Оптимизация литья под давлением с выталкивающими пинами: типы и лучшие практики

Внедрение выталкивающих пинов в литье под давлением в производственные процессы привело к автоматизированным операциям, улучшению скорости производства и обеспечению более эффективных продуктов. Это также улучшило последовательность в дизайнах продуктов.

Несмотря на улучшение производственных процессов литьем под давлением, есть, однако, много недостатков в его дизайне, которые нужно оптимизировать. Это для гарантии лучших и более эффективных продуктов.

Таким образом, эта статья рассматривает выталкивающие пины в литье под давлением и как оптимизировать их дизайн для более эффективных продуктов.

Что такое выталкивающие пины литья под давлением?

Выталкивающие пины жизненно важны в создании деталей. Они являются интегральным компонентом системы выталкивания в форме, который определяет конечный результат продуктов в процессе литья под давлением.
Литье под давлением — производственный процесс, включающий впрыск расплавленного пластика в металлическую форму для принятия формы формы. Поэтому выталкивающие пины в литье под давлением включают удаление завершенных деталей из форм-матриц. Металлическая форма состоит из двух частей: сторон A и B. При охлаждении расплавленного материала в форме обе части металлической формы разделяются для позволяя удаления твердого пластика. Формы литья построены так, что когда они открыты, половина стороны A поднимается, оставляя сформированную деталь и сторону B.

Выталкивающие пины расположены на половине B-стороны формы, из которой они выталкивают сформированную деталь из формы. Пин-след выталкивающей формы обычно отпечаткован на готовых продуктах как вмятина.

Типы выталкивающих пинов

Существует много типов выталкивающих пинов, используемых в производстве продуктов. Ниже приведены наиболее распространенные типы, которые вы найдете идеальными для процесса.

Сквозно-закаленные выталкивающие пины

Эти выталкивающие пины термически обработаны для обеспечения последовательности в твердости через диаметр пина. Сквозно-закаленные пины могут выдерживать рабочие температуры до 200°C, и они в основном подходят для пластиковой системы выталкивания в форме.

Поверхностно-закаленные выталкивающие пины

Они также известны как нитрированные пины H13, намного более твердые пины, чем сквозно-закаленные, и подходят для систем выталкивания литья под давлением в форме. Поверхностно-закаленные пины нитрированы до 65–70 HRC и могут выдерживать температуры выше 200°C.

Черные выталкивающие пины

Производители разработали эти выталкивающие пины из-за неспособности нитрированных пинов H13 применяться в рабочих температурах выше 600°C. Черный выталкивающий пин покрыт черным поверхностным 처лением, которое позволяет ему быть само смазывающимся и выдерживать высокие температуры до 1000°C. Это дорогой выталкивающий пин и подходит для металлической системы выталкивания в форме для автомобилей.

Проектировочные соображения литья под давлением

Дизайн формы литья под давлением должен быть таким, чтобы он функционировал как запланировано. Ошибка в дизайне может привести к трещинам или усадке детали, что может оказаться слишком затратным или слишком трудоемким для исправления.

Следовательно, необходимость выполнения хорошо структурированного дизайна важна, и есть определенные факторы для рассмотрения.

● Создайте углы наклона

Угол наклона — это наклон в форме, применяемый к обеим сторонам формы литья под давлением. Это легкое искажение в форме формы позволяет легкое удаление пластика из формы.

Наклон формы должен быть представлен для обеспечения сопротивления трению при удалении детали из формы. Позволяя больше углов наклона обеспечит легкое освобождение деталей из системы выталкивания в форме.

Отсутствие углов наклона приведет к большим следам выталкивающих пинов на детали при удалении и царапинам на стенке формы.

● Единообразная толщина стенки

Когда расплавленный материал вливается в форму с единообразной толщиной стенки, он свободно течет без ограничений, заполняя полость стенки и принимая её определенную форму.

Неравномерные стенки формы приводят к охлаждению более тонкого сечения расплавленного материала. Поэтому, когда более толстое сечение остывает, это приведет к усадке материала, концентрации напряжений и в конечном итоге трещинам при удалении.

Тем не менее, если ваш дизайн не позволяет единообразную толщину стенки, это можно исправить выделением и добавлением гуссетов.

(Выделение — процесс удаления расплавленного пластика из широкой области для обеспечения единообразия вдоль стенки. Гуссеты — поддерживающие структуры, которые вы добавляете к стенке как усиления для снижения толщины стенки)

● Обеспечьте скругленные края

Наличие скругленных углов снаружи и внутри детали имеет несколько преимуществ. Это снижает концентрацию напряжений и предотвращает трещины детали.

Острые углы ограничивают поток расплавленного пластика в матрице, и при охлаждении пластик тянется против острых углов и трудно удаляется.

Детали со скругленными краями легки в производстве, более экономичны и позволяют лучшее формирование и удаление продуктов.

● Сократите подрезки

Подрезки — выступающие особенности в дизайне формы, препятствующие удалению любой стороны формы. Подрезки необходимы и неизбежны в дизайне формы, так как они предотвращают прямое выталкивание детали из формы.

Однако подрезки можно исправить созданием замков или защелок, позволяющих легкое удаление или сборку. Насколько возможно, команда дизайна должна держать количество подрезок в системе выталкивания в форме на минимуме.

● Расположение затвора

Затворы — точки входа расплавленного пластика в форму. Однако при охлаждении детали затвор оставляет пин-след, который в большинстве случаев все еще виден даже после удаления вмятины.

Команда дизайна может использовать краевой затвор для исправления этого, где результирующие вмятины будут менее заметны. Расплавленный материал также впрыскиваем через удлинение, расположенное на выталкивающем пине.

При охлаждении детали выталкивающий пин может сдвинуть результирующий пин-след от затвора во время удаления детали из формы.

● Природа материала

Тип используемого материала должен зависеть от функции продукта

Некоторые материалы толстые, некоторые гибкие, в то время как другие твердые или хрупкие. Тип выбранного материала определит, для какой цели деталь и её дизайн.

Пока вы можете утолщать некоторые материалы, также возможно гнуть их в формы. Также вы должны учитывать это перед выбором типа материала.

Распространенные дефекты и решения

Литье под давлением с использованием выталкивающих пинов приходит с некоторыми дефектами. Ниже приведены возможные дефекты и необходимые решения.

Переломы

Главная причина перелома выталкивающих пинов — разница в требуемой силе для выталкивания детали из формы и прочности пина.

Выталкивание деталей из формы требует силы. Иногда требуемая сила превышает прочность пина из-за его неподдерживаемой длины, тем самым приводя к перелому.

Поэтому самый эффективный способ исправить переломы выталкивающих пинов — использовать большое количество выталкивающих пинов с большими диаметрами. Таким образом, требуемая сила имеет равномерное распределение по различным пинам, тем самым снижая переломы.

Следы выталкивающих пинов

Это «вмятины», оставленные на детали выталкивающими пинами при удалении из формы. Этот пин-след может привести к трещинам продуктов во время использования. Следовательно, важно спроектировать систему выталкивания в форме для предотвращения дефекта следов выталкивающих пинов.

• Расположите выталкивающие пины так, чтобы сила выталкивания по детали была постоянной.
• Разместите выталкивающие пины на твердых частях, таких как металлические вставки, столбы и ребра, чтобы избежать дефекта следов выталкивающих пинов.
• Спроектируйте позицию выталкивающих пинов на плоской поверхности детали, а не на склонах.

Струйка

Струйка возникает в результате малого размера затвора или быстрой скорости впрыска расплавленного материала в форму, приводящей к искаженной форме.

Это можно исправить:

• Увеличением размера затвора
• Контролем потока расплавленного материала в форму

Другие типы выталкивателей

Хотя они могут быть не распространены среди многих механиков, есть также другие типы выталкивателей. Ниже приведены некоторые примеры.

Выталкивающие втулки

Это просто полые выталкивающие пины. Состоит из пина с твердой поверхностью втулки с отверстием и сердечного пина, который входит в отверстие. Отверстия в выталкивающих втулках для направления и защиты пина.

Выталкивающие плиты

В системе выталкивания в форме, выталкивающие плиты функционируют вместе с выталкивающими пинами. Она держит голову пинов, чтобы предотвратить их выход во время процесса выталкивания пинов литья под давлением.

Выталкивающие блоки

У них есть смазывающие полые канавки и применяются к поверхности тонких продуктов, требующих высокой поверхностной отделки, но которые были бы повреждены дефектом следов выталкивающих пинов.

Они ограничивают следы выталкивающих пинов и также применимы для использования на поверхности продуктов с высокой деформацией.

Заключение

Эксперты по дизайну не могут игнорировать важность выталкивающих пинов в процессе литья под давлением. Это потому, что сформированный продукт в форме зависит от эффективности выталкивающих пинов для избежания дефектов следов выталкивающих пинов.

Поэтому важно доверять компании с знанием Design for Manufacturing, как использовать выталкивающие пины и отличной историей управления дизайном выталкивающих пинов литья под давлением.
Мы в RapidDirect можем гарантировать оптимизированные дизайны для вашего процесса выталкивающих пинов литья под давлением. Консультируйтесь с нашей командой поддержки для производственных советов и если у вас уже есть CAD-файл, остается маленький шаг. Загрузите его сейчас, чтобы получить мгновенную котировку для вашего дизайна.

Часто задаваемые вопросы

Какие дизайны литья под давлением можно использовать, если площадь поверхности ограничена?

В случаях дизайна, где площадь поверхности ограничена, так что нет точек на детали, позволяющих выталкивание из формы, вы можете оптимизировать свой дизайн:
– Добавлением боссов для действия как выталкивающие подложки
– Заменой выталкивающих пинов на детали из жидкого силиконового каучука, так что при охлаждении детали вручную выталкиваются из форм через жидкий силиконовый каучук.

Какой лучший материал для использования в деталях?

При выборе материала лучше учитывать функцию вашего продукта и свойства, которые он должен обладать. Дешевые альтернативы провалятся в долгосрочной перспективе. Поэтому лучше использовать высокопроизводительные материалы, удовлетворяющие потребности нашего продукта.