3 ключевых компонента чистых, функциональных литых конструкций

Литье под давлением — популярный производственный процесс для массового производства идентичных пластиковых деталей с хорошими допусками. Во время этого процесса термопластичные хлопья или гранулы расплавляются и впрыскиваются в форму. Как только термопластический материал остынет и затвердеет, штифты выталкивателя выталкивают готовую деталь из формы. Многие потребительские товары, которые люди используют каждый день, изготавливаются методом литья под давлением, от зарядных устройств для телефонов до автомобильных запчастей и кубиков Lego®.

После того, как пресс-форма изготовлена, у инженеров есть средства, с помощью которых можно постоянно воспроизводить сложные детали с очень низкой стоимостью за единицу. Таким образом, совершенствование процессов изготовления пресс-форм имеет решающее значение. Вот ускоренный курс по оптимизации конструкции детали, отлитой под давлением, а также советы и рекомендации для разработчиков продуктов.

Три совета и рекомендации по проектированию пресс-форм для литья под давлением

Детали, изготовленные методом литья под давлением, могут иметь сложную геометрию и предлагают разработчикам продукции достаточную гибкость проектирования. Единственное предостережение заключается в том, что команды разработчиков должны проектировать свои детали с учетом конкретных требований литья под давлением.

Очень сложно внести коррективы в конструкцию после того, как деталь уже изготовлена. Таким образом, разработчики продуктов должны идеально спроектировать пластиковую деталь для литья под давлением, чтобы снизить риск возникновения проблем с конструкцией инструмента, добиться наилучших результатов и снизить затраты. Чтобы спроектировать чистые, функциональные детали, начните с этих трех передовых методов проектирования литья под давлением:

1. Поддерживайте постоянную толщину стен

Правило номер один при проектировании деталей для литья под давлением — управление толщиной пресс-формы. Неоднородные стенки могут вызвать деформацию детали по мере остывания термопластичного материала или появление утяжин. Рекомендуемая толщина стенки варьируется в зависимости от используемого пластика. Например, рекомендуемая толщина стенки полиуретана (PUR) составляет от 0,080 дюйма до 0,750 дюйма, тогда как полистирол (PS) имеет гораздо меньший диапазон от 0,035 дюйма до 0,150 дюйма. Хорошее эмпирическое правило – поддерживать толщину стенок пресс-формы в пределах от 1,2 мм до 3 мм.

Если деталь рассчитана на разную толщину, дизайнеры продукта должны сделать переход между ними как можно более плавным. Это обеспечивает равномерное течение расплавленного пластика внутри полости формы. Фаска или скругление, длина которых в 3 раза превышает разницу в толщине, должны помочь.

Толстые секции в конструкции пресс-формы для литья под давлением могут вызвать коробление, провисание и другие дефекты, но иногда они необходимы для сложной геометрии. Разработчики продуктов могут включать более толстые секции в свои формы, придерживаясь ограничений по толщине стенок, делая эти секции полыми. Включение ребер в деталь усиливает полые секции и обеспечивает жесткость.

Толщина ребер варьируется в зависимости от используемого термопластика, но ребра всегда должны быть меньше двух третей толщины основной стенки. Если ребро слишком толстое, на внешней поверхности появятся вмятины.

2. Удалите подрезы, которые не имеют решающего значения для дизайна

Подрезы — это особенности, которые препятствуют чистому извлечению отлитой под давлением детали из пресс-формы без каких-либо структурных повреждений. Поднутрения могут быть самых разных форм — отверстия, полости или области, где выравнивание не перпендикулярно линии разъема пресс-формы. Лучшее, что может сделать продуктовый дизайнер, — вообще избегать подрезов. Они всегда делают конструкцию пресс-формы для литья под давлением более дорогой, сложной и трудоемкой, чем необходимо.

Тем не менее, есть несколько дизайнерских приемов для обработки подрезов. Самый простой способ исправить поднутрение — переместить линию разъема формы так, чтобы она пересекалась с поднутрением. Однако этот совет применим только к конструкциям с поднутрениями на внешней стороне пресс-формы.

Выступы или подрезы для зачистки являются вариантом, если элемент и материал достаточно гибки, чтобы расширяться и деформироваться по форме во время выталкивания. Выступ должен находиться далеко от опорных конструкций пресс-формы и иметь угол опережения от 30 до 45 градусов.

В крайнем случае, боковые действия или подъемники могут исправить поднутрения, когда нельзя изменить конструкцию пресс-формы, чтобы избежать подрезов. Сердечники бокового действия представляют собой перпендикулярные вставки, которые скользят внутрь и наружу формы при ее открытии и закрытии. Эти механизмы значительно повышают стоимость и сложность. Даже с этими решениями дизайнерам следует вообще избегать подрезов и устранять подрезы во время прототипирования.

3. Черновик, черновик, черновик

Углы уклона являются конструктивными соображениями, которые облегчают чистое извлечение отлитой под давлением детали из формы. Это может показаться несущественной конструктивной особенностью, но чертежи имеют решающее значение для изготовления функциональных деталей, полученных методом литья под давлением. Черновики помогают предотвратить повреждение детали при выпуске, снижают производственные затраты, ускоряют сроки производства, обеспечивают однородность поверхности и обеспечивают множество других преимуществ. Без углов уклона рабочие группы рискуют повредить свои дорогие пресс-формы и произвести большое количество бракованных деталей.

Чертежи должны быть учтены в начале процесса проектирования. Углы уклона будут варьироваться в зависимости от ряда факторов, связанных с деталью, включая толщину стенки, глубину стенки, материал и любые применимые степени усадки, текстуру или требования к выталкиванию. Лучше всего применять как можно больший угол наклона. Для начала разработчики продуктов должны включить один градус уклона на дюйм глубины полости, при необходимости скорректировав вышеупомянутые факторы.

Даже если кажется, что черновик может отрицательно сказаться на производительности детали, всегда лучше иметь черновик, чем не иметь черновика. Как правило, детали могут проектироваться с уклоном не менее 0,25 градуса, но наименьший возможный угол уклона будет зависеть от уникальной геометрии детали и материала.

Получите помощь от экспертов по дизайну

Этот краткий список лишь поверхностно затрагивает основные аспекты проектирования деталей, изготовленных методом литья под давлением. Производственные группы также должны учитывать такие факторы, как линии разъема, дизайн ворот, расположение ворот и многое другое. Лучший способ оптимизировать конструкцию деталей с точки зрения рентабельности, времени производства и эффективности — сотрудничать с экспертом по производству, который может дать важные советы на протяжении всего процесса проектирования.

Специалисты по проектированию и проектированию в Fast Radius могут помочь вам справиться с общими болями при проектировании пресс-форм, повторно оптимизировать существующие проекты или создать что-то совершенно новое. Мы можем помочь сократить цикл разработки до 90 % и ускорить вывод любого продукта на рынок. Давайте сделаем новые вещи возможными — свяжитесь с нами сегодня.

Дополнительную информацию обо всех аспектах литья под давлением можно найти в соответствующих статьях блога в центре ресурсов Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату