Bu blog yazısı gaz destekli enjeksiyon kalıplamanın ne olduğunu ve nasıl çalıştığını ele alacaktır!
Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıplama Prensibi
Prensip, basıncı korumak için geleneksel kalıplama işleminin boşluğundaki reçinenin bir kısmını değiştirmek için nispeten düşük basınçlı inert gaz (nitrojen, düşük maliyeti ve güvenliği ve ayrıca 0,5 ila 300 MPa’lık bir basınçla soğutucu rolü nedeniyle yaygın olarak kullanılır) kullanmaktır. ürünün daha iyi kalıplama performansı elde etmek için.
Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıplamanın Avantajları
Gaz destekli enjeksiyon kalıplama, geleneksel plastik enjeksiyon kalıplamanın ve köpük kalıplamanın sınırlamalarını aşar ve aşağıdaki avantajlara sahiptir:
Parçaların iyi performansı
(1) Takviye çubuklarında ve parçaların farklı et kalınlıklarının birleşim yerlerinde kurulan tırnaklarda makul bir şekilde gaz kanalları açarak ve alt malzemenin enjeksiyonundan sonra gaz vererek gözenekleri ve çöküntüleri ortadan kaldırın.
Soğutma işlemi sırasında eriyiğin büzülmesini telafi eder ve gözeneklerin ve çöküntülerin oluşmasını önler.
Dikkate alınması gereken bu süreç, geleneksel bir kalıplama işlemiyle çukur izlerine neden olabilecek kalın geometriyi paketleyebilme yeteneğidir.
(2) İç gerilimi ve çarpılma deformasyonunu azaltın Parçanın soğutma işlemi sırasında, gaz nozülünden malzeme akışının sonuna kadar basınç kaybı olmadan sürekli bir gaz kanalı oluşturulur ve hava basıncı her yerde tutarlıdır, böylece artık gerilimi azaltır ve parçanın çarpılma deformasyonunu önler.
(3) Parçanın mukavemetinin artırılması Parça üzerindeki içi boş takviye ve tırnakların tasarımı, mukavemet-ağırlık oranını benzer katı parçalardan yaklaşık 5 daha yüksek hale getirir ve parçanın atalet momenti önemli ölçüde artar, böylece parçanın mukavemeti artar.
(4) Tasarımın esnekliğini artırmak için gaz destekli enjeksiyon, düz olmayan duvar kalınlığına sahip ürünler oluşturmak için kullanılabilir, böylece parçaların montajını kolaylaştırmak için orijinalin tek bir kalıplama elde etmek için ayrı kalıplama ürünlerinin birkaç parçasına bölünmesi gerekir.
Örneğin, yabancı bir şirket başlangıçta GAI M teknolojisi ve tek bir kalıplama elde etmek için plastik alaşımlı malzemelerin kullanımı yoluyla ana gövde, karmaşık araba kapı panellerinin şekli olarak düzinelerce metal parça üretti.
Düşük maliyetli
(1) Ürünün kalın kısımlarında gaz destekli enjeksiyon kalıplamayla boşluk oluşturarak ham maddeden tasarruf edin; bu yöntem bitmiş ürünün ağırlığını %10 ila %50 azaltabilir
(2) Ekipman maliyetlerini azaltır: Gaz destekli enjeksiyon, standart enjeksiyon kalıplamaya göre daha düşük enjeksiyon basıncı ve kalıp kapama kuvveti gerektirir (%25 ila %50 tasarruf) ve enerjiden %30’a kadar tasarruf sağlar.
(3) Çekirdek malzemenin daha kalın kısımlarının çıkarılması nedeniyle nispeten daha kısa kalıplama döngüsü süresi, soğutma süresini 50%‘ye kadar azaltır.
Bu avantajlara dayanarak, gaz destekli enjeksiyon, masa tablaları, kapılar, tahtalar vb. gibi büyük düz ürünlerin; ev aletleri muhafazaları, TV muhafazaları, ofis makineleri muhafazaları vb. gibi büyük dolapların; tabanlar, otomotiv gösterge panelleri, tamponlar, otomotiv far kapakları ve diğer otomotiv iç ve dış parçaları gibi yapısal bileşenlerin kalıplanması için uygundur.
Gaz destekli enjeksiyon kalıplama için malzeme seçimi
Teorik olarak, bazı dolgulu reçineler ve takviyeli plastikler dahil standart enjeksiyon kalıplama yöntemlerinde kullanılabilen tüm termoplastikler gaz destekli enjeksiyon kalıplama için uygundur.
Termoplastik poliüretan gibi çok iyi akışkanlığa sahip ve doldurulması zor olan bazı plastiklerin kalıplanması zor olabilir; yüksek viskoziteli reçineler yüksek gaz basıncı gerektirir ve teknik olarak zordur ve cam elyaf takviye malzemeleri ekipman için aşındırıcı olabilir.
Gaz destekli kalıplama işleminde, parçaların kalıplama duvar kalınlığı ve yüzey kusurları büyük ölçüde hammaddelerin performansı tarafından belirlendiğinden, işlem parametrelerini değiştirmenin bunlar üzerinde büyük bir etkisi yoktur, bu nedenle kalıplama hammaddelerinin seçimi son derece önemlidir.
Gaz Destekli Kalıplamada Kullanılan Malzemeler Yapısal köpükte olduğu gibi, gaz destekli bir uygulamada - Polikarbonat - Polifenilen Oksit - PPO (Noryl) - Polibütilen tereftalat - PBT (Valox) - Akrilonitril Bütadien Stiren - ABS dahil olmak üzere hemen hemen her termoplastik malzeme kullanılabilir.
PA (poliamid) ve PBT (polibütilen tereftalat) benzersiz kristal stabiliteye sahiptir ve özellikle gaz destekli enjeksiyonlu kalıplama için uygundur;
PA6, PA66 ve PP de genellikle gaz destekli kalıplama için kullanılır; bazı kısmen kristal reçineler için, hava kanalına yakın kalıplamanın iç tarafında nispeten yavaş soğutma hızı nedeniyle belirgin bir amorf sınır tabakası yoktur, ancak dış taraf, ürünün kalitesini etkileyen kalıp duvarının hızlı soğuması nedeniyle amorf bir sınır tabakası üretecektir.
Cam elyaf takviyeli plastikler için, kalıp duvarında hafif bir moleküler yönelim üretilecek ve maksimum kalıplama yüksek mukavemetli parçalar, malzeme akış yönü boyunca kalıp duvarının altında belirli bir mesafede (ürünün dış yüzeyinden yaklaşık 1 mm) yüksek elastik modüle sahip reçinelerden seçilebilir ve uygun reçine malzemeleri, parçaların gereksinimlerine ve gerçek üretim sürecindeki özel kalıplama koşullarına göre seçilmelidir.
Gaz destekli enjeksiyon kalıplı parçalarda gaz kanalı tasarımı
Gaz kanalı tasarımı, gaz destekli kalıplama teknolojisinde sadece ürünün sertliğini değil aynı zamanda işleme davranışını da etkileyen en kritik tasarım faktörlerinden biridir. Gazın akış durumunu önceden tanımladığından, ilk enjeksiyon aşamasında eriyiğin akışını da etkiler ve daha yüksek kaliteli ürünlerin kalıplanması için makul bir gaz kanalı seçimi şarttır.
Yaygın gaz kanallarının geometrisi
Takviyeli büyük levha parçalarında, gaz destekli enjeksiyon kalıplama için alt tabaka kalınlığı genellikle 3-6 mm olarak alınır; daha kısa gaz akış mesafesine veya daha küçük boyutlara sahip parçalarda bu kalınlık 1,5-2,5 mm’ye düşürülebilir.
Takviyenin et kalınlığı, bir çöküntü oluşturmadan bağlı olduğu parçanın et kalınlığının 100%-125%‘sine ulaşabilir.
Gaz kanalının geometrisi kapıya göre simetrik veya tek yönlü olmalı, gaz kanalı sürekli olmalı ve hacim tüm parça hacminin 10%‘sinden az olmalıdır.
Parçanın mukavemetinin analizi
Geleneksel takviyeli parçalarda sıklıkla çökme, çarpılma ve deformasyon görülür. Farklı kesit geometrilerine sahip takviyeli parçalarda gaz destekli enjeksiyon kalıplama kullanılması, ürünlerin dayanımını güvence altına almakla kalmaz, geleneksel enjeksiyon kalıplamanın eksikliklerini de giderir.
Genellikle, aynı alt tabaka kalınlığı altında, içi boş geniş T-şekilli takviyeli parçanın mukavemeti, içi boş dar T-şekilli takviyeli parçanın mukavemetinden daha yüksektir, bu da aynı kesite sahip içi boş yarım daire takviyeli parçanın mukavemetinden daha yüksektir.
Ürünün mukavemeti, kuvvetin boyutuna ve biçimine göre büyük ölçüde değişir, takviye kullanımı ürünün sertliğini artırabilse de, yerel stres konsantrasyonu uygulanırsa, ürünün mukavemetini büyük ölçüde zayıflatacaktır.
Gaz kanalı boyutu
Gaz kanalının boyut tasarımı, akış kanalında her zaman en az direnç yönünde akan dolum gazının akış yönüyle yakından ilgilidir.
D çapında dairesel bir tüpten geçen kararlı Newton sıvısı, basınç düşüşü formülü ΔP = 32μVL/D’dir, burada μ sıvı viskozitesidir, V ortalama akış hızıdır, L sıvı bölümünün uzunluğudur, D tüpün çapıdır, çünkü gaz tam viskozitesi çok küçüktür, reçinenin 0.1%‘sinden daha azdır ve uzunluk yönündeki basınç düşüşü göz ardı edilebilir ve bu nedenle sadece reçine basınç düşüşü tarafından üretilen direncin dikkate alınması gerekir.
Dairesel bir tüp basınç düşüşü formülü ve Newton akışkan formundaki psödoplastik akışkan akışı benzerdir, bu nedenle gerçek akışkan ve gaz koşullarını dikkate almadan yukarıdaki formülün kullanılması, farklı basınç düşüşü ΔP yönlerinin dökülme noktasına yakın gaza dayalı olarak karşılaştırılır (yani, L ve D’nin her bölümünün boyutunu karşılaştırın), gaz Zhu doldurma yönü ΔP gaz akışının tercih edilen yönü olan küçük yön sorununu niteliksel olarak çözebilir.
Akış kanalının boyutunun değiştirilmesi doğrudan farklı yönlerdeki basınç düşüşünün değişmesine yol açar, bu da gazın akış yönünü değiştirir ve kalıplanmış parçanın kalitesini etkiler.
Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıp Tasarımı
İç gaz destekli enjeksiyon kalıplama nispeten düşük enjeksiyon basıncı ve kapama kuvveti kullandığından, kalıp genel kalıp çeliğinin yanı sıra çinko bazlı alaşım, dövme alüminyum ve diğer hafif alaşım malzemelerden yapılabilir.
Gaz destekli enjeksiyon kalıplama prosesinin kalıp tasarımı, normal plastik enjeksiyon kalıplamanın tasarımına benzer. Kalıp ve parça yapısının tasarımından kaynaklanan hatalar, kalıplama prosesi parametreleri ayarlanarak giderilemez; kalıp ve parça yapısının tasarımı zamanında değiştirilmelidir.
Genel plastik enjeksiyon kalıplamada gereken tasarım ilkeleri gaz destekli enjeksiyon kalıplama sürecinde de geçerlidir; tasarımın farklı bölümleri için başlıca hususlar şunlardır:
(1) Enjeksiyon olgusundan kaçının İnce duvarlı ürünlere ve özel şekilli dirseklerin üretimine yönelik bir gaz enjeksiyonu eğilimi olmasına rağmen, geleneksel gaz enjeksiyonu hala büyük boşluk hacimli parçalar üretmek için kullanılmaktadır, kapıdan geçen malzeme akışı yüksek kesme gerilimine maruz kalmaktadır, enjeksiyon ve sürünme gibi eriyik kopma olaylarına eğilimlidir.
Tasarım, giriş kapısının boyutunu uygun şekilde artırabilir ve durumu iyileştirmek için kapıyı ince ürünlere ayarlayabilir.
(2) Alt dolgu miktarındaki gaz enjeksiyonu, gaz enjeksiyon basıncı, zaman ve diğer parametrelerin tutarlı bir şekilde kontrol edilmesi zor olduğundan boşluk tasarımı, bu nedenle gaz enjeksiyonu genellikle, özellikle ürün kalitesi gereksinimlerinin yüksek olması gerektiğinde bir kalıp boşluğu gerektirir.
Gerçek üretimde, bir kalıpta dört gözlü örnekler vardır ve çok gözlü bir tasarım kullanıldığında, dengeli dökme sistemi düzenlemesinin kullanılması gerekir.
(3) Kapı tasarımında genellikle tek bir kapı kullanılır ve bu kapının konumu, alttan enjekte edilen parçanın eriyiğinin kalıp boşluğuyla eşit şekilde doldurulmasını sağlayacak ve püskürtmeyi önleyecek şekilde ayarlanmalıdır.
Gaz iğnesi enjektör memesine ve dökme sistemine monte edilmişse, geçit boyutu gaz enjeksiyonundan önce eriyiğin burada yoğunlaşmasını önleyecek kadar büyük olmalıdır.
Gaz destekli enjeksiyonda en yaygın sorunlardan biri, gazın amaçlanan gaz kanalından parçanın mikro ince katmanına nüfuz ederek yüzeyde parmak benzeri veya yaprak benzeri gaz parmakları oluşturmasıdır, bu tür birkaç “parmak izi” bile ürün için ölümcül olabilir ve her ne pahasına olursa olsun kaçınılmalıdır.
Araştırmalar, bu tür kusurların oluşmasının ana nedeninin uygun olmayan kapı boyutu ve gaz gecikme süresi ayarlarından kaynaklandığını ve bu iki faktörün genellikle etkileşime girdiğini göstermektedir; örneğin, daha küçük bir sığ ağız ve daha kısa bir gecikme süresi kullanıldığında, bu tür olumsuz sonuçlar üretmek çok kolaydır, sadece ürün kalitesinin görünümünü etkilemekle kalmaz ve parçanın gücünü büyük ölçüde azaltır.
Genel olarak, bu olumsuz durumdan kaçınmak için gaz kanalının uzunluğunu kısaltma, giriş kapısının boyutunu artırma ve gaz basıncını makul bir şekilde kontrol etme yöntemini kullanabiliriz.
(4) Yolluk geometrisi kapıya göre simetrik veya tek yönlü olmalı ve gaz akış yönü ile erimiş reçine akış yönü aynı olmalıdır.
(5) Akış dengesini düzenlemek için taşma alanı, ideal içi boş kanalı elde etmek için kalıpta tasarlanmalıdır.
Gaz destekli enjeksiyon kalıplamanın gelişim beklentileri
Son yıllarda gaz destek teknolojisi ev aletleri, otomobiller, gaz destekli ofis ürünleri ve diğer sektörlerde yaygın biçimde kullanılmaktadır. Teknoloji; ürünlerin boyutsal kararlılığını artırma, üstün yüzey özelliklerine sahip ince cidarlı ürünler üretme, özel biçimli borular imal etme ve otomotivde metal parçaların yerini alma yönünde gelişmektedir. Gaz enjeksiyon teknolojisinin gelecekteki endüstriyel üretimde de önemli rol oynayacağı düşünülmektedir.
Enjeksiyon Kalıplama Projeniz İçin Teklif mi Gerekiyor?ZetarMold mühendislik ekibinden rekabetçi fiyat, DFM geri bildirimi ve üretim zaman çizelgesi alın.
Ücretsiz Teklif İsteyin → Kapsamlı bir genel bakış için Enjeksiyon Kalıplama Eksiksiz Kılavuzumuza göz atın.
