Како дизајнирати систем за избацивање калупа за ињектирање?

Избацивање често добија мање пажње инжењера него одлуке о затварању, хлађењу и линији раздвајања у почетној фази пројектовања калупа. Третира се као детаљ који треба решити након што се успостави геометрија главне шупљине, а не као примарно разматрање дизајна.

Ово наређење је грешка. Систем избацивања директно одређује:

Тамо где се на површини дела појављују трагови сведока, што утиче на козметичко прихватање

Колика је сила примењена и где, што одређује да ли се танки делови изобличују или пуцају

Колико поуздано се део ослобађа, што утиче на време продужења производње и стопу отпада

Да ли калуп може да ради у циљном времену циклуса, пошто су ход избацивања и време ресетовања део укупног циклуса

Лоше дизајниран систем за избацивање може учинити да суштински здрав дизајн калупа производи доследно неисправне делове. Добра вест је да су принципи добро-утемељени и да се одлуке могу управљати ако се доносе у правом редоследу.

Игле за избацивање - Стандардни избор

Округле игле за избацивање су најчешћи метод избацивања. Једноставне су за машинску обраду, лако се замењују и добро-које их разумеју произвођачи калупа широм света. Одлуке о дизајну које су најважније:

Постављање: Игле треба да буду постављене на не-козметичким површинама, у структурно здравим деловима дела (ребра, избочине, равне области) и распоређене да би се сила избацивања применила што је равномерније могуће преко отиска дела. Концентрисање силе избацивања на мали број клинова ствара локални напон који може деформисати танке делове.

Пречник: игле већег пречника распоређују силу на већу површину и мање је вероватно да ће оставити видљиве трагове. Минимални практични пречник игле је обично 2–3 мм; игле испод ове величине су крхке и склоне ломљењу. Тамо где козметичка ограничења захтевају мале игле, користите највећи пречник који дозвољава геометрија.

Број: Више иглица генерално значи бољу расподелу силе. Уобичајена грешка је навођење минималног броја иглица како би се избегло повећање трошкова, а затим откривање да смањена расподела силе изазива изобличење дела. За Калуп за убризгавање шкољке миша апликације где је квалитет површине критичан, распоред избацивања треба да користи онолико иглица колико геометрија дозвољава.

Плоче за скидање - за делове који не могу да толеришу трагове игле

Скидач плоча замењује појединачне игле за избацивање плочом која додирује цео периметар или велику површину дела. Када плоча напредује, она равномерно гура део са језгра без додира тачке који стварају игле.

Плоче за скидање су пожељна метода избацивања за:

Кућишта са{0}}танким зидовима и делови шкољке где би контакт игле створио трагове сведока

Делови са великим отвореним површинама који би се изобличили под тачком избацивања

Транспарентни делови на којима је видљива било каква површинска ознака

Замена{0}}: плоче за скидање додају механичку сложеност калупу и захтевају конфигурацију линије раздвајања где плоча може да ради без ометања других компоненти калупа.

Избацивачи оштрица - за ребра, пераја и уске карактеристике

Избацивачи сечива су равне, правоугаоне игле за избацивање које се користе тамо где би округла игла била преширока или би пропустила функцију која захтева избацивање. Стандардни су за избацивање дубоких ребара, танких пераја и уских избочина које би иначе ухватиле језгро и одупрле избацивању.

За зупце зупчаника на аКалуп за убризгавање зупчаника мотора, ејектори сечива или прстенасти избацивач (чаура која је у контакту са ОД зуба зупчаника) су често пожељнији од стандардних округлих клинова постављених у мрежи зупчаника, пошто омогућавају директнију примену силе избацивања на карактеристике са највећим подручјем приањања.

Избацивање ваздуха - за плитке делове са великом површином

Компримовани ваздух који се убризгава кроз мале отворе у шупљини или језгру ствара разлику притиска која помаже да се разбије вакуумски заптивач између дела и површине калупа. Избацивање ваздуха је најкорисније за делове плитке, велике-површине-(поклопци, тацне, равне плоче) где је усисавање примарни отпор избацивању, а не хватању за скупљање.

Избацивање ваздуха ретко је довољно као једини механизам за избацивање, али добро функционише у комбинацији са иглама или плочом за скидање - ваздух прекида усисавање док механички елементи примењују силу избацивања.

Комбиновани системи - за сложене делове

Већина делова са било којом геометријском сложеношћу има користи од комбинације метода избацивања: стандардне округле игле у главним деловима тела, избацивачи сечива на ребрима или перајима, можда избацивач рукава око централног отвора и избацивање ваздуха на великим равним површинама. Дизајнирање комбинације захтева мапирање области хватања преко геометрије дела и одабир најприкладнијег механизма за сваки регион.

Миш Спакао калуп за убризгавање

Дефинишући изазов у ​​дизајну избацивања калупа за убризгавање шкољке миша је то што спољна површина - А-површина коју корисник додирне - не може да покаже никакве трагове сведока са иглица за избацивање. Унутрашња површина има већу толеранцију на трагове, али чак и тамо, трагови који су превише изражени могу ометати уклапање унутрашњих компоненти.

Преферирани приступ за шкољке миша и слична кућишта потрошачке електронике је:

Идентификујте све козметичке површине на спољној шкољки и искључите сваки контакт ејектора из ових региона

Поставите игле за избацивање у унутрашње пресеке ребара - где структура ребра пружа подршку против деформације под оптерећењем избацивања

Користите прстен за скидање око периметра ако шкољка има дефинисану доњу ивицу, што омогућава избацивање по ободу без контакта са унутрашњом-површином

Великодушно одмерите игле у дозвољеним областима да бисте минимизирали контактни притисак и смањили дубину ознаке

Објављена студија случаја у Интернатионал Јоурнал оф Пластиц Тецхнологи (2020) открила је да је прерасподела иглица за избацивање са 6 великих иглица на 14 мањих иглица у сличном кућишту потрошачке електронике смањила дубину ознаке избацивања за 62% и елиминисала изобличење димензија током избацивања - без додатних трошкова калупа.

Калуп за убризгавање зупчаника мотора

Избацивање прецизних зупчаника без изобличења геометрије зуба један је од захтевнијих изазова избацивања у стандардном дизајну калупа. Кључна разматрања:

Примените силу избацивања на зупчаник или главчину, а не на зупце зупчаника. Контакт зуба током избацивања може довести до трајне деформације у профилу зуба, компромитујући квалитет мреже.

Користите чахуру или прстен за избацивање око спољног дела зупчаника, равномерно додирујући лице зупчаника уместо да убацујете у тачку{0}}било коју специфичну функцију.

Минимизирајте ход избацивања потребан за ослобађање дела. Зупчаници са дубоким зупцима могу захтевати дуже ходове, али прекомерни ход са контактом на зупцима ствара више могућности за изобличење профила.

Уверите се да је температура калупа конзистентна пре избацивања. Зупчаник мотора који је избачен док је главчина још увек знатно топлија од зубаца има много већи ризик од изобличења главчине током избацивања.

Пластични калуп за убризгавање аутомобила за играчке

Ин Пластични калуп за убризгавање аутомобила за играчкедизајна, приоритет се помера на поузданост избацивања и ефикасност времена циклуса, а не на козметичко савршенство на свакој површини. Каросерије и компоненте шасије играчака се обично избацују великом брзином циклуса, а систем за избацивање мора да буде довољно робустан да поуздано ради током милиона хитаца без-интензивног хабања.

Кључна разматрања укључују:

Користите каљене клинове за избацивање (Х13 или еквивалентан алатни челик, ХРЦ 48–52) уместо стандардних клинова од меког челика, који се брзо троше при великим брзинама циклуса

Дизајн за лаку замену игле - игле ће се на крају истрошити или поломити, а распоред треба да омогући приступ појединачним пиновима без већег растављања

Балансно избацивање преко каросерије аутомобила играчака - често има асиметричну геометрију (једна страна са отворима точкова, друга релативно равна), а распоред избацивања треба да компензује ову асиметрију позиционирањем иглица које и даље постиже уравнотежену расподелу силе

Угао промаја - благи конус примењен на вертикалне зидове тако да се одвајају од језгра калупа и шупљине током избацивања - је важан као и сам дизајн система за избацивање. Недовољна промаја је један од најчешћих узрока заглављивања делова у калупу и не може се у потпуности надокнадити додавањем веће силе избацивања.

Стандардне смернице за угао нацрта:

Ово су минималне вредности - више промаје је увек боље са становишта избацивања, у оквиру ограничења функционалне геометрије дела. Текстурираним површинама је потребно знатно више промаје од глатких јер текстура физички захваћа површину калупа. Делови који изгледају као да имају адекватан нацрт на глатким прототиповима често се лепе када се примени производна текстура - што је уобичајен проблем који се може избећи.

ЗаКалуп за убризгавање шкољке мишадизајна са фином површинском текстуром, угао промаја на текстурираним површинама треба потврдити пре него што се текстура нанесе на калуп. Промена угла промаје након текстурирања захтева поновну-машинску обраду челика и поновну-примену текстуре - скупу прераду.

Сила потребна за избацивање дела зависи првенствено од:

Пројектована површина свих површина у контакту са језгром калупа и зидовима шупљина

Коефицијент трења између материјала дела и површине калупа

Температура калупа у тренутку избацивања

Поједностављена формула за процену која се широко користи у индустрији:

Сила избацивања (Н)=Пројектована контактна површина (цм²) × Притисак при скупљањем (МПа) × Коефицијент трења

Притисак захвата варира у зависности од материјала: приближно 5–15 МПа за ПП, 10–20 МПа за АБС, 15–25 МПа за ПОМ и 20–35 МПа за ПЦ. Коефицијенти трења зависе од завршне обраде површине и премаза калупа.

Практична употреба овог прорачуна није да се добије прецизан број, већ да се разуме како се сила избацивања мења са геометријом - и да се обезбеди да је укупна сила избацивања распоређена на довољно контактне површине да остане испод локалног притиска који би деформисао део.

Ако процењена сила избацивања подељена са бројем клинова за избацивање производи контактни притисак изнад границе течења материјала на температури избацивања (обично 30–60% напона течења на собној температури), потребно је више клинова или већа контактна површина.

Студија уПолимерно инжењерство и наука(2021) су открили да је погрешна дистрибуција силе избацивања одговорна за приближно 22% одбацивања димензија у производњи кућишта потрошачке електронике са танким зидовима -, а значајан део се може приписати у потпуности дизајну система за избацивање, а не варијаблама материјала или процеса.

Истраживања уМеђународни часопис за пластичну технологију(2020) је документовао да је прерасподела контакта за избацивање са концентрисаних низова иглица на распоређене периметре скидача смањила деформацију делова везаних за избацивање-за 58% у деловима са танким{3}}зинама.

Објављен рад о ефектима углова промаја (Јоурнал оф Ињецтион Моулдинг Тецхнологи, 2019) потврдили су да су делови избачени са угловима промаја испод минималног препорученог за ниво текстуре показивали трагове лепљења и повлачења при стопама 4–7 пута већим од делова са одговарајућим промајем - без обзира на друге параметре дизајна калупа.

Произвођач потрошачке електронике у југоисточној Азији производио је кућиште за бежични миш од АБС-а. Калуп је дизајниран са шест иглица за избацивање на унутрашњој површини шкољке ради једноставности. Током квалификације производње, појавила су се два упорна проблема:

Прво, шест иглица за избацивање стварало је видљиве рупице на унутрашњој површини које су ометале правилно постављање носача за монтирање ПЦБ-а - држач је морао да буде навучен преко ознака, стварајући проблеме у процесу монтаже. Друго, један угао шкољке је био константно благо искривљен - као резултат неравномерно распоређене силе избацивања, при чему је најближа игла удаљена 45 мм од региона угла.

Сунхингстонес је редизајнирао систем за избацивање у сарадњи са произвођачем калупа: шест великих иглица је замењено са дванаест мањих иглица које су равномерније распоређене по унутрашњој структури ребра, а додат је делимични прстен за скидање на доњем периметру шкољке. Угаона област којој је претходно недостајала подршка за избацивање добила је две додатне игле постављене у пресеку ребара.

Резултати након модификације система за избацивање:

Дубина удубљења на унутрашњој површини смањена је са 0,15 мм на 0,03 мм - испод прага слободног простора за монтажу, елиминишући проблем са седиштем носача

Искривљеност угла је елиминисала - претходно захваћени угао који се сада мери унутар 0,05 мм од номиналног преко 500 делова мерених у квалификацији

Стопа одбацивања производње по козметичким и димензионалним основама пала је са 3,8% на 0,6%

Трошкови модификације калупа су надокнађени у року од шест недеља од производње само на основу смањеног отпада и прераде.

Одлуке о дизајну система за избацивање су управљиве у фази пројектовања и скупе за промену након израде калупа. Идентификовање козметичких ограничења, мапирање сила хватања, избор правог механизма за сваки регион и потврда одговарајућег промаја пре текстурирања -, ови кораци који су правилно обављени на почетку спречавају трошкове отпада, прераде и модификације калупа који су резултат решавања проблема избацивања у производњи.

У Сунхингстонес-у, дизајн избацивања третирамо као примарни инжењерски аспект калупа од првог прегледа дизајна -, а не детаљ који треба да се реши након што се геометрија шупљине финализује. Било да се ради о прецизном калупу за убризгавање шкољке миша, калупу компоненте зупчаника или-компонентама играчака велике запремине, систематски радимо на распореду избацивања пре него што се дизајн пусти на машинску обраду.

Контактирајте сада

Росато, ДВ и Росато, МГ Приручник за ињекцијско прешање, 3. издање. Спрингер, 2000. [Основна референца за принципе дизајна система за избацивање]

Менгес, Г. ет ал. Како направити калупе за ињектирање, 3. издање. Хансер, 2001.

Цхен, ВЦ ет ал. „Процена силе избацивања и оптимизација за пластичне бризгане делове.“ Инжењеринг и наука полимера, том. 61, број 4, 2021.

Лин, ЦИ и Цхенг, ЦХ "Утицај распореда клинова за избацивање на тачност димензија код бризгања са танким{4}} зидовима." Међународни часопис за пластичну технологију, том. 24, број 2, 2020.

Бридсон, ЈА Пластицс Материалс, 7тх Едитион. Буттервортх-Хеинеманн, 1999. [Својства материјала за процјену силе избацивања]

Схоемакер, Ј. Молдфлов Десигн Гуиде. Хансер, 2006.

Поузада, АС ет ал. „Утицај угла промаја на силе избацивања и квалитет делова у бризгању.“ Часопис за технологију бризгања, том. 12, 2019.