Как изготавливаются литьевые формы?

Еще один способ внедрения охлаждающих каналов — это быстрое изготовление пластиковых деталей с помощью инструментов. Такие методы быстрого изготовления инструментов, как SLS и 3D-печать, могут использоваться для создания литейных форм со встроенными медными охлаждающими каналами.

Каждый из этих методов может привести к созданию различных типов деталей. Они рассмотрены ниже. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Сердечники бокового действия

Несколько факторов могут повлиять на производительность литьевая формаНапример, старые формы могут иметь другие боковые выталкивающие стержни, чем текущие требования.

Новые параметры формовки, различные материалы и требования к стеклу также могут негативно повлиять на производительность пресс-формы. Это может привести к тому, что сердечники будут изгибаться, вспыхивать или смещаться.

Сердечники бокового действия усложняют конструкцию пресс-формы и увеличивают ее стоимость. В отличие от пазовых элементов, сердечники бокового действия должны перемещаться перпендикулярно оси пресс-формы, поэтому оснастка должна быть смещена относительно оси пресс-формы.

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.

Другой тип конструкции пресс-формы предполагает наличие стержней, которые можно снимать и заменять. Большинство пресс-форм имеют две стороны: сторону "А" для внешней косметической поверхности детали и сторону "В" для внутренних деталей.

Первый вариант, как правило, гладкий, без выступов и самый простой в проектировании. Второй вариант обычно сложнее и требует выдвижных боковых стержней и вставок.

Пример сердечника бокового действия показан на рисунке ниже. Он используется для изготовления корпуса пульта дистанционного управления.

Эта пресс-форма имеет сердцевину бокового действия, содержащую вентиляционное отверстие и выталкивающие штифты. С помощью этой пресс-формы можно изготавливать различные виды пластиковых изделий.

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.

Узел холодного впрыска

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.

Стоимость пресс-формы зависит от количества полостей и сложности конструкции.

Меньшее количество полостей означает меньший объем инструментальных работ, в то время как дополнительные детали увеличивают цену. Стоимость также зависит от качества обработки поверхности.

При проектировании пресс-формы конструктор учитывает количество функций, которые должны быть в ней предусмотрены. Процесс литья под давлением требует множества этапов, от проектирования до производства.

Один из них включает в себя проектирование пресс-формы, в которой будут храниться расплавленные пластиковые компоненты. Еще один важный этап процесса литья под давлением - создание сердцевины.

Форма должна быть спроектирована с достаточно большим сердечником, чтобы вместить все элементы, которые будут в нее залиты.

После того как пресс-форма разработана, ее необходимо тщательно протестировать, чтобы убедиться, что конструкция подходит для изготовления пластиковой детали.

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.

Термопластичное сырье подается в нагретую бочку с помощью возвратно-поступательного шнека. Под воздействием тепла происходит химическая реакция, которая ослабляет силы Ван-дер-Ваальса в сырье.

Это приводит к увеличению пространства между молекулами, что снижает вязкость. Затем расплавленный пластик поступает в полость формы через систему бегунков.

После остывания пластик приобретает желаемую форму. Затем с помощью выталкивающего штифта пластик выталкивается из формы.

Цикл литья под давлением может быть изготовлен из большинства типов полимеров. К таким материалам относятся термопласты, термореактивные материалы и эластомеры. С 1995 года количество доступных материалов увеличивалось примерно на 750 в год.

Сегодня существует более 18 000 материалов, включая множество сплавов ранее разработанных материалов. Выбор материала основывается на стоимости, прочности и функциональности конечного продукта.

Прямая пресс-форма

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.

Форма обычно изготавливается из стали или алюминия. Две ее половины удерживаются вместе с помощью гидравлических или механических зажимов.

В полости находится расплавленный пластик. Механизм выталкивания пресс-формы предотвращает застревание или деформацию детали.

Пресс-форма с прямой тягой - это самый простой тип пресс-формы. Ее конструкция проста и позволяет снизить общую стоимость.

Геометрия пресс-формы должна быть 2.D и без выступов. Для более сложных геометрий требуются стержни или вставки бокового действия. Toth Mold/Die Inc. производит тысячи пресс-форм бокового действия каждый год.

Затраты на оснастку начинаются от $1 000 и могут достигать $3 000. Эти затраты не зависят от объема производства и количества выпускаемых деталей.

Мелкие производства особенно страдают от расходов на оснастку. Однако существуют способы снижения стоимости оснастки. Простая модификация конструкции может снизить стоимость оснастки на 50-70%.

Добавление боковых элементов увеличивает количество геометрий деталей, которые могут быть изготовлены. Боковые элементы - это вставки, которые помещаются в полость пресс-формы.

Эти вставки позволяют выполнять поднутрения, которые невозможно получить с помощью пресс-формы с прямой тягой. Они также позволяют материалу течь вокруг них.

Толщина стенок деталей должна быть равномерной, чтобы избежать концентрации напряжений. Неравномерная толщина стенок также может привести к искажению геометрии детали.

Важно точно рассчитать усадку перед проектированием формы. У каждого полимера своя скорость усадки.

Эта информация часто не предоставляется поставщиком полимера. Поэтому выбор марки полимера должен быть сделан до проектирования пресс-формы.

Еще одно соображение для конструкторов - объем пространства, доступного для расширения. Если деталь очень гибкая, отбойник может деформироваться над формой во время выталкивания.

В зависимости от используемого избыточного материала, отбойник не должен располагаться рядом с элементами жесткости. Угол наклона отбойника должен составлять от 30 до 45 градусов.

Каналы охлаждения

Пресс-формы для литья под давлением часто используются при производстве пластиковых деталей. Эти детали подвержены локальному нагреву, что может привести к дефектам продукции.

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

Этот тип технологии улучшает общий процесс охлаждения, сокращая время цикла и повышая производительность.

Различные формы каналов имеют разные охлаждающие свойства. Длина, шаг и расстояние между центрами каждого канала влияют на время охлаждения.

Различные формы каналов обеспечивают оптимальные решения для различных типов пластиковых деталей.

Кроме того, оптимальная конструкция охлаждающего канала должна позволять уменьшить колебания времени охлаждения.

Например, треугольные каналы требуют большей площади охлаждения, чем квадратные, но эффективность их охлаждения ниже.

Еще один способ охлаждения пресс-форм - использование конформного канала охлаждения. Такой тип системы охлаждения позволяет охлаждать компоненты пресс-формы с различной холодопроизводительностью.

Это также позволяет пресс-форме охлаждаться более эффективно, предотвращая перегрев. Как правило, в спеченных литьевых формах используются конформные каналы охлаждения.

При проектировании пресс-формы важно учитывать различные каналы охлаждения. Правильно выбранный канал охлаждения снизит вероятность коробления или образования дефектов.

Конформные каналы охлаждения также обеспечивают равномерное и быстрое охлаждение, что означает меньшее коробление и дефекты.

Каналы охлаждения могут быть разработаны с помощью процесса аддитивного производства. Этот метод выгоден как для серийного производства пресс-форм, так и для их разработки.

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.

Используемые материалы

Литье под давлением - это универсальный производственный процесс, который позволяет изготавливать сложные детали по низкой цене.

В этом процессе могут использоваться самые разные материалы, которые можно смешивать с другими материалами для создания уникальных цветовых решений.

Конструкция детали должна соответствовать свойствам материала, из которого она изготовлена. Однако некоторые материалы имеют определенные ограничения или менее подходят для определенных областей применения. Чтобы решить эти проблемы, разработчики пресс-форм должны следовать определенным рекомендациям, когда изготовление форм.

Твердость: Чем тверже используемый материал, тем выше его устойчивость к износу и коррозии пластиковой смолы.

Это особенно важно, когда деталь должна выдерживать многократные тупые удары маленьких детей.

Нержавеющая сталь также является отличным выбором при использовании коррозийных смол. Ее более высокая твердость также улучшает целостность линии раздела и снижает риск образования керна.

Выбор материала: Полиамиды - еще одна группа материалов, которые могут быть использованы для создания литьевые формы. Эти материалы могут быть натуральными или синтетическими, и каждый тип имеет свои преимущества и недостатки.

Нейлон, например, может быть подвержен усадке и неадекватному заполнению. С другой стороны, ПЭВП - это высокопрочный термопластик, который можно использовать для различных целей. Он также экономически эффективен и обладает хорошей механической прочностью.

Выбор правильного материала для изготовления пресс-формы очень важен: Правильно подобранный материал для пресс-формы поможет обеспечить правильное течение расплавленного пластика.

Однако важно учитывать и конструкцию пресс-формы. Литье под давлением может быть дорогостоящим, если литая деталь не спроектирована должным образом. Вам следует избегать форм из закаленной стали с тонкими стенками и непроработанными ребрами, так как они могут привести к коротким выстрелам.