Топ-5 подводных камней литья под давлением и как их избежать

Как любой производственный процесс, литье под давлением имеет свои преимущества и недостатки. Некоторые детали легче лить, чем другие, и вещи могут быстро пойти не так, если вы не знаете, что делаете.

Для новичков, экспериментирующих с их первыми литыми под давлением деталями — или даже для опытных инженеров, которые обычно идут другими процессами — легко попасть в определенные ловушки, ведущие к слабым, некрасивым или деформированным деталям.

Эта статья рассматривает пять распространенных ошибок, допускаемых во время литья под давлением, включая советы о том, как их избежать.

1. Вариации в толщине стенок

В отличие от фрезерованных с ЧПУ или 3D-напечатанных деталей, которые могут принимать многие формы, литые под давлением детали часто выглядят похоже: тонкие, оболочечные объекты без глубоких секций твердого материала.

Это из-за того, как работает литье под давлением. Когда форма заполняется жидким материалом, этот материал должен остыть, чтобы стать твердым; если некоторые области остывают быстрее других, более холодные области затвердевают и усаживаются раньше других, вызывая напряжения, результатом которых является деформация детали.

Способ избежать этой деформации — обеспечить, чтобы ни одна область не была драматически тоньше других, так как более тонкие области остывают быстрее. Идеальная ситуация — иметь полностью последовательные толщины стенок, но если это невозможно, переход между тонкими и толстыми должен быть максимально плавным.

Правила для следования:

• Тонкие стенки должны быть не тоньше 40% толщины смежных стенок
• Материалы вроде Полиуретана и Пластиков, усиленных длинными волокнами, не могут принимать тонкие стенки

2. CAD-файлы, конвертированные из других форматов

При проектировании литой под давлением детали вы должны начинать с нуля, приспосабливая каждый шаг жизненного цикла продукта к процессу литья под давлением.

Это значит, что вы не можете просто взять, например, файл 3D-печати вроде .STL и конвертировать его в формат литья под давлением. Даже если вы превратите .STL в .STEP файл, результатом будет 3D-объект, изначально состоящий из треугольников, в то время как литье под давлением интерпретирует формы как серию кривых.

Хотя пакеты программного обеспечения для обратной инженерии существуют для превращения .STL файлов (обратно) в другой формат, они требуют столько же экспертизы — или больше — сколько проектирование новой детали.

3. Разъемные линии в неправильном месте

В процессе литья под давлением разъемная линия — разделительная линия между сердечником и матрицей форм. Ее размещение может влиять на успех и косметический внешний вид литой детали.

Неправильное размещение разъемной линии может вызывать проблемы такие как:

• Заусенцы, где материал вытекает из крошечной щели между сердечником и матрицей формы
• Потребность в дополнительных шагах выталкивания

Разъемные линии идеально должны размещаться вдоль острых краев. Это и делает линию менее видимой и снижает шансы заусенцев и других нежелательных эффектов.

Многие пакеты CAD-софта включают анализ разъемной линии, помогая решить на идеальном размещении. Однако ваш софт, вероятно, не может понять возможное реальное применение вашей детали, что также большой фактор при определении размещения линии.

4. Использование менее 1 градуса уклона

Во время литья под давлением уклон или конусность — угол, включенный в дизайн для облегчения выталкивания формы. Уклон также может снизить деформацию или поломку детали.

Одна из самых распространенных ошибок в дизайне литья под давлением — отказ от уклона — или не включение его до поздней стадии процесса дизайна, когда это повлияет на иначе готовый дизайн негативно.

Правила для следования:

• Добавляйте 1 градус уклона на каждый дюйм глубины полости
• 0,5 градуса для вертикальных граней
• 3+ градусов для запорного устройства (shutoff)

Также имейте в виду, что уклон относится к разъемной линии: линия должна быть расположена так, чтобы она разделяла и поэтому минимизировала уклон.

5. Подрезы

Подрезы — это выступы, впалые области или другие особенности, которые мешали бы детали быть выталкиваемой из простой двухчастной формы. Примеры подрезов включают защелки-клипсы на пластиковых контейнерах и резьбу на крепежах.

Литье под давлением деталей намного легче (и дешевле) изготовить, если дизайн свободен от подрезов, поэтому все усилия должны быть сделаны для их устранения из дизайна.

Если особенность необходима для детали, есть некоторые обходные пути, включая боковые действия, бамп-оффы и телескопические запорные устройства, но эти увеличат и стоимость, и сроки. Изменение разъемной линии может смягчить проблему подреза.

Подрезы также представляют проблему в фрезеровке с ЧПУ, когда концевой фрезер не может достичь особенности из-за ее размещения. Некоторые прототипы с трудными подрезами могут быть подходящи для 3D-печати с поддерживающими структурами.

3ERP — специалист по быстрому прототипированию с многолетним опытом изготовления деталей литьем под давлением. Свяжитесь с нами для бесплатной котировки на ваш следующий проект.