دليل التصميم الإنشائي للقولبة بالحقن

يُعرف البلاستيك، إلى جانب الفولاذ والأسمنت والخشب، بالمواد الهندسية الرئيسية الأربعة. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، أصبح استخدام البلاستيك أكثر وأكثر اتساعًا. يجب أن يكون لدى المهندسين والفنيين العاملين في التصميم الميكانيكي بعض المعرفة بتصميم المكونات البلاستيكية.

تلخص هذه المدونة نقاطًا عدة في التصميم الإنشائي للأجزاء البلاستيكية لدورة القولبة بالحقن، وقد تفيد في تصميم المنتجات ذات الصلة.

سمك جدار معقول

من منظور جودة القولبة بالحقن، تبرد المادة المحقونة من آلة القولبة داخل القالب من سائل منصهر إلى صلب. وإذا كانت سماكة جدار القطع البلاستيكية كبيرة جدًا، يسهل ظهور عيوب مثل الانبعاج والانكماش؛ وإذا كانت صغيرة جدًا، تصعب تغذية المادة وملء التجويف، مما يسبب نقص المادة.

يجب أن يكون سمك جدار الأجزاء البلاستيكية موحدًا قدر الإمكان، ويمكن أن يأخذ شكل انتقال لطيف، ويمكن أيضًا استخدام هيكل التفريغ المحلي، بحيث يصبح سمك الجدار موحدًا، لتجنب تشوه الالتواء والعيوب الأخرى في عملية التشكيل.

تصميم سمك الجدار

يعتمد حجم سُمك الجدار على القوة الخارجية التي يحتاج المنتج إلى تحملها، وما إذا كان يستخدم كدعامة لأجزاء أخرى، وعدد مواضع الأعمدة، وعدد الأجزاء البارزة، والمادة البلاستيكية المختارة.

بشكل عام، يجب تصميم سمك جدار البلاستيك الحراري ليكون 4 مم. من وجهة النظر الاقتصادية، لا تؤدي المنتجات السميكة جدًا إلى زيادة تكلفة المواد فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى إطالة دورة الإنتاج “وقت التبريد، وزيادة تكاليف الإنتاج.

من وجهة نظر تصميم المنتج، يزيد المنتج الأكثر سمكًا من إمكانية وجود تجاويف ومسامية، مما يقلل بشكل كبير من صلابة المنتج وقوته.

مما لا شك فيه أن التوزيع المثالي لسُمك الجدار هو بلا شك سمك موحد في جميع نقاط القطع، ولكن لا مفر دائمًا من وجود اختلافات في سمك الجدار لتلبية المتطلبات الوظيفية.

في هذه الحالة، يجب أن يكون الانتقال من المطاط السميك إلى المطاط الرقيق سلسًا قدر الإمكان. يمكن أن يؤدي الانتقال المفاجئ للغاية في سمك الجدار إلى عدم استقرار الأبعاد ومشاكل في السطح بسبب معدلات التبريد التفاضلية والاضطراب.

بالنسبة للبلاستيكيات الحرارية بشكل عام، عندما يكون عامل الانكماش (أقل من 0.01 مم/مم يمكن للمنتج أن يسمح بتغيير السماكة حتى؛ ولكن عندما يكون معدل الانكماش أعلى من 0.01 مم/مم يجب ألا يتجاوز تغيير سماكة جدار المنتج).

بالنسبة للبلاستيك الحراري بشكل عام، غالبًا ما تؤدي سماكة المنتج الرقيقة جدًا إلى ارتفاع درجة حرارة المنتج أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى قطع خردة. وبالإضافة إلى ذلك، تميل المواد البلاستيكية الحرارية المملوءة بالألياف إلى عدم كفاية الحشو في مكان رقيق للغاية.

ومع ذلك، يمكن أن تكون بعض المواد البلاستيكية الحرارية القابلة للتدفق بسهولة مثل الإيبوكسي الإيبوكسي يمكن أن تكون رقيقة حتى 0.25 مم إذا كان سمكها موحدًا.

بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام طريقة الإنتاج في صب المعالجة، يجب تصميم العدائين والبوابات والأجزاء بحيث يتدفق البلاستيك من مكان المطاط السميك إلى مكان المطاط الرقيق.

وهذا يسمح بالضغط المناسب في التجويف لتقليل الانكماش في المناطق السميكة وتجنب الملء غير الكامل للتجويف، وإذا كان اتجاه تدفق البلاستيك من الجزء الرقيق إلى الجزء السميك، فيجب استخدام إنتاج الرغوة الهيكلية لتقليل ضغط التجويف.

إرشادات التسطيح

في معظم عمليات الصهر على الساخن، بما في ذلك البثق والقولبة المعالجة، يكون سمك الجدار الموحد مهمًا للغاية.

تبرد المواد اللاصقة السميكة بشكل أبطأ من المواد اللاصقة الرقيقة المجاورة لها، وتظهر علامات الانكماش على سطح الوصلة بعد أن تتصلب البوابة.

يمكن أن يؤدي ذلك إلى ظهور علامات انكماش وإجهاد حراري وتشويه في الانثناء واختلاف الألوان أو الشفافية.

إذا كان لا مفر من التغيير التدريجي من الغراء السميك إلى الغراء الرقيق، فيجب أن يكون التصميم تدريجيًا قدر الإمكان وفي حدود نسبة سمك الجدار 3:1. يمكن استخدام الرسم البياني التالي كمرجع.

إرشادات الزاوية

هناك حاجة إلى نفس قاعدة سمك الجدار الموحد في الزوايا لتجنب أوقات التبريد غير المتناسقة. ستؤدي أزمنة التبريد الأطول إلى انكماش، مما سيؤدي إلى تشويه وانثناء الجزء.

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تؤدي الزوايا المستديرة بشكل حاد إلى عيوب وتركيزات إجهاد في الجزء، وغالبًا ما تتسبب الزوايا الحادة في تراكم المواد غير المرغوب فيها بعد عملية الطلاء.

يمكن أن تنكسر مناطق الضغط المركّز تحت الحمل أو الصدمات. توفر الزوايا الدائرية الكبيرة حلاً لهذا العيب، ليس فقط لتقليل عامل تركيز الضغط ولكن أيضًا للسماح بتدفق أكثر سلاسة للبلاستيك وتحرير أسهل للجزء النهائي.

تنطبق إرشادات تصميم الزاوية أيضًا على موضع تثبيت العارضة المتدلية. نظرًا لأن طريقة التثبيت هذه مطلوبة لثني ذراع الكابولي المدمجة، فإن تصميم موضع الزاوية يوضح أنه إذا كان موضع قوس الزاوية R صغيرًا جدًا سيؤدي إلى أن يكون عامل تركيز الضغط (عامل تركيز الضغط) كبيرًا جدًا، وبالتالي، فإن المنتج ينحني عندما يكون من السهل كسره، وموضع القوس R كبير جدًا، ثم من السهل أن تظهر خطوط فراق الانكماش وجوفاء.

لذلك، يكون موضع القوس وسمك الجدار بنسبة معينة. بشكل عام، بين إلى، تكون القيمة المثالية حول.

حدود سُمك الجدار

المواد البلاستيكية المختلفة لها قابلية انسيابية مختلفة. عندما يكون مستوى الصمغ سميكًا جدًا سيحدث انكماش وعندما يكون مستوى الصمغ رقيقًا جدًا لن يتدفق البلاستيك بسهولة. فيما يلي بعض سماكات المواد اللاصقة الموصى بها كمرجع.

تصميم سماكة الجدار للبلاستيك المتصلد حراريًا يمكن الاستغناء عن معظم التصاميم السميكة باستخدام التقوية وتغيير شكل المقطع العرضي.

وبالإضافة إلى تقليل المواد وبالتالي تكاليف الإنتاج، يحتفظ التصميم الذي تم التخلص منه بصلابة وقوة ووظائف مماثلة للتصميم الأصلي.

نقاط التصميم لسمك جدار المواد المختلفة

ABS أ) سماكة الجدار سماكة الجدار هي الاعتبار الأول في تصميم المنتج، وتتراوح عمومًا بين 1.5 mm ‏(0.06 in) و4.5 mm ‏(0.18 in) للقولبة بالحقن.

تُستخدم سماكة الجدار الأصغر من هذا النطاق في العمليات البلاستيكية القصيرة والأجزاء الصغيرة. يبلغ سمك الجدار النموذجي حوالي 2.5 مم (0.1 بوصة). وبوجه عام، كلما كان الجزء أكبر، كلما كان سمك الجدار أكثر سمكًا، مما يعزز من قوة الجزء وملء البلاستيك.

يتراوح سُمك الجدار بين 3.8 مم (0.15 بوصة) و6.4 مم (0.25 بوصة) متوفرة مع الرغاوي الهيكلية.

ب) الزوايا المستديرة الحد الأدنى الموصى به لنصف قطر التدوير هو 25% من سماكة البلاستيك، والأنسب 60% منها؛ ويمكن لزيادة طفيفة في نصف القطر أن تخفض الإجهاد بدرجة كبيرة.

PC أ) سماكة الجدار تتحدد سماكة الجدار إلى حد كبير وفق متطلبات الحمل والإجهادات الداخلية والهندسة والشكل الخارجي وتدفق البلاستيك وقابلية الحقن والاقتصاديات.

الحد الأقصى لسُمك الجدار الموصى به للكمبيوتر الشخصي هو 9.5 مم (0.375 بوصة). للحصول على نتائج جيدة، يجب ألا يزيد سمك الجدار عن 3.1 مم (0.125 بوصة). يمكن أن توفر الأضلاع وبعض هياكل التعزيز نفس النتيجة حيثما كانت زيادة سمك الجدار مطلوبة لتعزيز القوة.

يبلغ الحد الأدنى لسُمك الجدار لمعظم تطبيقات أجهزة الكمبيوتر الشخصي حوالي 0.75 مم (0.03 بوصة)، مع وجود مناطق أرق حسب هندسة الجزء وحجمه. يمكن إجراء عمليات بلاستيكية قصيرة تصل إلى 0.3 مم (0.012 بوصة) بسُمك جدار يصل إلى 0.3 مم (0.012 بوصة).

يكون الانتقال من سمك الجدار السميك إلى سمك الجدار الأرفع سلسًا قدر الإمكان. في جميع الحالات، يدخل البلاستيك إلى التجويف من الجزء الأكثر سماكة لتجنب الانكماش والإجهاد الداخلي.

سمك الجدار الموحد مهم جدًا. ومن المهم أيضًا تحقيق هذا الشرط بغض النظر عن زاوية المستوى، للحد من مشكلة التشوه بعد التشكيل.

LCP أ) سماكة الجدار بسبب السيولة العالية للبوليمر المشترك البلوري السائل تحت القص العالي، تكون سماكة الجدار أقل من غيره من اللدائن. ويمكن أن تبلغ 0.4mm في حدها الأدنى، بينما تبلغ السماكة العامة نحو 1.5mm.

PS أ) سماكة الجدار يجب ألا تتجاوز سماكة التصميم العامة 4mm؛ فالسماكة الزائدة تطيل دورة الإنتاج وتتطلب تبريدًا أطول، كما ينكمش البلاستيك مسببًا تجاويف ويخفض الخصائص الفيزيائية للقطعة.

يعتبر سمك الجدار المنتظم مثاليًا لأغراض التصميم، ولكن عندما تكون هناك حاجة لتغيير السمك، يجب إزالة تركيز الإجهاد في المنطقة الانتقالية. إذا كان معدل الانكماش أقل، يمكن تغيير سُمك الجدار. إذا كان معدل الانكماش أعلى، يجب أن يكون التغيير فقط.

ب) الزوايا المستديرة يجب أن تخرج القطعة المصبوبة بالحقن من القالب من دون ضرر أو مقاومة مفرطة. ولتجنب هذه المشكلات، ينبغي إمالة جدران القطعة انطلاقًا من خط الفصل وتجنب تصميم الزوايا القائمة.

الزوايا القائمة تشبه العقدة ويمكن أن تؤدي إلى تركيزات إجهاد تقلل من قوة الصدمات. يجب أن يكون نصف قطر الزوايا المستديرة من 25% إلى 75% من سمك الجدار، ويوصى عمومًا أن يكون حوالي 50%.

PA أ) سماكة الجدار ينبغي تصميم قطع النايلون بأقل سماكة تفي بالمتطلبات الإنشائية، بما يحقق الاستخدام الأكثر اقتصادًا للمادة. ويجب أن تكون السماكة متجانسة قدر الإمكان لمنع التشوه بعد القولبة، وأن يتم الانتقال من الجزء السميك إلى الرقيق تدريجيًا.

ب) الزوايا المستديرة القيمة الموصى بها لنصف القطر R لا تقل عن 0.5 mm ‏(0.02 in)، وهي مقبولة عمومًا، لكن يُفضل استخدام قيمة أكبر إن أمكن. فزيادة نسبة R/T تخفض معامل تركيز الإجهاد بنسبة 50%، وتكون زاوية التدوير المثلى مرتبطة بنسبة R/T.

PSU أ) سماكة الجدار يجب أن يكون الحد الأدنى 2.3mm ‏(0.09in) للقطع الكبيرة ومسافات التدفق الطويلة. ويمكن أن يبلغ 0.8 mm ‏(0.03in) للقطع الأصغر، على ألا تتجاوز مسافة التدفق 76.2 mm ‏(3 in).

PBT أ) سماكة الجدار الحفاظ على سماكة جدار متجانسة عامل مؤثر في تكلفة المنتج. وتعتمد السماكة الدنيا على خصائص كل نوع من البلاستيك، لذا يُنصح بمعرفة حدود طول تدفق المادة قبل التصميم لتحديد السماكة.

وغالبًا ما تحدد متطلبات التحميل سُمك الجدار، بينما تحدد عوامل أخرى مثل الضغوط الداخلية وهندسة الأجزاء وعدم التجانس والشكل. تتراوح سماكة الجدار النموذجية من 0.76 مم إلى 3.2 مم إلى 0.125 بوصة).

يجب أن يكون سمك الجدار متجانسًا، وإذا كانت هناك منطقة مطاطية سميكة أو رقيقة، فإن الانتقال من المنطقة السميكة إلى المنطقة الرقيقة يكون تدريجيًا بنسبة 3:1 من القضيب المخروطي.

ب) الزوايا المستديرة تُعد الزوايا الحادة من أكثر أسباب تلف القطع شيوعًا، وزيادة تدوير الزوايا إحدى طرق تقوية بنية القطعة البلاستيكية. ومع زيادة نسبة نصف قطر التدوير إلى سماكة الجدار ينخفض تركيز الإجهاد، وهو الأداء الأمثل الموصى به.

العمود (الرئيس)

إرشادات التصميم الأساسية للأعمدة تُصمم الأعمدة بارزة من الجدار لتجميع المنتجات وفصل الأجسام ودعم الأجزاء الأخرى. ويمكن استخدام الأعمدة المجوفة لإدخال القطع وربط البراغي وغيرها، ويجب أن تكون قوية بما يكفي لتحمل الضغط دون كسر.

يجب عدم استخدام الدعامات بمفردها بل يجب ربطها بالجدار الخارجي أو استخدامها مع التعزيز قدر الإمكان، لتقوية الدعامة والسماح بتدفق سلس للمادة اللاصقة.

بالإضافة إلى ذلك، ينبغي ألا يتجاوز ارتفاع العمود ضعفي قطره ونصف، لأن العمود المفرط الارتفاع قد يسبب احتباس الهواء عند قولبة الأجزاء البلاستيكية.

وبالإضافة إلى استخدام قضبان التسليح، يشيع استخدام ألواح التسليح المثلثة لتقوية العمود، خاصةً بالنسبة للأعمدة البعيدة عن الجدار الخارجي.

تعتمد تركيبة تصميم البرغي/العمود ذات الجودة العالية على الخصائص الميكانيكية للبراغي وتصميم فتحة العمود.

لذلك، من وجهة نظر التجميع، من الضروري زيادة سمك المطاط جزئيًا. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تأثيرات غير مرغوب فيها مثل تكوين علامات انكماش أو علامات غرق أو تجاويف أو زيادة الضغوط الداخلية.

ولهذا السبب، يجب إبقاء موقع فتحات الإدخال والتثقيب في الدعامة على مسافة من الجدار الخارجي للمنتج. لا يزيد هذا الأخير من قوة الدعامة لتحمل قوى التواء وانحناء أكبر فحسب، بل يساعد أيضًا على ملء الغراء وتقليل الاحتراق بسبب احتباس الهواء.

وللسبب نفسه، يجب أيضًا استكمال الأعمدة البعيدة عن الجدار الخارجي بكتل تقوية مثلثة الشكل، والتي تفيد بشكل خاص في تحسين تدفق الغراء في الأعمدة رقيقة الجدران.

نقاط التصميم لأعمدة المواد المختلفة

ABS يكفي عمومًا أن يكون القطر الخارجي للعمود ضعف قطره الداخلي. وقد يؤدي ذلك أحيانًا إلى سماكة جدار تساوي سماكة الجدار المحيط أو تتجاوزها، فيزيد وزن المادة وتظهر علامات الانكماش وإجهادات قولبة مرتفعة على السطح.

بالمعنى الدقيق للكلمة، يجب أن يكون سمك الدعامة 50-70% من سمك المادة اللاصقة. إذا تم استخدام هذا التصميم، لا توفر الدعامة قوة كافية، ولكن يتم تحسين انكماش السطح.

تتوفر عظام مشطوفة لتقوية العمود ويمكن تمديدها من أصغر بُعد إلى 90% من ارتفاع العمود. إذا كان العمود يقع بالقرب من الجدار الجانبي، يمكن استخدام ضلع للربط بين الجدار الجانبي والعمود لدعم العمود.

PBT تُستخدم الأعمدة عادةً للتجميع بآليات مثل الربط بالبراغي والتركيب بالضغط وتجميع المداخل، ويكون العمود قويًا بما يكفي عندما يساوي قطره الخارجي ضعف قطر الثقب الداخلي.

يعتمد تصميم العمود على مفهوم تصميم الضلع. سيؤدي القطع السميك للغاية إلى انكماش خارجي للجزء وفراغ داخلي. إذا تم وضع العمود بجوار الجدار الجانبي، يمكن استخدام الضلع لتوصيله، ويمكن زيادة حجم التجويف الداخلي إلى أقصى حد.

PC تُستخدم الأعمدة غالبًا لتجميع المنتجات، وأحيانًا لدعم أجسام أخرى أو الفصل بينها. بل إن بعض الأعمدة الصغيرة جدًا تُذاب حراريًا في النهاية لتثبيت الأجزاء الداخلية في مواضعها.

يجب أن تكون الأعمدة الجانبية متشابكة مع بعض الأضلاع لزيادة قوة العمود.

PS تُستخدم الأعمدة عادةً لكبس القطع واستقبال البراغي ومسامير التوجيه واللولبة أو التركيبات المحكمة.

كلما كان ذلك ممكناً، تجنب وجود دعامة منفصلة بدون أي دعم. يجب إضافة بعض الأضلاع لتقويتها. إذا لم يكن العمود بعيداً عن الجدار الجانبي، ينبغي استخدام أضلاع لربط العمود بالجانب.

PSU يُستخدم العمود لربط قطعتين. ويجب أن يكون قطره الخارجي ضعف قطر الثقب الداخلي، وألا يتجاوز ارتفاعه ضعف القطر الخارجي.

مبادئ تصميم هيكل التعزيز

يمكن أن يؤدي وضع التعزيز على الأجزاء البلاستيكية إلى تحسين قوة وصلابة الأجزاء البلاستيكية ومنع التواء وتشوه الأجزاء البلاستيكية. يمكن أن يؤدي اختيار الموضع المناسب للتقوية إلى تحسين تدفق ذوبان البلاستيك.

يتبع حجم التعزيز بشكل عام المبادئ التالية:

1- يبلغ سمك جدار التسليح بشكل عام 0.4 ضعف سمك الجسم الرئيسي t، ولا يتجاوز الحد الأقصى 0.6 مرة;

2- التباعد بين القضبان أكبر من 4 طن، وارتفاع القضبان أقل من 3 طن;

3- يكون تسليح العمود اللولبي على الأقل 1.0 مم تحت سطح العمود;

4- يجب أن تكون قضبان التسليح على الأقل 1.0 مم تحت سطح الجزء أو السطح الفاصل.

1. عدم محاذاة التعزيز;

2. تصميم تقاطع قضبان التسليح كهيكل مجوف.

يجب أن تحاول التعزيزات الرفيعة، مثل القوة، أن تجعلها تتحمل الشد، لتجنب الضغط المفرط.

ونظرًا لأن المادة البلاستيكية ذات معامل مرونة منخفض جدًا، فمن السهل أن تواجه مشاكل عدم الاستقرار. وهذا يتعارض مع مبدأ الضغط التفضيلي الذي نتبعه في تصميم المسبوكات المعدنية ويتطلب عناية خاصة.

تجنب تركيز الإجهاد

يجب أن يولي التصميم الهيكلي للأجزاء البلاستيكية اهتمامًا خاصًا لتجنب توليد زوايا حادة. لا يكون انتقال الهندسة في الزوايا غير مستمر، ويمكن أن تحدث تركيزات إجهاد هنا، مما قد يؤدي إلى حدوث تشققات.

عادةً ما تكون قوة المواد البلاستيكية منخفضة للغاية، ومن المرجح أن تتسبب تركيزات الإجهاد في حدوث تلف. الإجراء الرئيسي لتجنب تركزات الإجهاد هو تحسين الشكل الهيكلي للزوايا الحادة للمكون. على سبيل المثال، إضافة الشطب، والزوايا المستديرة، أو استبدالها بمقاطع انتقالية منحدرة بلطف في الزوايا الحادة.

عندما لا يمكن إضافة الشطب والتقريب مباشرةً بسبب وظيفة المكون، يمكن تقليل تركيز الإجهاد عن طريق تقليل القوة الهيكلية المحلية عند الزوايا الحادة وتفريغ الزوايا المستديرة إلى الداخل، مع الإشارة إلى مخطط التصميم المحسّن للدليل الخطي الموضح في الشكل 1.

يُفضل أن يكون شكل الخيط للخيوط البلاستيكية مستديرًا وشبه منحرف، مع تجنب المثلثات والمستطيلات، مما يقلل من تأثير الفجوة ويحسن من قدرة تحمل الخيوط.

تصميم منحدر القالب المناسب

يُطلق على منحدر سحب القالب أيضًا اسم منحدر تحرير القالب، وهو عبارة عن زاوية محددة في اتجاه تحرير القالب لتجنب التصاق الأجزاء البلاستيكية واحتكاكها بالقالب بسبب انكماش التبريد أثناء تحرير القالب، مما يتسبب في حدوث تلف وتشوه.

تُصمم المنتجات المقولبة بالحقن عادةً بزاوية ميل على جانبي الحافة الداخلي والخارجي لتسهيل تحرير المنتج من القالب.

إذا كان المنتج يحتوي على جدار خارجي عمودي وفي نفس اتجاه فتحة القالب، سيتطلب القالب قوة فتح كبيرة لفتحه بعد صب البلاستيك، وقد يكون من الصعب تحرير المنتج من القالب عند فتح القالب.

إذا كان المنتج مصبوبًا بزاوية خروج وكانت جميع أجزاء القالب الملامسة للمنتج مصقولة للغاية أثناء العملية، فسيكون تحرير المنتج من القالب أمرًا سهلاً.

ولذلك، فإن مراعاة زاوية الخروج أمر لا غنى عنه في عملية تصميم المنتج.

يتبع تحديد منحدر القالب بشكل عام 3 مبادئ

1. تؤخذ زاوية سحب القالب عمومًا كعدد صحيح، مثل 0.5 درجة، 1 درجة، 1.5 درجة، إلخ (باستثناء القالب غير اللامع والقضم);

2. يكون مظهر الأجزاء البلاستيكية لأخذ زاوية القالب أكبر من زاوية الجدار الداخلي، مما يساعد على التشكيل من القالب;

3. خذ زاوية أكبر دون التأثير على مظهر القالب. يمكن إجبار بعض المواد، مثل PP، PE، وما إلى ذلك على تحرير القالب، ولا يتجاوز مقدار التحرير القسري عمومًا 5% من أقصى مساحة المقطع العرضي للقالب.

حجم منحدر القالب

لا يوجد مبدأ توجيهي معين لحجم زاوية الخروج، حيث يتم تحديدها في الغالب من خلال الخبرة وعمق المنتج. بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا مراعاة طريقة التشكيل وسُمك الجدار واختيار البلاستيك.

بشكل عام، يمكن استخدام زاوية خروج 1/8 درجة أو 1/4 درجة للجدران الخارجية المصقولة للغاية. أما المنتجات ذات الأنماط العميقة أو المنسوجة فتتطلب زيادة مقابلة في زاوية الخروج، وعادةً ما تكون درجة واحدة إضافية لكل 0.025 مم من النسج.

يمكن استخدام الجدول الذي يوضح العلاقة بين زاوية الخروج وخلوص الحافة الواحدة وعمق الحافة كمرجع.

بالإضافة إلى ذلك، عندما يتطلب المنتج أضلاعًا طويلة وعميقة وزوايا خروج صغيرة، يجب أن يكون تصميم مسمار القاذف ذا معالجة خاصة، انظر تصميم مسمار القاذف للتعزيز العميق والطويل.

نقاط تصميم انحدار منحدر سحب القالب للمواد المختلفة

عامة، يكفي تطبيق زاوية جانبية من 1 درجة إلى 1 درجة. في بعض الأحيان يمكن أن تكون زاوية الخروج قريبة من الصفر لأن نمط التلميع يكون في نفس اتجاه نمط الخروج.

بالنسبة للجوانب المنقوشة، أضف 1 درجة إلى زاوية الخروج لكل 0.025 مم (0.001 بوصة) من العمق. يمكن الحصول على زاوية الخروج الصحيحة من مورد النقش.

وبسبب المعامل العالي والليونة المنخفضة للبوليمرات المشتركة البلورية السائلة، يجب تجنب الالتواء المقلوب في التصميم.

يجب توفير زاوية خروج دنيا عند جميع الأضلاع وحواف الجدران والأعمدة وغيرها فوق مستوى الغراء البارز.

إذا كانت حافة الحائط عميقة أو لا تحتوي على سطح مصقول أو نقش محفور، يلزم وجود المزيد أعلاه.

إذا كان الجزء يحتوي على تشطيب سطحي جيد، يلزم وجود زاوية تحرير لا تقل عن 1/2 درجة.

تتطلب الأسطح المحفورة زاوية تحرير إضافية بمقدار 1 درجة لكل 0.03 مم (0.001 بوصة) من العمق.

يجب أن تكون زاوية التحرير موجودة على أي جانب أو نتوء من الجزء، بما في ذلك المناطق المصبوبة العلوية والسفلية.

بشكل عام، يكون السطح المصقول بزاوية 2 درجة إلى 2 درجة كافياً، ومع ذلك، تتطلب الأسطح المحفورة زاوية تحرير إضافية قدرها 1 درجة لكل 0.25 مم (0.001 بوصة) من العمق.

أضلاع المنتجات البلاستيكية، وجدران الأعمدة، والجدران العداءة، وما إلى ذلك، مثل زاوية إطلاقها يمكن أن تصل إلى 1 درجة كافية.

زاوية تحرير PS دقيقة للغاية، وزاوية تحرير 1 درجة هي الطريقة القياسية؛ فزاوية التحرير الصغيرة جدًا تجعل من الصعب تحرير الجزء من تجويف القالب.

على أي حال، أي زاوية تحرير أفضل من عدم وجود زاوية على الإطلاق. إذا كان الجزء محفورًا، على سبيل المثال، عمق نمط الجلد، أضف 1 درجة إلى زاوية التحرير لكل 0.025 مم من العمق.

النظر في التصميم الهيكلي للأجزاء البلاستيكية من منظور هيكل القالب

1. ينبغي تجنب الإفراط في الهياكل المعقدة عند تصميم القطع البلاستيكية القالب هو معدّة عملية الإنتاج بالحقن، وهو انعكاس لشكل القطعة المصبوبة بالحقن.

نظرًا للهيكل المعقد للأجزاء البلاستيكية، يجب أن يكون القالب معقدًا في الهيكل، وحتى الهيكل الذي لا يمكن تحقيقه، يجب أن تأخذ الأجزاء البلاستيكية ذلك في الاعتبار الكامل عند التصميم، وتسعى جاهدة لجعل هيكل قالب الحقن بسيطًا قدر الإمكان في ظل فرضية ضمان المظهر والوظيفة، لتوفير الوقت والتكلفة ويمكن تحسين جودة المنتج.

على سبيل المثال، هناك الكثير من الأخاديد الجانبية والفتحات الجانبية على الأجزاء البلاستيكية التي تمنع المنتجات من الخروج من القالب في اتجاه الطرد، لذلك يجب أن نأخذ بشكل عام هيكل الاستخراج الأساسي والجزء العلوي المائل.

إذا تم تصميم التجاويف والفتحات الجانبية بحيث تكون متسقة مع اتجاه الطرد أو مصممة لتلامس الهيكل، فسوف تبسط إلى حد كبير هيكل القالب في إطار فرضية تحقيق الوظيفة وضمان المظهر. لذلك، يجب تجنب الكثير من الهياكل المعقدة عند تصميم هيكل الأجزاء البلاستيكية.

2. ينبغي أن يتجنب تصميم القطع البلاستيكية بنية القطع الداخلي لا يمكن إخراج القطع ذات القطع الداخلي مباشرةً من القالب، ما يجعل تصميمه متعذرًا أو يستلزم قلبًا أو بنية مخفية أو قالبًا منقسمًا. وهذا يزيد تعقيد صنع القالب ويخفض موثوقيته ويرفع احتمال الخردة وتكلفة التصنيع. لذلك يجب تجنب بنية القطع الداخلي قدر الإمكان في التصميم الإنشائي.

3. قد يتطلب تصميم القطع البلاستيكية أحيانًا تحريرًا جانبيًا بسبب متطلبات المظهر أو التجميع وهذا يفرض مراعاة بنية القالب بالكامل وتأثيرها في المنتج نفسه أثناء التصميم.

أ) مشكلة القمة المائلة والمنزلق: الجزء العلوي المائل والمنزلق المائل، في اتجاه فصل القالب وعموديًا على اتجاه فصل القالب، لهما حركة. لا يمكن أن يكون للجزء العلوي المائل والخط المائل في الاتجاه العمودي على قالب الفصل، لا يمكن أن يكون هناك قطعة مطاطية تمنع الحركة، للحصول على مساحة كافية للحركة.

ب) معالجة السطح العمودي: يتطلب مظهر بعض الأجزاء البلاستيكية عدم وجود أي انحدار، لضمان أن يكون الجدار الجانبي عموديًا، فمن الضروري تصميم المنزلق أو الجزء العلوي المائل على السطح العمودي.

اذهب إلى المنزلق مع الأسلاك، لتجنب الأسلاك الواضحة، بشكل عام، ضع الأسلاك عند تقاطع الوجه والوجه، يحتاج تصميم الأجزاء البلاستيكية إلى مراعاة الخصائص الخاصة لهذا الموقع.

تصميم يراعي الخصائص غير متباينة الخواص للبلاستيك

في بعض الأحيان لا تكون المواد البلاستيكية متساوية الخواص مثل المعادن، وفي مثل هذه الحالات، يجب أن يكون الاتجاه في نفس الاتجاه لتجنب أوجه القصور.

على سبيل المثال، بالنسبة لبعض المواد البلاستيكية ذات مواد التسليح، يجب أن يكون اتجاه تدفق المادة اللاصقة هو نفس اتجاه تدفق المادة البلاستيكية المنصهرة الذي يحمل فيه العضو حمولة أكبر لأن اتجاه محور ألياف التسليح المتدفقة مع البلاستيك المنصهر هو نفس اتجاه تدفق المادة.

الهيكل الذي يشبه العارضة مع التسليح، والمصنوع من البلاستيك مع ألياف التسليح، يكون اتجاه حمله الرئيسي في اتجاه طول التسليح، لذلك يجب أن يكون الاتجاه الصحيح لتغذية الغراء في اتجاه الطول أيضًا.

عند حقن القطعة من نقاط متعددة، ينبغي ألا يكون اتجاه القوة موازيًا لخط الالتحام. ففي موضع التقاء تيارين أو أكثر ينخفض حرارة المصهور، فتضعف رابطة الالتحام ويسهل حدوث الكسر. والطريقة الصحيحة في تصميم القولبة بالحقن للبلاستيك هي جعل اتجاه القوة عموديًا على خط الالتحام أو مائلًا عنه بزاوية.

النظر في التصميم الهيكلي للأجزاء البلاستيكية من منظور التجميع

نظرًا لصغر معامل مرونة المواد البلاستيكية، أي أن المادة لينة، وعملية التشكيل تختلف عن عملية تشكيل الأجزاء المعدنية، فإن دقة تحمل الأجزاء البلاستيكية أقل بكثير من الأجزاء المعدنية.

ولذلك، يجب الانتباه إلى هذه الخاصية عند تصميم الهيكل، ويجب تجنب حالة الحجم الكبير والتسامح الصغير.

وكلما زاد الحجم، زاد التشوه المتراكم للمكون، وزاد التأثير على دقة التحمل. الربط هو أحد طرق التجميع الشائعة للأجزاء البلاستيكية.

يجب تجنب ربط الأجزاء البلاستيكية عندما لا ينبغي تعريض واجهة الربط لقوة التمزق، بسبب ضعف مقاومتها للتمزق، فالطريقة الصحيحة هي جعل واجهة الربط خاضعة لقوة القص.

في حالة الشد الموجب، لا تكون قوة الترابط في حالة الشد الموجب بنفس القوة التي تكون في حالة قوة الترابط بالقص، لأنه في حالة الشد الموجب تكون واجهة الترابط هي جذر الشد الممزق؛ وفي حالة القص تكون مساحة واجهة الترابط بالقص أكبر عمومًا من مساحة واجهة الترابط في حالة الشد الموجب، وبالتالي تكون مقاومة التمزق أقوى.

وصلة البرغي هي أيضًا إحدى طرق التجميع الشائعة للأجزاء البلاستيكية. نظرًا لأن قوة البلاستيك منخفضة جدًا، وعادةً لا تكفي لعض البرغي، في حالة القوى الكبيرة، لا يتم تضمينها مباشرة في مسامير التنصت الذاتية البلاستيكية.

بالإضافة إلى ذلك، يجب عمل وصلات مثبتة بمسامير مسطحة الرأس أو وصلات مثبتة بمسامير برشام مع بطانة ذات مساحة أكبر لزيادة مساحة القوة.

إرشادات تصميم هيكل المنتج - الوصلات القاطعة

إرشادات التصميم الأساسية للوصلات التعشيقية توفر الوصلات التعشيقية طريقة مريحة واقتصادية لتجميع المنتجات، لأن أجزائها تتشكل أثناء إنتاج المنتج النهائي نفسه، ولا يحتاج التجميع إلى مثبتات أخرى كالبراغي أو الشبكات؛ إذ يكفي تعشيق جانبي الوصلة المراد جمعهما.

على الرغم من أن تصميم المشبك يمكن أن يكون له مجموعة متنوعة من الأشكال الهندسية، إلا أن مبدأ التشغيل هو نفسه بشكل عام: عندما يتم تشبيك جزأين، يتم دفع الجزء الذي على شكل خطاف من أحد الجزأين بعيدًا بواسطة الجزء ذي الحافة من الجزء المجاور حتى ينتهي الجزء ذي الحافة.

يمكن تقسيم تصميم أداة التثبيت إلى نوعين، دائم وقابل للإزالة، كما يتميز بالوظيفة. النوع الدائم سهل التركيب ولكن ليس من السهل إزالته، بينما النوع القابل للفصل سهل التركيب والإزالة.

المبدأ هو أن الجزء الذي على شكل خطاف من أداة التثبيت القابلة للفصل مزود بزوايا استيراد وتصدير مناسبة لتسهيل عملية التثبيت والفصل، ويؤثر حجم زوايا الاستيراد والتصدير بشكل مباشر على القوة المطلوبة للتثبيت والفصل.

يحتوي النوع الدائم من المشبك الدائم على زاوية المدخل فقط وليس زاوية المخرج، لذلك بمجرد تثبيته، ستشكل الأجزاء المتصلة حالة قفل ذاتي ولا يمكن إزالتها بسهولة. يرجى الرجوع إلى المخططات التخطيطية للمشابك الدائمة والقابلة للإزالة.

مبدأ المثبتات الدائمة والقابلة للفك يمكن تقسيم المشابك عمومًا بحسب شكلها إلى مشبك حلقي وأحادي الجانب وكروي وغيرها.

المشبك الكروي (قابل للفك) يرتبط تصميم موضع المشبك عادةً بطريقة الكابولي، ويمثل المشبك الحلقي أو الكروي امتدادًا لها. وتعتمد طريقة الكابولي على قابلية البلاستيك نفسه للانحراف والتشوه ثم الرجوع مرنًا إلى شكله الأصلي.

يلزم حساب تصميم الإبزيم لحساب، مثل تجميع القوة، وبعد تجميع تركيز الإجهاد للسلوك التدريجي، يجب اعتباره من الخواص البلاستيكية.

الإبزيم الشائع الاستخدام لحزمة التعليق هو القطع الثابت، إذا كنت تريد أن يكون تشوه حزمة التعليق أكبر، يمكنك استخدام القطع التدريجي، ويمكن تقليل سمك جانب واحد تدريجيًا إلى نصف الأصلي. يمكن أن يكون تشوهها أكثر من ستين في المائة أكثر من المقطع الثابت.

تكمن نقطة ضعف جهاز التثبيت في أن جزأي التثبيت المدمجين: جزء تمديد الخطاف وجزء الحافة معرضان للتشوه وحتى الكسر بعد الاستخدام المتكرر، ويصعب إصلاح التثبيت المكسور.

نظرًا لأن الإبزيم والمنتج يتم تشكيلهما في نفس الوقت، لذا فإن تلف الإبزيم هو أيضًا تلف للمنتج. ويتمثل العلاج في تصميم جهاز الإبزيم بحيث يتشارك عدة أبازيم في نفس الوقت، بحيث لا يتعطل الجهاز الكلي عن العمل بسبب تلف الأبازيم الفردية، وبالتالي زيادة عمر الخدمة.

هناك نقطة ضعف أخرى في جهاز الإبزيم وهي أن متطلبات التفاوت للأبعاد المتعلقة بالإبزيم صارمة للغاية، ومن السهل تشكيل الكثير من مواضع الإبزيم لتكوين تلف الإبزيم؛ وعلى العكس من ذلك، فإن القليل جدًا من مواضع الإبزيم يصعب التحكم في موضع التجميع أو مجموعة الأجزاء التي تظهر ظاهرة مجموعة الأدوات.

الخاتمة

هذه الورقة ليست سوى ملخص للمشاكل التي تواجهها عادةً والتي يسهل تجاهلها في تصميم هيكل الأجزاء البلاستيكية. فقط من خلال الدراسة والتلخيص في العمل الفعلي وتراكم الخبرة في الممارسة العملية يمكننا تصميم أجزاء بلاستيكية ذات هيكل معقول وأداء ممتاز.

احصل على أسعار تنافسية وملاحظات DFM وجدول الإنتاج من فريق ZetarMold الهندسي.

اطلب عرض أسعار مجانيًا ← راجع دليل قالب الحقن الشامل للحصول على نظرة عامة وافية.