Wytyczne projektowania żeber w częściach z tworzyw sztucznych

Ponadto żebro może działać jak wewnętrzny kanał doprowadzający, pomagając wypełnić gniazdo formy wtryskowej, co ułatwia przepływ tworzywa do rozgałęzionej części wyrobu.

Wzmocnienie jest zazwyczaj umieszczane po bezkontaktowej stronie produktu z tworzywa sztucznego, a jego kierunek rozciągania powinien być zgodny z kierunkiem maksymalnego naprężenia i maksymalnego ugięcia produktu. Umiejscowienie wzmocnienia podlega również pewnym względom produkcyjnym, takim jak wypełnienie wnęki, skurcz i rozformowanie.

Długość wzmocnienia może być taka sama jak długość produktu, z oboma końcami przymocowanymi do zewnętrznej ściany produktu lub może zajmować tylko część produktu, aby częściowo zwiększyć sztywność części produktu.

Jeśli wzmocnienie nie jest przymocowane do zewnętrznej ściany produktu, sekcja końcowa nie powinna być gwałtownie zakończona, ale powinna być stopniowo zmniejszana aż do jej ukończenia, zmniejszając w ten sposób problemy z uwięzieniem powietrza, niedopełnieniem i śladami przypalenia, które często występują w niedostatecznie wentylowanych lub zamkniętych lokalizacjach.

Najprostszym kształtem zbrojenia jest prostokątna kolumna przymocowana do powierzchni produktu, ale aby spełnić niektóre wymagania produkcyjne lub strukturalne, kształt i rozmiar zbrojenia muszą zostać zmienione.

Dno wzmocnienia musi być zaokrąglone, aby wyeliminować nadmierną koncentrację naprężeń. Zaokrąglone ostre rogi nadają również kanałowi przepływowemu stopniowy kształt, dzięki czemu wnęka wypełnia się płynniej.

Jeśli szerokość dolnej części wzmocnienia zostanie zmniejszona o połowę w stosunku do grubości produktu (rysunek b), wzrost grubości w stosunku do pozycji zostanie zmniejszony do około 20%, a ryzyko skurczu zostanie znacznie zmniejszone.

Prowadzi to do zastosowania dwóch lub więcej krótkich prętów zbrojeniowych niż użycie pojedynczego wysokiego pręta zbrojeniowego, ale w przypadku zastosowania wielu prętów zbrojeniowych odległość między prętami zbrojeniowymi musi być większa niż grubość sąsiedniej ściany zewnętrznej.

Kształt prętów zbrojeniowych jest ogólnie cienki i długi, a ogólna konstrukcja prętów zbrojeniowych ilustruje podstawowe zasady projektowania prętów zbrojeniowych.

Należy pamiętać, że zbyt grube zbrojenie może powodować powstawanie rys skurczowych, wgłębień, odkształceń, uszczypnięć i innych problemów, co również wydłuży cykl produkcyjny i zwiększy koszty produkcji.

Rola wzmocnienia z tworzywa sztucznego

Wzmocnienie jest nieodzowną częścią funkcji formowanych wtryskowo części z tworzyw sztucznych.

(1) Zwiększyć wytrzymałość i sztywność wyrobu bez zwiększania grubości jego ścianek, aby w procesie formowania wtryskowego uniknąć marnowania tworzywa i wzrostu masy oraz obniżyć koszty.

(2) Może powstrzymać zniekształcenia i deformacje produktów spowodowane nierównomierną siłą spowodowaną różnicą grubości ścianek plastikowych butelek.

(3) Ułatwić przepływ stopionego tworzywa i zapewnić kanały jego dopływu w niektórych cienkościennych częściach formowanych wtryskowo korpusu butelki z tworzywa.

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu wzmocnienia z tworzywa sztucznego

(1) Konstrukcja wzmocnienia jest również związana z zastosowanym tworzywem sztucznym. Z punktu widzenia produkcji, właściwości fizyczne materiału, takie jak lepkość stopu i skurcz, mają znaczący wpływ na projekt wzmocnienia.

(2) Właściwości pełzania tworzywa sztucznego są również ważnym czynnikiem z konstrukcyjnego punktu widzenia. Na przykład, z punktu widzenia produkcji, wysokość zbrojenia jest ograniczona przez przepływ stopu i charakterystykę wyrzutu (skurcz, współczynnik tarcia i stabilność).

(3) Zwiększenie kąta wyjścia długiego wzmocnienia ogólnie pomaga w wyrzucaniu produktu, jednak gdy kąt wyjścia wzrasta, a szerokość dna pozostaje taka sama, sztywność, wytrzymałość i obszar wyrzucania produktu są zmniejszone.

Problem zmniejszonego obszaru wyrzutu można rozwiązać poprzez dodanie kilku wypustek do części wzmacniającej produktu lub użycie droższych płaskich trzpieni wyrzutnika, a polerowanie w kierunku wyrzutu również pomoże w łatwym wyrzucaniu produktu.

(4) Z konstrukcyjnego punktu widzenia, głębsze wzmocnienie może zwiększyć sztywność i wytrzymałość produktu bez znaczącego wzrostu wagi, ale jednocześnie wzrasta naprężenie zginające w najwyższych i najniższych punktach produktu, projektant produktu musi obliczyć i upewnić się, że naprężenie zginające w tej części nie przekroczy dopuszczalnego zakresu.

(5) Z punktu widzenia produkcji lepiej jest użyć dużej liczby krótkich i wąskich prętów zbrojeniowych niż kilku głębokich i szerokich prętów zbrojeniowych.

(6) Podczas wykonywania form (zwłaszcza form prototypowych) należy pozostawić możliwie duży zapas szerokości, ewentualnie głębokości, oraz kilka żeber, aby można je było odpowiednio powiększyć, gdy próby formy wykażą niewystarczającą sztywność i wytrzymałość wyrobu. Usunięcie stali z formy jest bowiem łatwiejsze i tańsze niż jej dodawanie przez spawanie lub wkładki.

Punkty projektowe dla różnych materiałów

ABS Aby ograniczyć zapadnięcia na głównych powierzchniach części, grubość żeber nie powinna przekraczać 50% grubości przecinającej je ścianki, a na niektórych powierzchniach niekrytycznych może wynosić do 70%. W cienkich elementach z pianki strukturalnej żebro może osiągać 80% grubości przecinającej ścianki. Grube żebra mogą osiągać 100%.

Wysokość żeber nie powinna być większa niż trzykrotna grubość kleju. W przypadku więcej niż dwóch żeber, odległość między żebrami nie powinna być mniejsza niż dwukrotna grubość gumy. Kąt wyjścia żeber powinien znajdować się między jedną stroną a drugą, aby ułatwić uwalnianie.

PA Wysokość pojedynczego żebra nie powinna być równa ani większa od trzykrotności grubości jego podstawy. Za żebrami należy przewidzieć małe żebra lub rowki, ponieważ podczas chłodzenia żebra powodują wgłębienia po przeciwnej stronie.

PBT Należy w miarę możliwości unikać grubych żeber, aby zapobiec pęcherzom powietrza, zapadnięciom i koncentracji naprężeń. Osiąga się to przez ograniczenie wymiarów żeber. Przy grubości ścianki poniżej 3.2mm (1/8 in) grubość żebra nie powinna przekraczać 60% grubości ścianki. Przy ściankach grubszych niż 3.2 mm nie powinna przekraczać 40%.

Wysokość żebra nie powinna przekraczać 3-krotności grubości kości. Żebra są połączone ze ścianą ze stopionego tworzywa sztucznego za pomocą 0,5 mm (0,02 cala) R po obu stronach, aby umożliwić płynny przepływ tworzywa sztucznego i zmniejszyć naprężenia wewnętrzne.

PC Ogólnie zalecana grubość żeber zależy od płynności tworzywa i grubości ścianek. Konstrukcję żeber z PC przedstawiono na poniższym rysunku dotyczącym żeber z PS.

PS Grubość żeber nie powinna przekraczać 50% grubości ścianki w miejscu połączenia. Doświadczenie pokazuje, że naruszenie powyższych wytycznych prowadzi do nierównomiernego połysku powierzchni.

PSU ŻEBRA mogą zwiększyć udarność wyrobu i zapewnić skuteczny efekt przy najniższym koszcie. Wadliwa konstrukcja może powodować zapadnięcia i niepożądaną udarność.

Punkty konstrukcyjne wzmocnienia

(1) Zastąpić pojedyncze wzmocnienie pojedynczym wzmocnieniem o większej wysokości z niższą wysokością i nieco większą liczbą prętów, aby uniknąć wgłębienia powierzchni, gdy spód grubych prętów ochładza się i kurczy. Gdy tylna część ścięgien wykazuje wgłębienie wpływające na estetykę, można zastosować dekoracyjną konstrukcję żebra wzmacniającego.

(2) Kierunek ułożenia cięgien powinien być taki sam jak kierunek napełniania stopionego materiału.

(3) Korzeń ścięgna z zaokrąglonym przejściem, aby uniknąć działania siły zewnętrznej podczas koncentracji naprężeń i zniszczenia. Jednak zbyt duży promień zaokrąglenia korzenia spowoduje depresję.

(4) Zasadniczo nie należy umieszczać żadnych części na ścięgnach.

(5) Wypustki umieszczone na wewnętrznej ściance plastikowej butelki nie powinny znajdować się zbyt blisko wewnętrznej ścianki, aby uniknąć niewystarczającego wypełnienia stopionego materiału w części wypustek w celu zwiększenia zastosowania ścięgien w celu uniknięcia deformacji produktu i zwiększenia sztywności plastikowej butelki.

Zasady projektowania wzmocnień:

(1) Grubość zbrojenia powinna być mniejsza niż jednolita grubość ścianki wzmacnianego produktu, aby zapobiec wgłębieniu na połączeniu.

(2) Wysokość zbrojenia nie powinna być zbyt duża, w przeciwnym razie zbrojenie zostanie uszkodzone przez siłę i zmniejszy jego sztywność. Aby zwiększyć sztywność produktu, należy zwiększyć liczbę prętów zbrojeniowych, a nie ich wysokość.

(3) Nachylenie prętów wzmacniających może być większe i ogólnie powinno być większe niż 1,5 °, aby uniknąć obrażeń górnych, aby ułatwić uwalnianie formy.

(4) Wiele prętów zbrojeniowych powinno być odpowiednio rozmieszczonych i rozłożonych w celu zmniejszenia nierównomiernego skurczu.

(5) Zwykle żebro dodaje się do ukośnego elementu, aby uniknąć uwięzienia powietrza oraz ułatwić formowanie wtryskowe tworzywa i zwiększyć wytrzymałość.

Rozmieszczenie prętów zbrojeniowych

Istnieją następujące kształty prętów zbrojeniowych: pręt, studnia, widelec, wachlarz, okrąg lub kształt zintegrowany

Kształt prętowy Jeśli obszar żeber na obudowie jest mały i nie musi przenosić dużych obciążeń, wystarczy zwiększyć wytrzymałość samej obudowy. Żebra nie powinny być zbyt gęste, ponieważ osłabiają formę i mogą utrudniać wyjmowanie części wskutek przywierania.

Ogólnie rzecz biorąc, odstępy między zbrojeniem są zaprojektowane tak, aby wzmocnić stałą grubość ścianki skorupy w miejscu zbrojenia 3 razy i więcej, wysokość zbrojenia zgodnie z rzeczywistymi potrzebami produktu i projektem, nie ma absolutu, aby być niższym niż ile, w zależności od formy ma przejść cięcie linii lub wykonać łączenie bloków.

Jednak w przypadku spełnienia potrzeb konstrukcyjnych produktu, im niższa wysokość wzmocnienia, tym lepsze wzmocnienie kolumny śrubowej, ponieważ po wzmocnieniu następuje kolumna śrubowa.

Dlatego wysokość pręta zbrojeniowego może być zaprojektowana znacznie wyżej niż zwykły pręt zbrojeniowy, specyficzny projekt konstrukcyjny pręta zbrojeniowego kolumny śrubowej, wprowadzony do projektu konstrukcyjnego wysokości pręta zbrojeniowego kolumny śrubowej jest zbyt wysoki, ma kilka problemów.

Im wyższa wysokość zbrojenia, tym trudniej jest odtworzyć pełny klej, ogólna konstrukcja zbrojenia nie jest zaprojektowana, a grubość materiału skorupy jest gruba, grubość zbrojenia można zwiększyć lub zmniejszyć w zależności od rzeczywistych potrzeb produktu.

Problem poza formą: im wyższa wysokość wzmocnienia, tym większe prawdopodobieństwo, że przyklei się ono po wyjściu z formy.

Problem z wytrzymałością: im wyższa wysokość wzmocnienia, tym cieńsza górna część gumowej końcówki, tym niższa wytrzymałość.

Powłoka może być zaprojektowana z dużym obszarem wzmocnienia i musi wytrzymywać duże obciążenia.

Powłoka może być zaprojektowana tak, aby obszar wzmocnienia był duży, w kształcie wachlarza, a okrągłe obciążenie jest punktem środkowym dla najsilniejszego punktu siły, dobrze ukształtowanego i widlastego obciążenia dla jednolitego punktu siły.

Ponieważ wzmocnienie w kształcie studni i widelca jest zbyt grube w części poprzecznej ze względu na grubość materiału, istnieje ryzyko wad wgłębień na powierzchni skorupy, co wpływa na wygląd, więc okrągłe wzmocnienie jest dodawane do projektu, aby utworzyć kompleksowy rodzaj wzmocnienia.

Ponieważ liczba wzmocnień w kształcie studni i widelca jest zbyt duża, produkt będzie łatwo przyklejał się do tylnej formy, po dodaniu okrągłego wzmocnienia można go wyrzucić za pomocą trzpienia strzykawki, co pozwala uniknąć sytuacji lepkiej formy lub może być rozumiane jako takie.

Konieczne jest dodanie pewnej liczby kolumn w pozycji gęstego zbrojenia, aby pomóc produktowi wydostać się z formy, zwłaszcza gdy wysokość zbrojenia jest stosunkowo wysoka.

Podsumowanie

Podczas projektowania wyrobu należy zoptymalizować żebra zgodnie z powyższymi zasadami. Żebra nie tylko zwiększają wytrzymałość i sztywność części z tworzywa oraz ograniczają ich skręcanie, lecz także ułatwiają tworzywu podczas formowania wypełnienie formy wtryskowej, co pozwala uzyskać optymalną konstrukcję produktu w najbardziej ekonomiczny sposób.

Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.

Poproś o bezpłatną wycenę → Zapoznaj się z naszym Kompletnym przewodnikiem po formach wtryskowych, aby uzyskać kompleksowy przegląd.