Thiết kế khuôn ép phun giải quyết sai lệch kích thước sản phẩm như thế nào?

Nhựa không hoạt động như kim loại. Khi nhựa nóng chảy lấp đầy khuôn và nguội đi, nó sẽ co lại. Nếu khuôn được cắt theo kích thước chính xác mà bạn mong muốn thì chi tiết đó luôn trở nên quá nhỏ. Đó là lý do đầu tiên và lớn nhất khiến các bộ phận không đạt được kích thước của chúng.

Nhưng sự co ngót không phải là thủ phạm duy nhất. Các nguồn sai lệch kích thước chính là:

Độ co rút của vật liệu không được bù đúng cách trong khuôn

Làm mát không đều gây cong vênh

Độ dày của tường thay đổi trên toàn bộ phần

Vị trí cổng đẩy vật liệu không đều

Các tham số quy trình trôi ra khỏi cửa sổ đã được chứng minh

Tiêu chuẩn tham khảo để đo mức độ co lại của vật liệu là ASTM D955. Quá trình ép phun có độ chính xác kích thước tốt bắt đầu bằng cách biết hành vi co ngót của vật liệu và thiết kế khuôn xung quanh nó, chứ không hy vọng sửa chữa nó sau này.

Mọi loại nhựa đều co lại khi nguội đi, nhưng chúng không co lại với cùng một lượng. Đây là con số quan trọng nhất để làm đúng.

Phạm vi co ngót điển hình của khuôn trông gần như thế này:

ABS: khoảng 0,4 đến 0,7 phần trăm

Polypropylen (PP): khoảng 1,0 đến 2,5 phần trăm

Polycarbonate (PC): khoảng 0,5 đến 0,7 phần trăm

Nylon (PA): khoảng 0,8 đến 2,0 phần trăm

Khuôn ép vỏ chuột thường được đúc bằng nhựa ABS hoặc hỗn hợp ABS, một phần vì độ co ngót thấp và có thể dự đoán được, điều này giúp-vỏ chặt dễ cầm hơn. Đây là cách bù co ngót hoạt động trong thực tế:

Xác định chính xác vật liệu và cấp độ bạn sẽ sử dụng trong sản xuất

Tra cứu tốc độ co ngót được công bố của nó, sau đó tinh chỉnh nó dựa trên hình dạng bộ phận

Cắt khoang khuôn lớn hơn phần cuối cùng một chút theo độ co ngót

Xác minh trong lần thử đầu tiên và tinh chỉnh-thép nếu cần

Cái bẫy mà nhiều người mua rơi vào là thay đổi vật liệu sau khi khuôn được chế tạo. Nếu bạn thiết kế khuôn cho ABS rồi chuyển sang vật liệu có độ co-cao hơn để tiết kiệm chi phí thì các bộ phận của bạn sẽ có kích thước nhỏ hơn và không có cách khắc phục dễ dàng. Khóa vật liệu trước khi cắt khuôn.

Đây là điều mà hầu hết mọi người không nhận ra: việc một bộ phận nguội đi đồng đều như thế nào có ảnh hưởng rất lớn đến kích thước và hình dạng cuối cùng của nó.

Nếu một mặt của bộ phận nguội nhanh hơn mặt kia thì bộ phận đó sẽ bị cong vênh. Nó uốn cong về phía có-làm nguội chậm hơn, giống như một dải kim loại bị nung nóng không đều. Trên một phần phẳng như đế vỏ chuột, ngay cả một vết cong vênh nhỏ cũng có thể trở thành vấn đề về độ vừa vặn khi bạn cố gắng ghép nó với nửa trên.

Thiết kế làm mát tốt khắc phục điều này bằng cách:

Đặt các kênh làm mát đều xung quanh khoang

Giữ khoảng cách kênh từ bề mặt khoang nhất quán

Sử dụng làm mát phù hợp (các kênh đi theo hình dạng bộ phận) cho các hình dạng phức tạp

Cân bằng làm mát giữa các bên lõi và khoang

Trong công việc thiết kế khuôn vỏ chuột, chúng tôi coi bố cục làm mát như một công cụ kích thước chứ không chỉ là một công cụ chu trình-thời gian. Làm mát đều có nghĩa là các bộ phận phẳng hơn và các bộ phận phẳng hơn được lắp ráp chính xác.

Các bộ phận bằng nhựa muốn có độ dày thành đồng đều. Khi bức tường dày hơn ở một khu vực, khu vực đó giữ nhiệt lâu hơn, co lại nhiều hơn và kéo theo hình học xung quanh.

Vỏ chuột là một bộ phận có thành mỏng, thường khoảng 1,5 đến 2,5 mm và việc giữ cho thành đó nhất quán là một trong những chìa khóa để giữ kích thước. Trường hợp bạn không thể tránh khỏi một phần dày, chẳng hạn như trùm vít, cách khắc phục là lõi nó ra để bức tường vẫn bằng phẳng thay vì để lại một cục nhựa cứng.

Đây là một kịch bản chúng ta thường thấy. Một người mua mang đến cho chúng tôi một thiết kế vỏ chuột với các trùm vít chắc chắn và các đường gân gia cố dày dặn. Bản năng đầu tiên là nặn nó như đã vẽ. Nhưng những phần dày đó sẽ co lại nhiều hơn những bức tường mỏng xung quanh, kéo theo các vết lõm và cong vênh trên bề mặt thẩm mỹ. Cách khắc phục nằm ở thiết kế: làm rỗng các phần lồi, làm mỏng các gân xuống khoảng 60% độ dày thành và bộ phận này giữ được hình dạng của nó. Kiểu xem xét này không tốn chi phí gì ở giai đoạn thiết kế và tiết kiệm chi phí sửa khuôn sau này.

Cánh cổng là nơi nhựa nóng chảy đi vào khoang. Vị trí của nó ảnh hưởng đến cách nhựa chảy, cách nó đóng gói và cuối cùng là kích thước của các bộ phận như thế nào.

Cổng được đặt không đúng cách sẽ gây ra việc đóng gói không đồng đều, có nghĩa là một số khu vực của bộ phận chịu áp lực vật liệu nhiều hơn các khu vực khác. Kết quả là sự thay đổi kích thước trên toàn bộ phần. Đối với một bộ phận đối xứng như vỏ chuột, cổng cân bằng tập trung hoặc bố cục nhiều cổng được cân bằng hợp lý sẽ giúp đóng gói đồng đều.

Loại cổng cũng quan trọng. Mỗi lựa chọn phổ biến đều có sự-đánh đổi về độ chính xác và hình thức, đồng thời lựa chọn phù hợp phụ thuộc vào vị trí bạn có thể ẩn dấu cổng trên phần đã hoàn thiện.

Khi khuôn đã được chế tạo đúng cách, quá trình đúc khuôn là đòn bẩy cuối cùng. Các tham số di chuyển kích thước nhiều nhất là:

Áp suất giữ: áp suất lớn hơn sẽ chứa nhiều vật liệu hơn, làm cho các bộ phận lớn hơn một chút

Nhiệt độ nóng chảy: ảnh hưởng đến cách vật liệu chảy và co lại

Thời gian làm mát: quá ngắn và bộ phận tiếp tục co lại sau khi đẩy ra

Tốc độ phun: ảnh hưởng đến việc đóng gói và căng thẳng bên trong

Nguyên tắc quan trọng là quy trình đó phải tinh chỉnh-các kích thước chứ không phải giải cứu khuôn được thiết kế sai. Nếu bạn thấy mình đang chạy quy trình ở cài đặt khắc nghiệt chỉ để đạt kích thước, thì vấn đề thực sự thường nằm ở khuôn. Kiểm soát độ co ngót của khuôn phun tốt được tích hợp ở giai đoạn thiết kế.

Phương pháp tiếp cận độ chính xác về kích thước của chúng tôi được-tải trước. Trước khi cắt bất kỳ loại thép nào, chúng tôi chạy một bản thiết kế-để-đánh giá quá trình sản xuất nhằm đánh dấu các phần dày, tường không bằng phẳng và các rủi ro về khả năng chịu đựng. Chúng tôi lập mô hình độ co ngót cho vật liệu cụ thể của bạn, thiết kế làm mát đồng đều và cân bằng cổng.

Sau lần thử đầu tiên, chúng tôi xác minh bằng báo cáo CMM đầy đủ và điều chỉnh thép nếu cần. Bởi vì thép luôn có thể được loại bỏ nhưng không bao giờ được thêm vào lại, nên chúng tôi cắt bỏ các lỗ hổng ở khía cạnh an toàn và tinh chỉnh thay vì đoán mò và hy vọng.

Đối với một vỏ máy chính xác như vỏ chuột, quy trình kỷ luật đó là yếu tố tách biệt các bộ phận gắn chặt với nhau khỏi các bộ phận gây khó khăn cho bạn trong mỗi lần lắp ráp.

Nếu bạn đang phát triển Khuôn ép vỏ chuột hoặc bất kỳ vỏ nhựa-khớp chặt nào, hãy gửi cho chúng tôi thiết kế bộ phận của bạn. Chúng tôi sẽ chạy một bản thiết kế miễn phí-để-đánh giá quá trình sản xuất và cho bạn biết chính xác rủi ro về kích thước ở đâu, trước khi bạn chi một đô la cho công cụ.

Liên hệ ngay