Wat is het ontwerp van een spuitgietmatrijs?

Randpoorten

Randpoorten zijn een veelvoorkomend onderdeel van spuitgietmatrijsontwerp. Ze zijn eenvoudig te maken en hebben een breed scala aan toepassingen. Vaak zijn ze de ideale oplossing voor grote onderdelen met wanddiktesecties.

Omdat ze gemaakt zijn met een bredere dwarsdoorsnede dan andere poorten, kunnen ze gemakkelijk worden aangepast aan de gewenste vorm. Een ander voordeel van edge gates is dat er geen speciale hars voor nodig is.

Bij het kiezen van een poortontwerp moet je rekening houden met verschillende factoren. Deze omvatten het volume van de matrijsholte en automatisch trimmen. Sommige poorten werken het best in mallen met één caviteit, terwijl andere beter zijn voor mallen met meerdere caviteiten. De breedte van de poort moet groter zijn dan de onderloop van de mal voor een optimale materiaalstroombalans.

Een ander belangrijk aspect van poortontwerp is de functie. Het helpt de stroming van kunststof door de matrijs te regelen. Het zorgt ook voor een uniformer matrijsoppervlak. Een goede verdeling van poorten vermindert de afstand tussen de stromer en het spuitgietonderdeel. Dit verbetert de ventilatie en maakt een gelijkmatige verdeling van smeltzinkmerken op het kunststofonderdeel mogelijk.

Het kiezen van een geschikte poort is essentieel voor de productie van kunststof producten. De gesmolten kunststof moet alle delen van de matrijs bereiken voordat het afkoelt, anders zal het op sommige plaatsen te snel uitharden en resulteren in een moeilijker te verwerken onderdeel. Een goed ontwerp moet ook het druk- en warmteverlies van het runnersysteem minimaliseren.

Zijwaartse kernen

Een van de meest uitdagende aspecten van zijactietoepassingen is het ontwerp van de matrijzen. Het ontwerp van deze spuitgietmatrijzen vereist creatief denken omdat ze zoveel variabelen en eisen hebben.

Enkele van deze eisen zijn een kleinere persgrootte en een kleinere kern, waardoor de matrijs goedkoper te produceren en te onderhouden is. Andere eisen zijn eenvoudigere matrijslay-outs, waardoor de matrijs eenvoudiger te maken is en er concurrerend geboden kan worden. Zijdelingse kernen worden vaak onder of boven in de spuitgietmatrijs geplaatst. Dit is gunstig voor het maken van onderdelen met overhangen, maar het maakt het ook complexer en duurder.

De reden hiervoor is dat 50% van de spuitgietmatrijscyclus is gewijd aan stolling en koeling. Dit betekent dat het verminderen van de dikte van het ontwerp cruciaal is om kosten te besparen. Bovendien kan een spuitgietmatrijs met een zijactiekern een getextureerd oppervlak hebben, wat bijdraagt aan de esthetische aantrekkingskracht.

Een ander veelgebruikt kernontwerp met zijwaartse werking is een modulair systeem dat een cilinder gebruikt om de kern samen te drukken voor injectie. Dit systeem maakt de mal kleiner en compacter. Sommige ontwerpen vereisen een modulair systeem voor zijwaartse kerncompressie dat extern op de malbasis wordt gemonteerd. In veel gevallen volstaat echter een cilinder met hielblok.

Het ontwerp van een zijdelingse kern moet zo zijn dat het niet interfereert met andere onderdelen en structuren. Bovendien moet het ontwerp van de zijdelingse kern ervoor zorgen dat de matrijs soepel opent en sluit.

Koude lopers

De voordelen van koude stromers in spuitgietmatrijsontwerp zijn onder andere lagere initiële kosten en eenvoudiger matrijsonderhoud. Koude stromermatrijzen hebben echter ook hun nadelen. Een daarvan is de hoeveelheid afval van gesmolten kunststofstroom tijdens het productieproces. Hoewel koude stromers kunnen worden hergebruikt, kunnen dure harsen niet worden gerecycled, wat leidt tot aanzienlijke afvalkosten.

Een ander nadeel van cold runners zijn de hoge kosten. Ze moeten manueel gescheiden worden van het afgewerkte stuk en na elke run opnieuw geslepen worden, wat de algemene cyclustijd verlengt en de massaproductie vertraagt. Bovendien vereisen koude runners een groter matrijsoppervlak dan warme runners. Bovendien is de assemblage complexer dan bij warme runners.

Een ander nadeel van koude runners is dat het onderdeel zal vervormen en barsten. Warmtegevoelige materialen kunnen beter niet worden gevormd met dit type matrijsontwerp. Dit komt omdat het kunststofhars in de koude runners moet worden afgekoeld voordat het in de onderdeelholte wordt gespoten.

Daarnaast mogen koude stromers niet worden verwarmd boven hun aanbevolen smelttemperaturen. Bovendien kunnen geïsoleerde stromers de hoeveelheid warmte die verloren gaat naar de rest van de spuitgietmatrijs verminderen, waardoor kleurveranderingen eenvoudiger worden.

Tot slot kunnen koudlopers worden hergebruikt als harsbron voor de fabricage van onderdelen. Het percentage naslijpsel wordt echter beperkt door procesbladen en moet worden beschreven in het procesblad. Koude runners in het ontwerp van spuitgietmatrijzen kunnen de productiviteit van de matrijs verbeteren. Ze zijn een betere keuze voor hoog-volume productie.

Ze kunnen de totale kosten en de cyclustijd bij het spuitgieten verlagen. Behalve kortere cyclustijden bieden koude aanspuitkanalen veel flexibiliteit bij het afstellen van de matrijsholten. Ze kunnen bovendien gemakkelijk worden vervangen en opnieuw gevormd, maar dat proces kost veel tijd.

Locatie deellijn

De locatie van de scheidingslijn is een belangrijke overweging in een spuitgietmatrijsontwerp. Het kan de pasvorm en functie van het eindproduct beïnvloeden. De scheidingslijn moet correct worden uitgelijnd om de kwaliteit te waarborgen. Er zijn verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van de scheidingslijn. Idealiter moet deze parallel zijn aan de opening van de matrijs.

De plaats van de deellijn kan de uitwerprichting en openingsrichting beïnvloeden. Het beïnvloedt ook de overblijfselen die de matrijshelften achterlaten. Gezien al deze factoren is het essentieel om de plaats van de deellijn zorgvuldig te kiezen. Als je eenmaal hebt besloten waar de deellijn komt, kun je vervolgens beslissen of deze verticaal, afgeschuind of gebogen moet zijn.

De locatie van de scheidingslijn in een spuitgietmatrijsontwerp is een belangrijke factor bij het voorkomen van uitsteeksels. Als de scheidingslijn niet correct is gepositioneerd, kan de kunststof uit de matrijs ontsnappen en uitsteeksels veroorzaken.

Bovendien kan een slecht ontworpen deellijn een impact hebben op de kwaliteit, de sterkte en het uitzicht van het stuk. Daarom moet de locatie van de deellijn zorgvuldig worden overwogen bij het ontwerp van een spuitgietmatrijs.

De locatie van de scheidingslijn in een spuitgietmatrijsontwerp wordt bepaald door het snijpunt van de openingskegel van de matrijs met de globale benaderingskegel. Dit punt bepaalt ook het ontwerp van het onderdeel en hoe de restanten zullen verschijnen. De locatie van de scheidingslijn kan ingewikkeld zijn als deze niet goed wordt bepaald. Het kan zelfs de kosten van het gereedschap verhogen.

Kosten voor gereedschap

Gereedschapskosten zijn een belangrijk onderdeel van elk spuitgietmatrijsontwerp. Afhankelijk van de complexiteit van de matrijs kunnen de kosten variëren van $15K tot $500K of meer. Het is belangrijk om precies te weten wat elk proces zal kosten en hoe u uw matrijs zo kosteneffectief mogelijk kunt maken. Hieronder staan verschillende kosten vermeld die verband houden met matrijsontwerp en gereedschap.

Gereedschapskosten vormen een belangrijk onderdeel van uw investering in een spuitgietmatrijs. Gereedschapskosten kunnen sterk variëren op basis van het type kunststof en de toepassing. Als uw matrijs groot moet zijn, zullen de staalkosten hoger zijn. Als u een ingewikkeld onderdeel ontwerpt, is een gedetailleerdere matrijs noodzakelijk. Uw matrijzenmaker kan u adviseren over hoe u uw onderdeel in de matrijs kunt laten passen.

De complexiteit van het product en de holtevereisten kunnen de gereedschapskosten verhogen. Een eenvoudige elektronische behuizing met gaten is relatief eenvoudig, maar voor een voedingsaansluiting is een ronde connector nodig. Dit vereist een andere bewerking in het gereedschap. Deze extra kosten worden aan u doorberekend. De gereedschapskosten voor een spuitgietmatrijsontwerp hangen af van de complexiteit en grootte van het onderdeel dat wordt gemaakt.

Bij het overwegen van gereedschapskosten is het belangrijk om te bedenken hoe uw matrijs zal worden gebruikt. Spuitgietgereedschap is meestal gemaakt van staal of aluminium. Hoewel aluminium een betaalbaarder materiaal is, is het zwakker en mag het alleen worden gebruikt voor kleine series. Het zal vervormen na een paar duizend matrijcycli. Staal is echter een duurzaam materiaal en kan jarenlang probleemloos spuitgietonderdelen produceren.

Concurrent engineering-benadering

Concurrent engineering is het proces van het ontwikkelen en ontwerpen van een volledig product van concept tot productie. Het omvat vroegtijdige overweging van alle elementen van de levenscyclus, inclusief ontwerp, marketing, relaties na verkoop en de toeleveringsketen.

Deze aanpak kan kosten en tijd besparen voor alle betrokken partijen. Voor kleinere bedrijven kan het een ontmoedigend proces zijn, maar een goed begin is model C, waarin de belangrijkste doelstellingen en rollen van elk teamlid duidelijk zijn vastgelegd.

Spuitgietmatrijsontwerp is een complex proces dat verschillende subontwerpen omvat. Het vereist de betrokkenheid van management en teamleden en vraagt om expertise en een grondig begrip van productieprocessen.

De aanpak van concurrent engineering is een manier om de ontwikkeling van spuitgietmatrijzen te stroomlijnen. Daarbij worden het ontwerp van het kunststof onderdeel, het matrijsontwerp en de productieplanning en -kosten gelijktijdig beschouwd.

In de eerste fase van het matrijsontwerpproces wordt een CAD-model van het kunststofdeel gemaakt met behulp van commerciële 3D-modelleringsprogramma’s. Dit model wordt vervolgens gebruikt om het spuitgietproces en de prestaties van de kunststofdelen te analyseren. Dit model wordt vervolgens gebruikt om het injectieproces en de prestaties van de kunststof onderdelen te analyseren.

De volgende fase is de vervaardiging van het productiegereedschap. Met concurrent engineering kunnen matrijzenmakers tijd en geld besparen door mogelijke problemen al in de vroege fasen van het kunststof spuitgietproces aan te pakken.

Bij een concurrent engineering-aanpak werken vertegenwoordigers van alle afdelingen die bij het project betrokken zijn vroeg en vaak samen. Hierdoor kunnen problemen in een vroeg stadium worden ontdekt en wordt de efficiëntie bevorderd doordat meerdere teamleden tegelijkertijd aan een specifieke taak kunnen werken. Het is echter belangrijk op te merken dat concurrent engineering niet betekent dat dingen in volgorde moeten worden gedaan.

Ontvang concurrerende prijzen, DFM-feedback en een productieplanning van het engineeringteam van ZetarMold.

Vraag een gratis offerte aan → Raadpleeg onze Complete gids voor spuitgietmatrijzen voor een volledig overzicht.