Основные рекомендации по проектированию литья уретана

Как производственный метод, литье уретана резко контрастирует с литьем под давлением. В то время как литье под давлением требует дорогостоящих и трудоемких инструментов, литье уретана использует гибкие силиконовые формы, что позволяет производителям производить высококачественные детали для конечного использования с гораздо более короткими сроками изготовления и с меньшими затратами. Вот почему этот процесс обычно используется для изготовления мостовых инструментов, мелкосерийного производства, быстрого прототипирования, изготовления соединений и деталей с мелкими деталями (например, выпуклыми буквами).

Процесс сборки уретанового литья включает в себя сначала создание эталонного шаблона — по сути, копии (часто напечатанной на 3D-принтере) окончательной детали. Затем рисунок полностью покрывают жидким силиконом и дают ему застыть. Форма разрезается пополам и выкройка удаляется. После этого процесс можно повторить, используя соответствующую полиуретановую смолу для литья.

Полиуретановые литейные материалы способны обеспечить рабочие характеристики, сравнимые, если не превосходящие, с термопластами, используемыми в литье под давлением. Однако, как и в случае с другими методами производства, процесс литья высококачественных деталей, отвечающих всем требованиям к производительности, также требует, чтобы группы разработчиков следовали передовым методам проектирования для обеспечения технологичности (DFM). Вот некоторые из наиболее важных рекомендаций, о которых следует помнить продуктовым командам:

Допуски

Некоторая степень вариации неизбежна при производстве (хотя команды должны стараться учитывать как можно больше переменных), а допуски — это допустимая величина вариации размеров между отдельными единицами. Допуски на литой уретан обычно составляют около ± 0,015 дюйма или ± 0,003 дюйма на дюйм, в зависимости от того, что больше. В каждом конкретном случае могут быть предложены более жесткие допуски.

Как правило, нормальная усадка составляет +0,15%. Это вызвано тепловым расширением уретанового литейного материала и нагреванием гибкой силиконовой формы в ответ на это.

Кроме того, важно отметить, что, хотя литые детали из уретана хорошо поддаются постобработке (хотя дополнительные процессы, такие как полировка или индивидуальная отделка, могут быстро увеличить производственные затраты), некоторые конструктивные особенности, такие как острые углы или надписи, могут иметь небольшое закругление при обработке. процесс охлаждения, влияющий на четкость мелких деталей. Тем не менее, к основному шаблону можно добавить отделку, имитирующую отделку или текстуру SPI. Вы также можете покрасить литые детали из уретана, чтобы они соответствовали цветам Pantone, а также можно добавить определенные цвета и пигменты непосредственно в материалы для литья.

Толщина стенки

Детали, изготовленные методом литья уретана, должны иметь минимальную толщину стенки 0,040 дюйма (1 мм), хотя для некоторых небольших компонентов стенки могут достигать толщины 0,020 дюйма (0,5 мм). Для более крупных деталей обычно требуются более толстые стенки, чтобы обеспечить структурную целостность изделия.

Уретановое литье позволяет изготавливать детали с различной толщиной стенок или неправильной геометрией, но проектирование деталей как таковых следует выполнять только в случае крайней необходимости. Поддержание постоянной толщины помогает свести к минимуму возможность неправильной усадки и деформации в процессе отверждения.

Подрезы и уклоны

В то время как поднутрения могут быстро усложнить конструкцию литья под давлением, гибкий характер силиконовых форм, используемых при литье уретана, обычно позволяет легко и без повреждений извлекать детали.

То же самое относится и к углам уклона:они необходимы для выталкивания деталей из металлических форм, но менее важны для деталей, отлитых из уретана. Тем не менее, включение 3-5 градусов уклона в конструкцию детали может значительно снизить нагрузку на пресс-форму и продлить ее жизненный цикл.

Ребра

Ребра добавляют стабильности и прочности, но важно убедиться, что они ориентированы так, чтобы максимизировать жесткость на изгиб стен, которые они поддерживают. Как правило, высота ребра должна быть не более чем в три раза больше его ширины, а ширина ребра в месте его соприкосновения со стенкой детали должна составлять 40–60 % толщины стенки. Наконец, чтобы максимально увеличить прочность ребра, все внутренние углы должны иметь радиус закругления не менее 25 % от толщины стенки детали.

Боссы

Бобышки позволяют надежно прикреплять сопрягаемые детали с помощью винтов, штифтов и других крепежных элементов. Как и в случае с ребрами, радиус основания должен составлять около 25 % от толщины стенки детали, что в данном случае дает дополнительное преимущество, помогая предотвратить пригорание крепежа при его установке в бобышку.

Внутренние углы бобышки должны иметь радиус закругления 0,060 дюйма (1,5 мм), чтобы минимизировать толщину и уменьшить вероятность образования раковин. Обеспечение того, чтобы бобышки составляли не более 60 % от номинальной толщины стенки, также помогает свести к минимуму усадку.

Используйте преимущества литья уретана уже сегодня

Преимущества литья уретана — короткое время выполнения заказа, низкая стоимость, гибкость дизайна и материалов — и это лишь некоторые из них — действительно окупаются только в том случае, если вы придерживаетесь передовых методов проектирования и производства. Это означает, что нужно обращать внимание на такие переменные, как свойства полиуретанового литьевого материала, общие допуски для резиновых деталей и все, что между ними, что быстро усложняется без помощи опытного партнера-производителя.

Fast Radius — это производственная платформа по запросу с подтвержденным опытом изготовления прототипов и готовых деталей непревзойденного качества путем литья из уретана. Благодаря нашему гибкому подходу мы можем значительно сократить время выполнения заказов и повысить операционную эффективность для продуктовых команд всех форм и размеров.

Наш бизнес основан не только на производстве высококачественных деталей — мы также неустанно работаем над тем, чтобы наши производственные процессы были максимально эффективными, даже если это означает использование комбинации методов для выполнения работы. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.