Како се дизајн калупа за убризгавање прилагођава различитим пластичним материјалима?

Различите пластике имају веома различито физичко понашање током циклуса обликовања.

Неки се скоро уопште не скупљају приликом хлађења (0,4 процента за ПС). Други се драматично смањују (2,5 одсто за неке ПОМ оцене). Неки захтевају специфичне врсте челика за калупе да би се одупрли хемијском нападу. Некима је потребно брзо хлађење, другима је потребно споро хлађење да би се избегао стрес. Неки се лако преливају у танке делове, други се боре са било чиме испод 1 мм дебљине зида.

Када дизајнер калупа не зна који материјал улази, мора да направи претпоставке. Те претпоставке се обично оптимизују за најчешћи материјал који продавница види - типично АБС за козметичке делове. Ако ваша стварна производња покреће најлон-пуњени стаклом или поликарбонат, исти калуп би могао да искриви делове, развије линије заваривања или једноставно не испуни правилно.

Закључавање одлуке о материјалу пре почетка израде алата је једна од најважнијих ствари које купац може да уради за свој пројекат. Осим времена циклуса и козметичког квалитета, избор материјала утиче на избор челика за калупе, дизајн система за хлађење, стратегију избацивања и спецификацију завршне обраде - у суштини све што следи.

Пластика се дели у три широке категорије понашања. Разумевање којој категорији припада ваш материјал је први корак у усклађивању дизајна калупа са материјалом.

Аморфна пластика - за козметичке и оптичке делове

Аморфни полимери попут АБС-а, полистирена (ПС) и поликарбоната (ПЦ) имају молекуларне ланце који се учвршћују у насумичне структуре, а не у кристални образац. Ово им даје неколико карактеристика које су важне за дизајн калупа:

Ниске стопе скупљања, обично 0,4 до 0,7 процената

Одлична способност завршне обраде - они могу задржати полирање до оптичке јасноће

Предвидљива тачност димензија

Већа осетљивост, што значи да су склонији избељивању под стресом

За калуп за убризгавање шкољке миша, АБС је основни материјал. Његово ниско скупљање значи строгу контролу толеранције на карактеристике склапања, а способност завршне обраде површине одговара козметичким очекивањима потрошачке електронике. Дизајн калупа за АБС се фокусира на очување козметичке површине - стратешко постављање капије како би се избегле линије заваривања, довољан број иглица за избацивање да спречи избељивање под притиском и полирање површине у складу са спецификацијом видљивог-области.

A Калуп за убризгавање пластичних ПС чашакористи-ПС опште намене или утицај{1}}измењене варијанте. Дизајн калупа се овде фокусира на-оптимизацију протока танких зидова и ултра-брзо време циклуса. ПС добро подноси хладне калупе (обично 35 до 45 степени), што доприноси његовој-водећој ефикасности циклуса за-радове на танким зидовима великог обима{10}.

Полу{0}}кристална пластика за функционалне и хабајуће делове

ПОМ (ацетал), полипропилен (ПП) и најлон (ПА66) су полукристални полимери. Њихови молекуларни ланци се слажу у кристалне регионе током хлађења, дајући им карактеристике веома различите од аморфних материјала:

Високе стопе скупљања, обично 1,5 до 2,5 процената

Одлична механичка својства - чврстоћа, крутост, отпорност на хабање

Нижа осетљивост на зарезе - више опрашта од геометријских концентратора напона

Захтевнија контрола температуре калупа

AКалуп за убризгавање зупчаника мотораобично користи ПОМ због његове изванредне комбинације ниског трења, стабилности димензија под оптерећењем и отпорности на замор. Али велико скупљање ПОМ-а (1,8 до 2,5 процената) значи да се шупљина калупа мора исећи већу од димензија готовог дела за тачно праву количину. Ако ово погрешно схватите, значи -из-специфичних зупчаника који се не могу правилно повезати.

ПОМ такође захтева вруће калупе - типичне температуре калупа од 80 до 95 степени - да би се обезбедила правилна кристализација. Хладни калупи производе делове ниске кристалности, лоших механичких својстава и унутрашњег напрезања који се касније испољава као савијање.

Инжењерска пластика за апликације високих{0}}перформанси

ПЦ/АБС мешавине, ПЕЕК, ППС и слична инжењерска пластика гурају дизајн калупа у специјалну територију:

Температуре обраде изнад 300 степени

Често абразивна (класе са-пуњеним стаклом, минералима{1}})

Избор челика за калуп постаје критичан

Често су потребни системи загрејаних калупа

За ове материјале, стандардни челик за калупе П20 неће дуго преживети. Х13 врући-челик за радни алат или специјализовани нерђајући типови као што је С136 су обично потребни, са тврдоћом у опсегу ХРЦ 50 до 58. Полирање шупљина мора издржати напад абразивног пунила. Дизајн вентилације треба да се носи са агресивним гасовима који се ослобађају током обраде.

Ево референтне табеле која би требало да буде на зиду сваког инжењера калупа када започиње пројекат.

Неколико запажања из ових података. Скупљање ПОМ-а од 1,8 до 2,5 процената је отприлике 4 до 6 пута веће од АБС-а од 0,4 до 0,7 процената. То је огромна разлика - и управо је то разлог зашто димензије шупљине ПОМ калупа морају бити веће од димензија шупљине еквивалентног АБС калупа за исту величину готовог дела.

Разлике у температури калупа такође су важне. АБС калупи који раде на 50-80 степени користе стандардне регулаторе температуре. ПОМ калупи који раде на 80-105 степени захтевају системе грејања већег капацитета и одговарајућу изолацију. ПЦ калупи који раде на 80-110 степени са температурама топљења изнад 280 степени захтевају системе са врућим клизачима који су посебно оцењени за рад на високим температурама.

Како челик калупа мора да се мења са материјалом

Избор материјала за калуп се често занемарује у фази пројектовања, али драматично утиче и на почетну цену калупа и на дуготрајни{0}}век трајања.

Типичан калуп за убризгавање пластичних ПС чаша који ради од полистирена опште{0}}намене може да користи -исплатив П20 челик јер ПС није-корозиван и не{4}}абразиван. Калуп даје 500.000 до 1.000.000 снимака без значајног хабања.

Калуп за убризгавање шкољке миша за АБС обично користи НАК80 - унапред-каљени челик за калупе који изузетно добро држи полирање за потребе козметичких површина. Нешто већи трошак (око 25 одсто више од П20) оправдан је козметичким квалитетом и нешто дужим веком трајања.

AКалуп за убризгавање зупчаника мотораза рад са ПОМ-ом, посебно са{0}}пуњеним стаклом, потребан је каљени челик као што је С136 или Х13. ПОМ пуњен стаклом-је абразив - пролазећи кроз шупљину П20 видљиво истроши површину у року од 200.000 снимака. Уз правилну селекцију челика, исти калуп за зупчанике даје 1,5 милиона снимака или више.

Реномирани произвођач калупа за ињектирање усклађује избор челика са стварним захтевима за материјалом и запремином, уместо да за сваки пројекат поставља једну врсту челика. Та врста{1}}специфичног инжењеринга је оно што одваја врхунске алате од робних алата.

Два нова тренда преобликују начин на који дизајн калупа прилагођава нове материјале.

Рециклирана пластика брзо расте у потрошачкој амбалажи. Рециклирани ПС посебно је све чешћи у производњи чаша за једнократну употребу, како за тврдње о одрживости, тако и за смањење трошкова. Изазов: рециклирани материјали имају више варијација између серије-до-од првобитног материјала. Дизајнима калупа су потребни шири прозори за обраду да би се прилагодили овој варијабилности без стварања дефеката.

Пластика на бази био- као што су ПЛА, ПХА и био-ПЕ расте у апликацијама за контакт са храном{2}}. Ови материјали имају карактеристике обраде које се прилично разликују од еквивалената на бази нафте{4}}. Дизајн калупа може захтевати прилагођене брзине хлађења, различите величине капије и модификоване системе за избацивање у поређењу са традиционалним материјалима.

За брендове који се крећу кроз ову транзицију, рад са искусном фабриком калупа за ињектирање која је заправо производила делове и девичанских и биолошки-врста чини значајну разлику у пробном-у-производном успеху.

Избор материјала директно је повезан са усаглашеношћу са прописима:

АСТМ Д3641 стандардна пракса за бризгање

ИСО 1043 стандарди за идентификацију пластичних материјала

ФДА 21 ЦФР за материјале у контакту са храном (релевантно за ПС апликације за храну{1}})

РоХС и РЕАЦХ за кућишта електронике (релевантно за потрошачку електронику)

ИАТФ 16949 за аутомобилске апликације (релевантно за системе преноса возила)

Уредба ЕУ 10/2011 за пластичне материјале у контакту са храном

Документација која одговара овим стандардима треба да прати сваку испоруку алата од озбиљног добављача -, не као накнадну мисао, већ као стандардну испоруку пројекта.

Ево сценарија који често виђамо. Потрошачки бренд пита да ли један калуп може да произведе исти део од АБС-а, ПЦ-АБС мешавине и стакла-пуњеног ПЦ-а - да би поједноставио свој инвентар и смањио улагање у алат.

На папиру, ово звучи разумно. Сва три материјала производе отприлике сличне делове када су бризгани. У пракси, стопе скупљања се довољно разликују (0,5%, 0,6%, 0,3%) да иста шупљина производи делове са варијацијама димензија које превазилазе толеранцију коју је одредио купац за фактор од 2 до 3 пута.

Право решење: заједничка база калупа са три заменљива сета уметака са шупљинама, сваки сече да компензује специфичну стопу скупљања тог материјала. Цена је око 1,6 пута по једном калупу, а не 3 пута - значајна уштеда - док се и даље испоручују тачне димензије за сваки материјал.

Управо због оваквог пројекта је тако важан претходни разговор са вашим добављачем о тачним материјалима и количинама. Било да набављате калуп за убризгавање пластичних ПС чаша са више-шупљина за-паковање велике запремине, прецизни калуп за убризгавање моторних зупчаника за индустријске склопове зупчаника или козметичкиКалуп за убризгавање шкољке мишаза потрошачку електронику, одлука о материјалу покреће сваки други инжењерски избор низводно.

Пластични материјали се деле у три породице: аморфни (АБС, ПС, ПЦ), полу{0}}кристални (ПОМ, ПП, ПА66) и инжењерски разреди (ПЕЕК, ППС, пуњена инжењерска пластика)

Стопе скупљања варирају 4-6к између материјала, драматично утичући на димензије шупљине

47% прераде калупа долази од-неподударања калупа (АСТМ подаци)

Челик калупа мора да одговара материјалу: П20 за општу намену, НАК80 за козметику, С136/Х13 за инжењерску пластику

Природни пар различитих производа са различитим породицама полимера:Калуп за убризгавање шкољке мишаобично користи АБС, калуп за убризгавање моторних зупчаника користи ПОМ, пластични калуп за убризгавање ПС чаша користи ПС

Рециклирана пластика и пластика на био{0}}бази захтевају шири прозор за обраду у дизајну калупа

Закључајте спецификацију материјала пре него што дизајн алата почне - то покреће сваку другу инжењерску одлуку

Без обзира да ли су вашем пројекту потребни АБС козметички делови, ПОМ прецизни зупчаници, ПС паковање или специјални инжењерски материјали, прави дизајн калупа почиње са закључаном правом одлуком о материјалу. Завршите овај разговор одмах у фази ДФМ-а, а остатак пројекта тече глатко.

Сунхингстонес пружа ДФМ преглед-специфичан за материјал у све три категорије производа - Пластичне ПС чаше алате за калупе за убризгавање за паковање велике количине-, дизајне калупа за убризгавање моторних зупчаника за прецизне индустријске зупчанике и програме за калупе за убризгавање шкољке миша за кућишта потрошачке електронике.

Контактирајте сада