3 совета по созданию более прочных деталей для литья под давлением

Литье под давлением — это универсальный производственный процесс, который обычно включает впрыск расплавленной пластмассы в прочные металлические формы, что позволяет производить большие объемы идентичных деталей. В то время как литье под давлением может быть невероятно рентабельным в больших масштабах, пластиковые детали обычно проходят проверку конструкции, 3D-печать, моделирование и тестирование перед литьем под давлением конечного продукта. Вот несколько советов, которые следует учитывать при проектировании литьевых деталей из пластика, которые помогут повысить прочность конечного продукта.

Выбор материала:основа для создания прочных деталей

Во-первых, короткое замечание о выборе материала. Это может показаться очевидным, но конкретные материалы, из которых изготовлены ваши компоненты, окажут значительное влияние на долговечность, прочность и ударную вязкость конечной детали или сборки. Один простой способ повысить прочность ваших деталей и узлов? Используйте более прочные термопласты. Вот несколько распространенных материалов для литья под давлением, которые следует учитывать, если вы хотите повысить прочность своих деталей, изготовленных методом литья под давлением.

АБС

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) — это ударопрочный инженерный термопластик, который используется как в быту, так и в промышленности — из этой доступной смолы можно изготовить все, от пультов дистанционного управления и корпусов электроники до компрессоров и производственных ингаляторов. Однако ABS подвержен атмосферным воздействиям и растрескиванию под напряжением при воздействии определенных химических веществ.

Поликарбонат

Этот пластик, также известный как поликарбонат, обладает невероятной ударопрочностью (даже большей, чем у АБС-пластика) и может быть сделан прозрачным, что делает его распространенной альтернативой стеклу. Потребительские товары, такие как защитные очки, лицевые щитки, внутренние и внешние вывески и окна, изготавливаются из этой смолы, которая также иногда используется для защиты экстерьера зданий. Несмотря на устойчивость к ударам, ПК подвержен царапинам и требует больших затрат в работе.

Нейлон

Нейлоны представляют собой универсальное семейство пластиков, которые хорошо подходят для применений, требующих низкого коэффициента трения в сочетании с хорошей износостойкостью, химической и термической стойкостью. В то время как ненаполненный нейлон, как правило, обладает определенной степенью гибкости и жесткости, в материал могут быть включены стабилизаторы и добавки для оптимизации конкретных свойств детали. Стеклянные волокна, например, улучшают прочность на сжатие, жесткость и температуру теплового изгиба материала, а также делают его хрупким. Нейлон склонен впитывать влагу из окружающей среды и легко повреждается ультрафиолетовым излучением без использования стабилизаторов.

Ацеталь

Ацеталь ценится за его жесткость, низкий коэффициент трения и устойчивость к истиранию, воде и химическим веществам. Ацеталь обычно используется для производства электроники, застежек-молний и шестерен, автомобильных компонентов, деталей для пищевой промышленности и многих других применений. Ацеталь не совместим с технологиями аддитивного производства и поэтому используется для прототипирования реже, чем нейлон. Он также не подходит для косметических деталей или тех, которые требуют покраски или печати.

Советы по созданию более прочных деталей

Избегайте толстых разделов

Время охлаждения, обычно самый длительный этап процесса литья под давлением, определяется самыми толстыми участками детали. Более длительное время охлаждения означает более длительное время цикла, что, в свою очередь, увеличивает стоимость производства. Более толстые поперечные сечения также увеличивают риск того, что разные участки детали будут охлаждаться с разной скоростью, что может привести к таким дефектам, как деформация и впадины.

Литье под давлением как процесс, как правило, является стабильным и последовательным при использовании для производства деталей с толщиной стенки в диапазоне от 0,040 дюйма (1,016 мм) до 0,140 дюйма (3,556 мм), но идеальная номинальная толщина стенки зависит от материала. Детали с толщиной стенки более 0,120 дюйма (3 мм), как правило, поддаются формованию, но часто требуют дополнительного внимания, чтобы обеспечить заполнение полости формы во время каждого цикла. В поперечном сечении около 0,150 дюйма (3,8 мм) могут образовываться раковины, что требует дополнительных процессов или поддержки для поддержания жизнеспособности детали.

Усилить стены или выступы ребрами

Стены и бобышки — это два элемента, которые часто превышают приведенные выше рекомендации по максимальной толщине стенок, отчасти потому, что они должны быть достаточно прочными для правильного функционирования. Ребра повышают прочность ключевых областей, для которых требуется толщина стенки больше номинальной, рельефные элементы и высокие стенки — и все это без влияния на время цикла. В некоторых случаях использование большего количества ребер в конструкции детали может сократить расход материала.

Чтобы свести к минимуму риск образования раковин или пустот при остывании детали, толщина стенки бобышки должна составлять 40–60 % от номинальной толщины стенки компонента. Бобышки должны быть зафиксированы на месте ребрами или скруглениями, чтобы свести к минимуму деформацию. Бобышки могут создавать дополнительные точки напряжения, но на самом деле они могут усиливать точки напряжения в конструкции детали, если они правильно включены.

Используйте скругления и радиусы для усиления углов

Острые углы никому не помешают в производстве, особенно для деталей, изготовленных методом литья под давлением. Решение для обхода углов? Радиусы скругления и радиусы скругления. Они похожи:радиусы скругления — это скругление внутреннего угла, а радиусы скругления — скругление внешних углов детали.

Скругление внутренних углов обеспечивает ряд преимуществ, в том числе повышение несущей способности детали и снижение концентрации напряжений. Это также обеспечивает более равномерное заполнение полости во время производства, что помогает предотвратить расширение углового материала и растрескивание качества детали. Между выступами и ребрами можно добавить радиусы скругления, соединяющие их с соседними стенами для дополнительной прочности. Скругление внешнего угла дополнительно помогает повысить несущую способность, снижает вероятность переломов и удаляет из конструкции детали углы, которые трудно заполнить, что упрощает обеспечение более равномерного заполнения пресс-формы.

Повысьте прочность своих литьевых деталей с помощью квалифицированного специалиста

Долговечность и ударная вязкость — не единственные свойства материалов, которые нужны командам разработчиков. Крайне важно найти правильный баланс между прочностью, функциональностью, доступностью и другими желаемыми характеристиками материала. В противном случае вы рискуете получить слишком гибкую или слишком хрупкую деталь.

Работая с опытным партнером-производителем, таким как Fast Radius, вы можете спокойно отдыхать. Наша команда усердно работает, чтобы помочь каждому из наших клиентов оптимизировать свои конструкции и предоставить информацию, необходимую для обеспечения того, чтобы каждая деталь, которую мы производим вместе с вами, превосходила ожидания, когда речь идет о прочности детали, графике производства и стоимости. Готовы начать? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших услугах по литью под давлением.