Полное руководство по литью под давлением: процессы, типы и лучшие практики

Литьё под давлением — производственный метод, позволяющий производственным компаниям быстро создавать большие количества идентичных продуктов. Процесс включает использование высоконапорной сопла для заполнения различных форм расплавленным материалом.

Типичные прямые формы литья под давлением имеют две половины — сердечник и матрицу — которые разделяются, позволяя извлечь деталь эффективно. Чтобы прямая форма могла быть спроектирована, деталь должна иметь возможность быть извлечённой вдоль линии разворота без препятствий. Хотя это может звучать просто, это требование накладывает значительные ограничения на инженеров и дизайнеров.

Элементы дизайна, препятствующие способности детали освободиться от своей формы вдоль линии разворота, называются подрезами (undercuts) — но они не обязательно должны избегаться. Фактически, полезные элементы дизайна вроде защёлок и зажимов, боковых портов и отверстий, вертикальных резьб и штыревых соединений — все примеры подрезов, многие из которых широко используются в медицинском оборудовании и пластиковых потребительских продуктах. Прежде чем деталь с элементами подреза может быть извлечена, часть формы, создающая подрез, должна быть сначала удалена.

Действия (actions) — специальные элементы, спроектированные в форме, позволяющие литье элементов подреза, но отодвигающиеся, чтобы также позволить прямое извлечение детали. Пока действия увеличивают затраты и сроки, связанные с инструментарием, дополнительные расходы часто окупаются сами собой, позволяя производителям производить жизнеспособные детали с геометрией подрезов.

Вот несколько самых распространённых действий.

1. Кулачки (Cams)

Кулачки — простые устройства, которые оттягивают поверхности формы подреза от детали, позволяя форме открыться. Наиболее распространённый тип кулачка использует наклонный пин для управления движением действия, который открывается и закрывается с той же скоростью, что и остальная форма. Кулачки позволяют гораздо большую геометрическую сложность в дизайне детали без необходимости дополнительной внешней настройки или корректировок операторами во время производства.

Кроме того, сам пин кулачка нужно контролировать на протяжении производственного жизненного цикла, так как сталь — сжимаемый и гибкий металл, что может привести к нестабильному качеству деталей, если дополнительная нагрузка сжимает пин.

2. Подъёмники (Lifters)

Подъёмники помогают извлекать внутренние подрезы или внутренние грани без уклона. После остывания детали подъёмник толкает вверх под углом, удаляя участок подреза из формы, и отодвигается от подреза при извлечении. Однако вместо наклонного пина для управления движением действия, подъёмники приводятся действием пресса литья под давлением, давящего на выталкивающие плиты.

Базовый подъёмник-действие отодвигается одновременно с извлечением — только перпендикулярно линии разворота. Пока подъёмник движется под углом относительно сердечника формы, он движется боково относительно детали, что позволяет поверхностям подреза извлекаться с той же скоростью, что и отодвигание подъёмника. Внутренние особенности вроде уклонов, ребер и выступов нужно модифицировать для приспособления к диапазону движения подъёмника.

3. Слайдеры (Sliders)

В отличие от подъёмников, слайдеры-действия извлекают внешние подрезы. Похоже на кулачки, слайдеры используют наклонные пины, прикреплённые к сердечнику формы, чтобы оттянуть слайд от готовой детали, позволяя ей быть легко удалённой. Они также могут быть соленоидными или гидравлическими.

4. Развинчивание (Unscrewing)

Детали с резьбовыми особенностями — вроде винтов и других крепежей — сложны для извлечения из форм литья под давлением. Внешние резьбы можно легко включить в дизайн формы, пока резьбы перпендикулярны линии разворота. Внутренние резьбы и неперпендикулярные внешние резьбы требуют внешнего механизма развинчивания. Действие вставляется в форму перед впрыском, затем развинчивается из детали после застывания материала.

5. Схлопывающийся сердечник (Collapsible core)

Действия схлопывающегося сердечника полезны для извлечения круговых подрезов. Детали лиются прямо вокруг действия, сердечник которого схлопывается после застывания материала. Это позволяет действию — и детали — быть легко удалёнными из формы. Действия схлопывающегося сердечника также можно использовать для создания резьбовых особенностей.

Действия делают геометрию подрезов возможной

Подрезы позволяют инженерам создавать полезные, геометрически сложные дизайны деталей, но по цене затруднения извлечения деталей из форм. Решение для производителей — включение действий в инструменты в производственном инструментарии, позволяющих элементам подреза легко извлекаться из формы без повреждения детали.

Помощь доверенного онлайн-цифрового производственного партнёра вроде Fast Radius помогает упростить весь жизненный цикл продукта — от прототипирования и инструментария через пост-производство и исполнение заказов. Наша преданная команда дизайнеров, инженеров и продуктовых менеджеров неудержимо работает над каждой работой, чтобы обеспечить, что создаваемые нами детали сделаны из высококачественных материалов и доставлены вовремя. Фактически, наши процессы настолько эффективны, что во многих случаях мы можем передать эти временные и стоимостные экономии нашим клиентам. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.