Bramki krawędziowe
Przewężki krawędziowe są typowym elementem konstrukcji formy wtryskowej. Są łatwe do wykonania i mają szeroki zakres zastosowań. Często stanowią idealne rozwiązanie dla dużych części o grubszych przekrojach ścianek.
Ponieważ są one wykonane z szerszym przekrojem poprzecznym niż inne bramy, można je łatwo zmienić, aby dopasować je do pożądanego kształtu. Kolejną zaletą bramek krawędziowych jest to, że nie wymagają one stosowania specjalnej żywicy.
Wybierając projekt bramy, należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Obejmują one objętość gniazda formy i automatyczne przycinanie. Niektóre bramy działają najlepiej w formach jednogniazdowych, podczas gdy inne są lepsze dla form wielogniazdowych. Szerokość sekcji bramy powinna być większa niż kanał pomocniczy formy, aby zapewnić optymalną równowagę przepływu materiału.
Kolejnym ważnym aspektem konstrukcji przewężek jest ich funkcja. Pomagają kontrolować przepływ tworzywa przez formę. Zapewniają również bardziej równomierną powierzchnię formy. Prawidłowe rozmieszczenie przewężek zmniejsza odległość między kanałem a częścią formowaną wtryskowo. Poprawia to odpowietrzanie i umożliwia równomierne rozłożenie zapadnięć powstających podczas topienia na części z tworzywa.
Wybór odpowiedniej bramy ma zasadnicze znaczenie dla produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych. Roztopione tworzywo sztuczne musi dotrzeć do wszystkich części formy przed schłodzeniem, w przeciwnym razie stwardnieje zbyt szybko w niektórych obszarach, co spowoduje, że część będzie trudniejsza do przetworzenia. Dobry projekt powinien również minimalizować straty ciśnienia i ciepła z systemu kanałów.
Rdzenie o działaniu bocznym
Jednym z najtrudniejszych aspektów zastosowań z mechanizmami bocznymi jest konstrukcja form. Projektowanie takich form wtryskowych wymaga kreatywności ze względu na dużą liczbę zmiennych i wymagań.
Niektóre z tych wymagań obejmują mniejszy rozmiar prasy i podstawy rdzenia, które sprawiają, że forma jest tańsza w produkcji i utrzymaniu. Inne wymagania obejmują prostsze układy form, ułatwiające produkcję i pozwalające na konkurencyjne oferty. Rdzenie o działaniu bocznym są często wkładane od dołu lub od góry formy wtryskowej. Jest to korzystne w przypadku produkcji części ze zwisami, ale zwiększa również złożoność i koszty.
Powodem jest to, że 50% cyklu formowania wtryskowego przypada na krzepnięcie i chłodzenie. Oznacza to, że zmniejszenie grubości konstrukcji ma kluczowe znaczenie dla obniżenia kosztów. Ponadto forma wtryskowa z rdzeniem bocznym może mieć teksturowaną powierzchnię, która zwiększa jej walory estetyczne.
Inną popularną konstrukcją rdzenia o działaniu bocznym jest system modułowy, który wykorzystuje cylinder do ściskania rdzenia przed wtryskiem. Dzięki temu systemowi forma może być mniejsza i bardziej kompaktowa. Niektóre konstrukcje mogą wymagać modułowego systemu kompresji rdzenia bocznego działania, który jest montowany zewnętrznie do podstawy formy. Jednak w wielu przypadkach wystarczy cylinder z blokiem pięty.
Konstrukcja rdzenia bocznego działania musi być zaprojektowana w taki sposób, aby nie kolidowała z innymi komponentami i strukturami. Dodatkowo, konstrukcja rdzenia bocznego powinna zapewniać płynne otwieranie i zamykanie formy.
Zimni biegacze
Zalety zimnych kanałów w konstrukcji form wtryskowych obejmują niższe koszty początkowe i prostszą konserwację formy. Formy z zimnymi kanałami mają jednak także wady. Jedną z nich jest ilość odpadów ze stopionego tworzywa powstających podczas produkcji. Choć materiał z zimnych kanałów może być używany ponownie, drogich żywic nie można poddawać recyklingowi, co powoduje znaczne koszty odpadów.
Kolejną wadą zimnych kanałów jest ich wysoki koszt. Muszą one być ręcznie oddzielane od gotowej części i ponownie szlifowane po każdym cyklu, co wydłuża ogólny czas cyklu i spowalnia masową produkcję. Ponadto, zimne kanały wymagają większej powierzchni formy niż gorące kanały. Są też bardziej skomplikowane w montażu niż gorące kanały.
Inną wadą zimnych kanałów jest to, że część może się odkształcać i pękać. Materiały wrażliwe na ciepło nie powinny być formowane przy użyciu tego typu konstrukcji formy. Wynika to z faktu, że żywica z tworzywa sztucznego musi zostać schłodzona w zimnych kanałach przed wtryśnięciem do gniazda części.
Ponadto kanałów zimnych nie należy nagrzewać powyżej zalecanej temperatury topnienia materiału. Z kolei kanały izolowane mogą ograniczyć ilość ciepła traconego do pozostałej części formy wtryskowej, ułatwiając zmianę koloru.
Wreszcie, zimne kanały mogą być ponownie wykorzystane jako źródło żywicy do produkcji części. Jednak procent przemiału jest ograniczony przez arkusze procesu i powinien być określony w arkuszu procesu. Zimne kanały w projektowaniu form wtryskowych mogą pomóc poprawić produktywność formy. Są one lepszym wyborem w przypadku produkcji wielkoseryjnej.
Mogą obniżyć całkowite koszty i skrócić czas cyklu wtryskiwania. Poza skróceniem cyklu zimne kanały zapewniają dużą elastyczność podczas wyważania gniazd. Można je też łatwo wymieniać i zmieniać ich kształt, choć proces ten jest czasochłonny.
Lokalizacja linii podziału
Położenie linii podziału jest ważnym aspektem projektowania formy wtryskowej. Może wpływać na dopasowanie i działanie gotowego produktu. Aby zapewnić jakość, linia podziału musi być prawidłowo wyrównana. Podczas jej projektowania należy uwzględnić kilka czynników. W idealnym przypadku powinna być równoległa do kierunku otwierania formy.
Położenie linii podziału może wpływać na kierunek wyrzutu i kierunek otwierania. Wpływa również na ślady pozostawione przez połówki formy. Biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki, ważne jest, aby starannie wybrać lokalizację linii podziału. Po podjęciu decyzji, gdzie będzie znajdować się linia podziału, można zdecydować, czy powinna ona być pionowa, ścięta czy zakrzywiona.
Położenie linii podziału w konstrukcji formy wtryskowej jest ważnym czynnikiem zapobiegającym powstawaniu wypływki. Jeśli linia podziału nie jest prawidłowo umiejscowiona, tworzywo może wydostać się z formy i utworzyć wypływkę.
Ponadto źle zaprojektowana linia podziału może mieć wpływ na jakość, wytrzymałość i wygląd części. Dlatego też lokalizacja linii podziału musi być dokładnie rozważona podczas projektowania formy wtryskowej.
Położenie linii podziału w konstrukcji formy wtryskowej jest wyznaczane przez przecięcie stożka otwarcia formy z globalnym stożkiem podejścia. Punkt ten wpływa również na konstrukcję części i wygląd śladów poprodukcyjnych. Nieprawidłowe wyznaczenie położenia linii podziału może skomplikować konstrukcję, a nawet zwiększyć koszt oprzyrządowania.
Koszty oprzyrządowania
Koszt oprzyrządowania stanowi ważną część każdego projektu formy wtryskowej. W zależności od złożoności formy może wynosić od 15 tys. do 500 tys. USD lub więcej. Trzeba dokładnie wiedzieć, ile kosztuje każdy proces i jak zaprojektować formę możliwie najbardziej ekonomicznie. Poniżej wymieniono kilka kosztów związanych z projektowaniem formy i wykonaniem oprzyrządowania.
Koszty oprzyrządowania są ważną częścią inwestycji w formę wtryskową do tworzyw sztucznych. Mogą się znacznie różnić zależnie od rodzaju tworzywa i zastosowania. Jeśli forma musi być duża, koszt stali będzie wyższy. Jeśli projektujesz złożoną część, potrzebna jest bardziej szczegółowa forma. Producent form może doradzić, jak dostosować część do formy.
Złożoność części i wymagania dotyczące wnęk mogą zwiększyć koszty oprzyrządowania. Prosta obudowa elektroniczna z otworami jest stosunkowo prosta, ale gniazdo zasilania wymaga okrągłego złącza. Wymaga to innego działania w narzędziu. Te dodatkowe koszty są przenoszone na użytkownika. Koszty oprzyrządowania dla projektu formy wtryskowej będą się różnić w zależności od złożoności i wielkości wytwarzanej części.
Rozważając koszty oprzyrządowania, trzeba uwzględnić sposób użytkowania formy. Oprzyrządowanie do formowania wtryskowego wykonuje się zazwyczaj ze stali lub aluminium. Aluminium jest tańsze, ale również słabsze i powinno być używane tylko w małych seriach. Odkształci się po kilku tysiącach cykli formowania. Stal jest natomiast trwała i może bez problemów wytwarzać części formowane wtryskowo przez wiele lat.
Podejście inżynierii współbieżnej
Inżynieria współbieżna to proces opracowywania i projektowania całego produktu od koncepcji do produkcji. Obejmuje on wczesne uwzględnienie wszystkich elementów cyklu życia produktu, w tym projektowania, marketingu, relacji posprzedażowych i łańcucha dostaw.
Takie podejście może obniżyć koszty i skrócić czas dla wszystkich zaangażowanych stron. Dla mniejszych firm może to być zniechęcający proces, ale świetnym początkiem jest model C, który jasno określa kluczowe cele i role każdego członka zespołu.
Projektowanie formy wtryskowej jest złożonym procesem obejmującym kilka projektów cząstkowych. Wymaga udziału kierownictwa i członków zespołu, a także wiedzy specjalistycznej i gruntownego zrozumienia procesów produkcyjnych.
Inżynieria współbieżna jest jednym ze sposobów usprawnienia procesu opracowywania form wtryskowych. Obejmuje równoczesne uwzględnianie konstrukcji części z tworzywa, konstrukcji formy oraz harmonogramu i kosztu produkcji.
W pierwszej fazie procesu projektowania formy, model CAD części z tworzywa sztucznego jest tworzony przy użyciu komercyjnych programów do modelowania 3D. Model ten jest następnie wykorzystywany do analizy procesu wtrysku i wydajności części z tworzyw sztucznych.
Kolejnym etapem jest wykonanie oprzyrządowania produkcyjnego. Stosując inżynierię współbieżną, producenci form mogą oszczędzić czas i pieniądze dzięki rozwiązywaniu potencjalnych problemów już na wczesnych etapach procesu wtryskiwania tworzyw sztucznych.
W podejściu inżynierii współbieżnej przedstawiciele wszystkich działów zaangażowanych w projekt współpracują ze sobą wcześnie i często. Pozwala to na wczesne wykrywanie problemów i promuje wydajność, pozwalając wielu członkom zespołu pracować nad konkretnym zadaniem w tym samym czasie. Należy jednak pamiętać, że inżynieria współbieżna nie oznacza, że rzeczy powinny być wykonywane w kolejności.
Potrzebujesz wyceny projektu formowania wtryskowego?Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.
Poproś o bezpłatną wycenę → Pełne omówienie znajdziesz w naszym Kompletnym przewodniku po formach wtryskowych.
