Jak powstają formy wtryskowe?

There are a variety of ways to make a mold. These include side-action cores, a cold injection unit, a straight-pull mold, and a cooling channel.

Każda z tych metod może skutkować innym typem części. Zostały one omówione poniżej. Każda z nich ma swoje zalety i wady.

Rdzenie o działaniu bocznym

Kilka czynników może wpływać na wydajność forma wtryskowas. For example, older molds may have different side-action core pulls than the current requirements.

Nowe parametry formowania, różne materiały i wymagania dotyczące szkła mogą również negatywnie wpływać na wydajność formy. Może to prowadzić do powstawania rdzeni, które wyginają się, migają lub poruszają.

Rdzenie bocznego działania zwiększają złożoność i koszt projektu formy. W przeciwieństwie do elementów szczelinowych, rdzenie bocznego działania muszą być przesuwane prostopadle do osi formy, więc oprzyrządowanie musi być przesunięte względem osi formy.

This makes the plastic injection mold more complex, which increases the cost and lead time. In addition, designers must add draft angles into the design to accommodate the side-action.

Inny rodzaj konstrukcji formy obejmuje rdzenie, które można usunąć i wymienić. Większość form ma dwie strony: stronę "A" dla zewnętrznej powierzchni kosmetycznej komponentu i stronę "B" dla części wewnętrznych.

Pierwszy z nich jest zazwyczaj gładki i pozbawiony zwisów, a jego konstrukcja jest najprostsza. Te drugie są zwykle bardziej złożone i wymagają wysuwanych rdzeni bocznych i wkładek.

Przykład rdzenia bocznego pokazano na poniższym obrazku. Jest on używany do produkcji zdalnie sterowanych obudów.

Forma ta ma rdzeń o działaniu bocznym, który zawiera odpowietrznik i kołki wypychacza. Za pomocą tej formy można wytwarzać różne rodzaje produktów z tworzyw sztucznych.

A quality side-action core has a high level of preload and allows for a zero-psi hydraulic pressure. It is also essential that the core is large enough to accommodate the forces of the plastic injection molding process.

Jednostka wtrysku na zimno

Injection molds are made in one of two ways. The traditional way uses standard machining and EDM technology. CNC machining can be more efficient and create molds with more accurate details.

Koszt formy zależy od liczby wnęk i złożoności projektu.

Mniejsza liczba wgłębień oznacza mniej pracy z narzędziami, podczas gdy dodatkowe detale zwiększają cenę. Koszt zależy również od wykończenia powierzchni.

Projektując formę wtryskową, projektant bierze pod uwagę liczbę funkcji, które muszą być w niej uwzględnione. Procesy formowania wtryskowego wymagają wielu etapów, od projektu do produkcji.

Jednym z nich jest zaprojektowanie formy, która będzie utrzymywać stopione plastikowe komponenty. Kolejnym ważnym krokiem w procesie formowania wtryskowego jest stworzenie rdzenia.

Forma musi być zaprojektowana z rdzeniem, który jest wystarczająco duży, aby pomieścić wszystkie elementy, które zostaną w niej uformowane.

Po zaprojektowaniu formy należy ją dokładnie przetestować, aby upewnić się, że projekt jest odpowiedni dla części z tworzywa sztucznego.

It must also be prototyped before it can be used for production. Injection molds can be produced with standard machining, computer numerical control (CNC) machining, and electrical discharge machining.

Surowiec termoplastyczny jest podawany do podgrzewanej beczki za pomocą śruby tłokowej. Ciepło powoduje reakcję chemiczną, która osłabia siły Van der Waalsa w surowcu.

Prowadzi to do zwiększenia przestrzeni między cząsteczkami, zmniejszając lepkość. Stopione tworzywo sztuczne wchodzi następnie do gniazda formy przez system kanałów.

Po ostygnięciu tworzywo sztuczne ma pożądany kształt. Następnie do wypchnięcia plastiku z formy używany jest trzpień wypychacza.

Cykl formowania wtryskowego może być wykonany z większości rodzajów polimerów. Materiały te obejmują tworzywa termoplastyczne, termoutwardzalne i elastomery. Od 1995 roku liczba dostępnych materiałów wzrosła o około 750 rocznie.

Obecnie dostępnych jest ponad 18 000 materiałów, w tym wiele stopów wcześniej opracowanych materiałów. Wybór materiału opiera się na koszcie, wytrzymałości i funkcji produktu końcowego.

Prosta forma ciągnąca

Straight-pull plastic injection molds are ideal for producing parts in large volumes. Using a highly pressurized nozzle, plastic material is injected into a mold.

Forma jest zazwyczaj wykonana ze stali lub aluminium. Jej dwie połówki są utrzymywane razem za pomocą zacisków hydraulicznych lub mechanicznych.

Wnęka zawiera stopiony plastik. Mechanizm wyrzutowy formy zapobiega utknięciu lub wypaczeniu części.

Forma prosta jest najbardziej podstawowym typem formy. Konstrukcja jest prosta i utrzymuje całkowity koszt na niskim poziomie.

Geometria formy musi wynosić 2,D i nie może mieć żadnych zwisów. Bardziej skomplikowane geometrie wymagają rdzeni lub wkładek bocznego działania. Toth Mold/Die Inc. produkuje tysiące form bocznych każdego roku.

Koszty oprzyrządowania zaczynają się od $1,000 i mogą sięgać $3,000. Koszty te są niezależne od produkcji wielkoseryjnej i liczby produkowanych części.

Koszty oprzyrządowania mają szczególny wpływ na produkcję na małą skalę. Istnieją jednak sposoby na obniżenie kosztów oprzyrządowania. Prosta modyfikacja projektu może obniżyć koszty oprzyrządowania o 50-70%.

Dodanie akcji bocznych zwiększa liczbę geometrii części, które można wyprodukować. Wypraski boczne to wkładki umieszczane w gnieździe formy.

Wkładki te umożliwiają wykonywanie podcięć, których nie można uzyskać za pomocą formy z prostym wyciągnięciem. Pozwalają również na przepływ materiału wokół nich.

Grubość ścianek części powinna być jednolita, aby uniknąć koncentracji naprężeń. Niejednolita grubość ścianki może również prowadzić do zniekształcenia geometrii części.

Ważne jest, aby obliczyć dokładny skurcz przed zaprojektowaniem formy. Każdy polimer ma inny współczynnik skurczu.

Informacje te często nie są dostarczane przez dostawcę polimeru. Dlatego gatunek polimeru należy wybrać przed zaprojektowaniem formy.

Kolejną kwestią do rozważenia przez projektantów jest ilość miejsca dostępnego na rozszerzenie. Jeśli część jest bardzo elastyczna, odbojnik może odkształcić się nad formą podczas wyrzucania.

W zależności od nadmiaru użytego materiału, odbojnik nie powinien znajdować się w pobliżu elementów usztywniających. Odbojnik powinien mieć kąt od 30 do 45 stopni.

Kanały chłodzące

Formy wtryskowe są często wykorzystywane do produkcji części z tworzyw sztucznych. Części te są podatne na miejscową akumulację ciepła, co może prowadzić do wad produktu.

To eliminate this problem, researchers have proposed the use of cooling channels in injection molds.

Technologia ta usprawnia cały proces chłodzenia, skracając czas cyklu i zwiększając produktywność.

Różne kształty kanałów mają różne właściwości chłodzenia. Długość, odległość podziałowa i odległość linii środkowej każdego kanału wpływają na czas chłodzenia.

Różne kształty kanałów zapewniają optymalne rozwiązania dla różnych typów części z tworzyw sztucznych.

Ponadto, optymalny projekt kanału chłodzącego powinien być w stanie zredukować wahania czasu chłodzenia.

Na przykład kanały trójkątne wymagają większych obszarów chłodzenia niż kanały kwadratowe, ale ich wydajność chłodzenia jest niższa.

Inną metodą chłodzenia form jest zastosowanie konformalnego kanału chłodzącego. Ten typ systemu chłodzenia pozwala na chłodzenie komponentów o różnej wydajności chłodzenia.

Pozwala to również na bardziej wydajne chłodzenie formy, zapobiegając przegrzaniu. Zazwyczaj spiekane formy wtryskowe wykorzystują konformalne kanały chłodzące.

Podczas projektowania formy ważne jest, aby wziąć pod uwagę różne kanały chłodzenia. Odpowiedni kanał chłodzenia zmniejszy prawdopodobieństwo wypaczenia lub defektu.

Konforemne kanały chłodzące pozwolą również na równomierne i szybkie chłodzenie, co oznacza mniej wypaczeń i defektów.

Kanały chłodzące można zaprojektować przy użyciu procesu produkcji addytywnej. Metoda ta jest korzystna zarówno dla masowej produkcji form, jak i ich rozwoju.

Another way to incorporate cooling channels is through rapid tool manufacturing plastic parts. Rapid tool manufacturing techniques such as SLS and 3D printing can be used to make injection molds with embedded copper cooling channels.

Użyte materiały

Formowanie wtryskowe to wszechstronny proces produkcyjny, który umożliwia wytwarzanie złożonych części przy niskich kosztach.

Istnieje wiele różnych materiałów, które można wykorzystać w tym procesie, a materiały te można mieszać lub mieszać z innymi materiałami, aby stworzyć unikalne schematy kolorów.

Konstrukcja części powinna odpowiadać właściwościom materiału użytego do jej wykonania. Jednak niektóre materiały mają pewne ograniczenia lub są mniej odpowiednie do niektórych zastosowań. Aby rozwiązać te kwestie, projektanci form powinni przestrzegać pewnych wytycznych, gdy tworzenie form.

Twardość: Im twardszy jest użyty materiał, tym większa jest jego odporność na zużycie i korozję.

Jest to szczególnie ważne, gdy część musi wytrzymać powtarzające się tępe uderzenia małych dzieci.

Stal nierdzewna jest również doskonałym wyborem w przypadku stosowania korozyjnych żywic. Jej wyższa twardość poprawi również integralność linii podziału i zmniejszy ryzyko korozji.

Wybór materiałów: Poliamidy to kolejna grupa materiałów, które mogą być wykorzystywane do tworzenia formy wtryskowe. Materiały te mogą być naturalne lub syntetyczne, a każdy rodzaj ma swoje zalety i wady.

Nylon, na przykład, może być podatny na kurczenie się i nieodpowiednie wypełnienie. Z drugiej strony, HDPE jest bardzo trwałym tworzywem termoplastycznym, które może być wykorzystywane do różnych zastosowań. Jest również opłacalny i ma dobrą wytrzymałość mechaniczną.

Wybór odpowiedniego materiału na formę ma kluczowe znaczenie: Odpowiedni materiał do właściwej formy może pomóc zapewnić prawidłowy przepływ stopionego tworzywa sztucznego.

Ważne jest jednak również, aby wziąć pod uwagę konstrukcję formy. Formowanie wtryskowe może być kosztowne, jeśli Część formowana wtryskowo nie jest prawidłowo zaprojektowana. Należy unikać hartowanych form stalowych, które mają cienkie ścianki i niezaprojektowane żebra, ponieważ mogą one powodować krótkie strzały.