавить припуск на усадку.
Определение коэффициента усадки:
Коэффициент усадки = (Размер формы − Размер детали) / Размер формы × 100%
Типичные коэффициенты усадки различных материалов
| Материал | Типичный диапазон коэффициентов усадки |
|---|---|
| ABS | 0,4% – 0,8% |
| ПП | 1,01 TP3T – 2,51 TP3T |
| ПК | 0,5% – 0,7% |
| PA66 | 0,6% – 1,0% |
| POM | 1,81 TP3T – 2,51 TP3T |
| TPU | 0,5% – 2,0% |
| PEEK | 1,21 TP3T – 1,61 TP3T |
Факторы, влияющие на скорость усадки
Усадка не является фиксированным значением; следующие факторы могут привести к отклонениям фактической усадки от теоретических значений:
- Толщина стенок: Более толстые стенки остывают медленнее, что приводит к более значительной усадке. Для одного и того же материала скорость усадки может различаться более чем на 0,5% при толщине стенок от 2 мм до 6 мм.
- Расположение литникового канала и направление литья: Усадка вдоль направления литья, как правило, превышает усадку в перпендикулярном направлении, что приводит к неравномерным изменениям размеров по разным осям.
- Температура пресс-формы: Более высокая температура пресс-формы приводит к более медленному охлаждению и более полной усадке; хотя это и обеспечивает более стабильные конечные размеры, но при этом замедляет производственный цикл.
- Давление впрыска и давление удержания: Достаточное давление удержания позволяет компенсировать некоторую усадку, что способствует уменьшению вмятин и отклонений от номинальных размеров.
- Партии сырья: показатели усадки могут колебаться в пределах ±0,2% между различными партиями одного и того же сорта пластика; для изготовления прецизионных деталей необходимо использовать конкретную, заранее зафиксированную партию материала.
Расчет допусков размеров при литье под давлением
Какой уровень точности можно достичь при производстве деталей методом литья под давлением?
Точность размеров при литье под давлением ниже, чем при механической обработке металла, однако она полностью соответствует требованиям большинства промышленных сборочных операций. Более высокая точность не всегда является преимуществом; чрезмерно строгие требования к допускам могут значительно увеличить стоимость пресс-форм и процент брака.
Справочник по общим допускам при литье под давлением (стандарты ISO)
| Диапазон размеров (мм) | Стандартная точность (мм) | Точность (мм) |
|---|---|---|
| 0 – 30 | ±0,20 | ±0,08 |
| 30–80 | ±0,30 | ±0,12 |
| 80 – 160 | ±0,45 | ±0,18 |
| 160 – 250 | ±0,60 | ±0,25 |
Для обеспечения высокой точности необходимы определенные условия: высокоточная сталь для литейных форм (твердость HRC 48–52), стабильное качество партий сырья, контролируемые температуры форм и расплава, а также — при необходимости — корректировка размеров после обработки.
Какие конструктивные факторы влияют на соблюдение допусков?
Точность учета усадки: значения компенсации формы рассчитываются на основе коэффициентов усадки; ошибки при выборе этих коэффициентов приводят к систематическим отклонениям размеров.
Равномерность толщины стенок: Неравномерная толщина стенок приводит к локальным колебаниям усадки, что вызывает неравномерную стабильность размеров в разных частях одной и той же детали.
Жесткость деталей: Крупные, плоские детали с тонкими стенками склонны к короблению после извлечения из формы, что приводит к низкой повторяемости размеров; эту проблему необходимо устранять с помощью ребер жесткости или вспомогательных приспособлений.
Стабильность размеров в формах с несколькими полостями: в формах с несколькими полостями стабильность размеров во всех полостях зависит от точности обработки формы, что должно быть четко указано в технических требованиях к форме.
Контрольный список для самостоятельной проверки проектирования с учетом технологичности (DFM)
Воспользуйтесь этим контрольным списком для проверки вашего проекта перед отправкой его на изготовление пресс-формы; это поможет вам заранее выявить более 80% проблем, связанных с технологичностью:
Контроль толщины стенок
- Все ли значения толщины стенок находятся в пределах рекомендуемого диапазона для выбранного материала?
- Есть ли резкие изменения толщины стенки? Используются ли для переходов наклоны или скругления?
- Толщина ребра ≤ 60% по отношению к толщине основной стенки?
- Есть ли участки, на которых толщина стенки превышает 4 мм? Это необходимо?
Проверка угла наклона
- Были ли добавлены углы спуска на всех боковых стенках?
- Были ли добавлены дополнительные углы спуска на текстурированных декоративных поверхностях?
- Правильно ли определено направление черновика относительно линии разъема?
Контроль линии разъема
- Была ли линия разъема подтверждена и обозначена на чертеже?
- Проходит ли линия разъема в обход косметических поверхностей класса A?
- Были ли надлежащим образом увеличены допуски для сопрягаемых размеров, пересекающих линию разъема?
Обратный осмотр
- Есть ли какие-нибудь элементы с подрезом?
- Было ли подтверждено наличие решения (удаление, ползунок, подъемник или принудительное извлечение) для каждого подреза?
- Были ли включены в оценку затрат расходы на дополнительные механизмы пресс-формы, необходимые для обработки подрезов?
Проверка системы эжектора
- Было ли при размещении выталкивающих штифтов учтено, чтобы они не выступали на наружные поверхности?
- Достаточна ли площадь поверхности выталкивания (для предотвращения концентрации напряжений и появления “белых” следов)?
- Есть ли в конструкции глубокие выемки или узкие элементы, требующие дополнительной поддержки при выталкивании?
Контроль допусков
- Были ли четко указаны допуски для критически важных сопрягаемых поверхностей?
- Находятся ли требования к допускам в пределах достижимых значений для выбранных материалов и технологических процессов?
- Были ли надлежащим образом ослаблены допуски на размеры по линии разъема?
Распространенные дефекты литья под давлением и их коренные причины, связанные с конструкцией
Большинство дефектов, возникающих при литье под давлением, обусловлены этапом проектирования. Понимание этих первопричин позволяет предотвратить их на этапе проектирования, а не полагаться на корректировку технологического процесса для устранения проблем на более поздних этапах.
Отметка раковины
Проявление: Локальные углубления на видимой поверхности детали, как правило, расположенные напротив ребер жесткости или выступов.
Основная причина, связанная с конструкцией: чрезмерная толщина материала в данном месте приводит к усадке поверхности внутрь при охлаждении.
Конструктивные меры: ограничить толщину ребер значением, меньшим чем 60% от толщины основной стенки; сделать толстые сплошные участки полыми.
Деформация
Проблема: Деталь деформируется после извлечения из формы и не сохраняет заданную форму.
Основные причины: неравномерная толщина стенок приводит к различиям в скорости охлаждения, что вызывает градиенты остаточного напряжения; либо асимметричное расположение литниковых каналов вызывает различия в направлении заполнения формы.
Конструктивные меры: стандартизировать толщину стенок, применять симметричную конструкцию и добавить ребра жесткости для повышения жесткости.
Сварная линия
Проявление: На поверхности детали появляются мелкие линии или различия в цвете, как правило, вокруг отверстий или в местах слияния нескольких фронтов плавления.
Основная причина, связанная с конструкцией: при сближении фронтов плавления происходит понижение температуры, что не позволяет молекулярным цепям полностью соединиться.
Конструктивная мера: Использовать анализ Moldflow для прогнозирования расположения линий сварки и корректировать положение литниковых каналов таким образом, чтобы линии сварки проходили в некритических зонах.
Короткий бросок
Симптом: Неполное заполнение в конце детали, что приводит к недозаполнению.
Основная причина конструктивного недостатка: слишком малая толщина стенки, чрезмерная длина потока или несоответствующие размеры литника, что приводит к чрезмерному сопротивлению потоку.
Конструктивные меры: увеличить толщину стенок в критических участках потока, сократить длину потока или перейти на марку материала с лучшими текучестными характеристиками.
Flash
Проявление: на линии разъема появляется избыточная тонкая чешуйчатая обломочная плавка.
Основная причина, связанная с конструкцией: Неправильное проектирование разделительной поверхности, приводящее к недостаточному локальному усилию зажима; либо наличие на разделительной поверхности обширных участков с тонкими стенками, которые повышают риск образования облоя.
Конструктивная мера: Оптимизировать форму линии разъема и избегать создания на ней больших участков с тонкими стенками.
Пустоты и серебряные полосы
Симптомы: Внутренние пустоты или серебристые полосы на поверхности.
Основные причины конструктивных дефектов: недостаточная сушка материала (для гигроскопичных материалов, таких как PA или PC); либо локальное превышение толщины стенок, приводящее к образованию пустот в результате внутренней усадки.
Конструктивные меры: Проверить технические условия по сушке материала; рассмотреть возможность вырезания отверстий в толстостенных участках или применения технологии литья с использованием газа.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Универсального абсолютного значения минимальной толщины стенки не существует; оно зависит от материала и геометрии детали. В целом можно сказать:
- Для материалов с хорошей текучестью (таких как ПП и ПА) минимальная толщина стенки может составлять всего 0,5–0,8 мм.
- Для материалов с плохой текучестью (таких как ПК и PEEK) рекомендуется минимальная толщина 1,0–1,5 мм.
- Чем больше площадь тонкостенных участков, тем сложнее становится процесс литья, что требует более высоких скоростей впрыска и температур формы.
В реальных проектах рекомендуется оценивать обоснованность требований к минимальной толщине стенок совместно с инженером-конструктором пресс-форм на этапе DFM (проектирование с учетом технологичности), а не просто моделировать исходя из теоретических пределов.
Общие рекомендации следующие:
- Гладкие поверхности: минимум 1°; рекомендуется 1,5°–2°.
- Текстурированные поверхности: добавляйте 1° на каждые 0,025 мм глубины текстуры (например, при глубине 0,075 мм угол будет равен базовому углу 3° плюс дополнительный угол, соответствующий текстуре).
- Глубокие углубления (более 50 мм): добавляйте 0,5° на каждые дополнительные 25 мм глубины.
Более значительный угол наклона облегчает извлечение детали из формы, но приводит к более выраженной разнице в размерах между верхней и нижней частями детали. Для сопрягаемых поверхностей, требующих высокой точности размеров, необходимо найти оптимальный баланс между углом наклона и допусками на размеры.
Стандартные референтные диапазоны (общая точность):
- 0–30 мм: ±0,20 мм
- 30–80 мм: ±0,30 мм
- 80–160 мм: ±0,45 мм
Прецизионное литье под давлением позволяет уменьшить допуски примерно на 60%, однако для этого требуются высокоточные пресс-формы и стабильные условия управления технологическим процессом. Требования к допускам, выходящие за рамки возможностей механической обработки металла (например, более жесткие, чем ±0,02 мм), как правило, требуют дополнительной обработки для их выполнения.
Литье под давлением подходит для переработки практически всех термопластичных материалов, которые подразделяются на три типа:
- Пластмассы общего назначения: ПП, АБС, ПЭ, ПС — низкая стоимость, наибольший объем потребления.
- Инженерные пластики: PA (нейлон), POM, PC, PBT — обладают превосходными комплексными механическими свойствами, используются для изготовления несущих деталей.
- Высокоэффективные пластики: PEEK, PEI, PPS — обладают высокой термостойкостью и прочностью, применяются в сложных условиях эксплуатации, например, в аэрокосмической и медицинской отраслях.
Эластомеры (TPU, TPE) используются для изготовления деталей, которым требуется мягкость на ощупь или упругость, и часто сочетаются с жесткими материалами при двухцветном литье под давлением.
Приоритет следует отдавать устранению подрезов на этапе проектирования с использованием таких методов, как:
- Преобразование боковых отверстий в сквозные или глухие отверстия, выровненные по направлению открытия пресс-формы
- Изменение ориентации защелок для обеспечения возможности непосредственного извлечения изделия из формы
- Перемещение внутренних защелок на внешнюю сторону или переход к конструкции, основанной на сборке
В случае подрезов, которые невозможно устранить, используются механизмы пресс-формы:
- Внешние подрезы: ползун (боковой вытягиватель сердечника)
- Внутренние подрезы: подъемник (втягивается во время выталкивания, чтобы освободить подрез)
- Небольшие подрезы в мягких материалах: принудительное извлечение (глубина подреза не превышает 30% толщины стенки)
Каждый дополнительный механизм бокового вытягивания сердечника, как правило, увеличивает стоимость пресс-формы на 8 000–20 000 юаней; следовательно, рентабельность инвестиций, направленных на устранение подрезов на этапе проектирования, чрезвычайно высока.
Усадка — это неотъемлемое физическое свойство термопластов, обусловленное, в основном, уменьшением объема при охлаждении пластика из расплавленного состояния до твердого. К основным факторам, влияющим на степень усадки, относятся:
- Свойства материалов: Кристаллические пластики (например, PP, POM, PA) демонстрируют значительно более высокие коэффициенты усадки, чем аморфные пластики (например, ABS, PC).
- Толщина стенки: Более толстые участки остывают медленнее, что приводит к более значительной усадке и, как следствие, к более значительным отклонениям от номинальных размеров.
- Давление удержания: Недостаточное давление удержания не позволяет своевременно компенсировать усадку, что приводит к усилению впадин и отклонениям в размерах.
- Температура пресс-формы: Температура пресс-формы влияет на скорость охлаждения, что, в свою очередь, сказывается на равномерности усадки.
- Направление наполнения: Коэффициенты усадки, как правило, различаются в направлении потока и в поперечном направлении, что приводит к анизотропной усадке.
На этапе проектирования усадку контролируют за счет обеспечения равномерной толщины стенок, что позволяет свести к минимуму локальные колебания усадки. На этапе формования усадку стабилизируют путем оптимизации профиля давления удержания и регулирования температуры пресс-формы.
Обобщить
Проектирование изделий для литья под давлением — это инженерная практика, направленная на достижение баланса между функциональными требованиями к изделию и производственными ограничениями. Восемь основных элементов, рассматриваемых в данной статье — толщина стенок, углы наклона, линии разъема, подрезы, выталкивающие штифты, материалы, коэффициенты усадки и допуски — составляют базовый перечень критериев для проверки конструкции деталей, изготавливаемых методом литья под давлением.
Затраты на принятие проектного решения на этапе разработки чертежей значительно ниже, чем затраты на внесение изменений на этапе изготовления пресс-форм. Применение подхода “Проектирование с учетом технологичности” является наиболее эффективным способом сокращения циклов разработки продукции и снижения затрат на серийное производство.
Если вам требуется анализ DFM для вашего конкретного проекта, пожалуйста, обратитесь в Димуд команда; мы предоставляем письменный отчет с анализом в течение 24 часов с момента получения ваших 3D-данных.
