Как избежать распространенных дефектов литья под давлением: 6 проверенных советов по проектированию

Литье под давлением — это основной процесс для массового производства пластиковых деталей. Благодаря высокой повторяемости, гибкости дизайна и низкой стоимости единицы продукции, большинство пластиковых изделий вокруг нас произведены именно этим способом. Однако процесс имеет свои нюансы: создание формы стоит дорого, а сроки запуска могут быть дольше, чем при 3D-печати или ЧПУ-обработке. Главное же — необходимо заранее учитывать типичные дефекты литья, чтобы исключить их еще на этапе проектирования.

6 ключевых правил проектирования для качественного литья

1. Используйте уклоны (draft angles) для легкого извлечения детали

При извлечении готовой детали из формы на её поверхности могут оставаться царапины и следы перетяжки. Добавление углов уклона на все вертикальные стенки существенно облегчает разформление. Рекомендуется минимальный угол уклона 2°. Для текстурных поверхностей добавляйте 0,4° на каждые 0,1 мм глубины текстуры.

2. Избегайте подрезов (undercuts)

Подрезы — это элементы геометрии, которые мечают извлечение детали из двухилойной формы. Их наличие усложняет и удорожает инструменталию. По возможности перепроектируйте деталь так, чтобы убрать подрезы. Если это невозможно, применяйте:

• Запоры (shutoffs) для внутренних подрезов;
• Перенос разъёма формы;
• Съемные вставки (bumpoffs) для гибких элементов;
• Боковые подвижные сердечники (side-actions).

3. Правильно проектируйте втулки (bosses) и ребра

Втулки — цилиндрические выступы с отверстиями для крепежа (саморезы, вставки). Для надежного крепления внешний диаметр втулки должен быть в 2 раза больше номинального диаметра винта, а внутренний — равен диаметру сердечника винта. Отверстие втулки должно проходить до базовой стенки для сохранения однородной толщины. Укрепляйте втулки ребрами или соединяйте со стенками.

4. Обеспечьте равномерную толщину стенок

Неравномерная толщина стенок ведет к неравномерному охлаждению, вогнутым усадкам (sink marks) и деформации (warping). Старайтесь делать стенки одинаковой толщины. Если переходы неизбежны, делайте их плавными с фаской или скруглением длиной в 3 раза больше разницы толщин. Это обеспечит равномерное заполнение полости.

5. Выполняйте толстые участки полыми и добавляйте ребра

Толстые участки увеличивают риск усадки и деформации. Ограничьте максимальную толщину стенок, делая массивные участки полыми. Для сохранения жесткости вносите ребра: их толщина — 0,5 от толщины основной стенки, высота — не более 3-х толщин ребра, с фаской у основания 0,25 от толщины ребра.

6. Скругляйте все края и углы

Резкие углы создают концентрацию напряжений и препятствуют потоку материала. Для внутренних краев радиус скругления ≥ 0,5 толщины стенки. Для внешних — радиус = внутренний радиус + толщина стенки. Это гарантирует постоянную толщину стенок во всем сечении.

Соблюдение этих правил не только снижает брак, но и уменьшает стоимость и сроки производства. Для запуска проекта загрузите CAD-модель и получите мгновенный расчёт с DFM-анализом.