Turnarea prin injecție este o metodă generală care se utilizează de obicei în industria prelucrătoare. Aici, materialul este împins sub presiune ridicată într-o cavitate de matriță. De obicei, în timpul etapei de proiectare, grosimea peretelui unei piese este una dintre cele mai importante considerații. Astfel, în acest articol, vom discuta despre grosimea peretelui, relația sa cu turnarea prin injecție și modul în care aceasta afectează calitatea pieselor și capacitatea de producție.
Cum ați defini grosimea peretelui de turnare prin injecție?
Turnare prin injecție Grosimea peretelui este o măsură a grosimii pereților piesei turnate produse cu ajutorul unui proces de turnare prin injecție. Este cantitatea, în milimetri, de la una dintre suprafețele exterioare ale piesei la cealaltă suprafață exterioară. În plus, grosimea peretelui este poate cea mai importantă, deoarece determină capacitatea piesei turnate de a rezista mecanismelor de defectare. Acestea pot include cedarea, deformarea, deformarea și defectele cosmetice. Grosimea peretelui trebuie întotdeauna să fie proiectată în funcție de anumite condiții, și anume materialul, funcționarea piesei, proiectarea și echipamentul de turnare utilizat. Prin urmare, selectarea grosimii corespunzătoare a pereților este esențială pentru realizarea pieselor dorite.
Care este importanța grosimii uniforme a peretelui?
Grosimea uniformă a pereților este foarte importantă atunci când vine vorba de o calitate ridicată. Aceasta ajută la obținerea unor piese turnate prin injecție fără defecte și solide din punct de vedere structural și crește, de asemenea, integritatea structurală. Pe lângă aceasta, contribuie la îmbunătățirea eficienței și la optimizarea utilizării materialelor. Așadar. Să discutăm mai mult despre importanța grosimii uniforme a pereților.
1. Impactul asupra calității pieselor
Deci, în primul rând, grosimea uniformă a pereților asigură o răcire constantă și, de asemenea, previne tensiunile și deformările interne. Pe lângă aceasta, ajută la menținerea unor dimensiuni precise, astfel încât se pot evita imperfecțiunile de suprafață, de exemplu, semnele de scufundare și deformarea. În plus, crește atât funcționalitatea, cât și estetica piesei finale.
2. Reducerea defectelor
În al doilea rând, dacă grosimea peretelui este uniformă, se reduc în cele din urmă deformările și semnele de scufundare. Aceasta promovează răcirea uniformă și reduce tensiunile interne, astfel încât, în cele din urmă, ne oferă piese mai puternice și mai durabile, cu mai puține puncte slabe.
3. Integritatea structurală
Grosimea uniformă a peretelui asigură o distribuție echilibrată a sarcinii pentru a îmbunătăți rezistența și durabilitatea. În plus, îmbunătățește proprietățile mecanice ale produselor, și anume rezistența la tracțiune și rezistența la impact, pentru a oferi performanțe fiabile.
4. O mai bună eficiență a producției
De asemenea, facilitează proiectarea matriței și procesele de turnare prin injecție. Reduce timpii de ciclu și costurile de producție. În plus, promovează și o răcire mai rapidă și mai bună și optimizează procesul de producție.
Considerații privind materialele în turnarea prin injecție
Următoarele sunt considerațiile privind materialele pentru grosimea pereților de turnare prin injecție.
- Tip: Exemple: materiale termoplastice, inclusiv ABS și PC; materiale termorezistente precum rășinile epoxidice; elastomeri precum cauciucul siliconic; și TPE.
- Flux: Umplerea matriței depinde de vâscozitate, acolo unde produsul trebuie să fie subțire. Este nevoie de material cu debit ridicat, iar acolo unde este necesară grosimea, materialul cu debit scăzut este cel mai potrivit.
- Micșorare: În cazul metalelor, acestea se reduc în dimensiune de la o stare topită și prezintă o stare solidă sau o stare turnată; acest lucru este luat în considerare în proiectarea unei matrițe pentru a face dimensiunea corectă a unei piese.
- Forța și flexibilitatea: Factorii suplimentari includ rigiditatea și rezistența, deoarece acestea dictează grosimea peretelui în timpul construcției pentru o perspectivă structurală fiabilă.
- Rezistență: rezistență la căldură și substanțe chimice pentru a promova o durată lungă de viață în orice tip de condiții de funcționare.
- Finisaj de suprafață: Caracteristicile unui material de turnare se impun asupra finisajului suprafeței și aspectului piesei turnate pentru a-i spori estetica și finețea.
- Costuri și impact asupra mediului: Acestea includ costul unitar al materialului, capacitatea de reciclare și conformitatea acestuia cu standardele durabile.
Astfel, tabelul următor descrie intervalele adecvate pe care materialul respectiv le poate suporta; mai jos este o piesă de turnare prin injecție cu perete gros pe care am realizat-o din material PC, aflați mai multe despre PC turnare prin injecție.
| Material | Gamă tipică de grosime a peretelui: |
| ABS | 1.0-3.0 mm |
| Policarbonat (PC) | 1.0-3.0 mm |
| Polipropilenă (PP) | 0,8 - 2,5 mm |
| Polietilenă (PE) | 1.0-3.0 mm |
| Nylon (PA) | 1.0-3.0 mm |
| Acetal (POM) | 0,8-3,0 mm |
| Tereftalat de polietilenă (PET) | 1.0-3.0 mm |
| Clorură de polivinil (PVC) | 1.0-3.0 mm |
| Acrilic (PMMA) | 1.0-3.0 mm |
| Polietilenă acetat de vinil (EVA) | 1.0-3.0 mm |
| Elastomeri termoplastici (TPE) | 1.0-3.0 mm |
| Rezină epoxidică | 1.0 - 5.0 mm |
| Silicon | 1,5 - 6,0 mm |
Linii directoare pentru proiectarea grosimii pereților în turnarea prin injecție
Iată un scurt tabel care ne va ajuta să proiectăm o grosime optimă a peretelui în turnarea prin injecție.
| Ghid | Descriere |
| Reguli generale de bază | ● Mențineți o grosime uniformă pentru a preveni defectele.
● Garantarea tranzițiilor netede și groase. |
| Grosimea minimă a peretelui | ● Depinde de fluxul de material; materialele cu flux mare pot avea o grosime de 0,5-1,5 mm.
● Asigurați-vă că grosimea minimă este pentru rezistență. ● Permiteți umplerea completă a matriței. |
| Grosimea maximă a peretelui | ● Pereții mai groși (>4 mm) cresc timpul de răcire și de ciclu.
● Optimizați pentru a reduce costurile și greutatea. ● Pereții mai groși riscă urme de chiuvetă și goluri. |
| Cerințe structurale/funcționale | ● Pereți mai groși pentru piesele supuse unor solicitări ridicate.
● Grosime specifică pentru izolarea termică și electrică ● Grosime de echilibru pentru flexibilitate și rezistență. |
| Proiectare pentru manufacturabilitate | ● Asigurați-vă de compatibilitatea designului și de fluxul de materiale.
● Includeți curenți de 1-2 grade pentru ejecție ușoară. ● Întăriți pereții subțiri fără a adăuga volum. |
| Simulare și testare | ● Utilizați CAE pentru a prevedea și rezolva problemele.
● Testați prototipurile pentru a valida proiectul. |
Instrumente și resurse pentru optimizarea grosimii pereților
Iată câteva instrumente și resurse care vă pot ajuta să creșteți eficiența grosimii pereților de turnare prin injecție.
Instrumente software pentru simulare
Acesta este utilizat în mod eficient în turnarea prin injecție pentru a determina o grosime adecvată a peretelui. Acesta joacă un rol foarte important în determinarea grosimii peretelui. Aceste instrumente oferă informații cu privire la modul în care materialul va fi transportat și la comportamentul său în procesul de turnare prin injecție. Astfel, proiectanții pot fi capabili să prevină sau să rezolve unele dintre provocările care pot apărea în timpul procesului real de turnare. Principalele beneficii și caracteristici includ:
- Analiza fluxului: Acesta imită procesul de introducere a materialului topit în matriță. Apoi arată părțile în care materialul poate ajunge să nu curgă corect sau în care se creează capcane de aer.
- Analiza răcirii: Utilizează modelarea computerizată pentru a prognoza modelele de răcire, pentru a permite răcirea să aibă loc la o rată uniformă. Astfel, ajută la eliminarea problemelor precum deformarea și semnele de scufundare.
- Analiza stresului: Verifică tensiunile din piesă pentru a confirma grosimea peretelui. Se verifică dacă aceasta este optimă și dacă nivelul de tensiune este suficient pentru aplicația prevăzută, dar nu prea ridicat.
- Algoritmi de optimizare: Propuneți modificări care ar trebui aduse grosimii pereților și oricăror alte caracteristici de proiectare. Deoarece acestea pot afecta capacitatea de a produce piesa și eficiența funcționării acesteia.
Unele dintre cele mai cunoscute programe software de simulare pentru turnarea prin injecție sunt Auto Desk Mold Flow, Solid Work Plastics și Moldex3D. Toate acestea ajută proiectanții în proiectarea secțiunilor pentru a optimiza soluțiile fără defecte.
2. Opțiuni de prototipare
Există mai multe tipuri posibile de prototipuri. Acest lucru înseamnă că proiectanții pot face ajustări fizice și reale-formative importante în comparație cu modelele simulate. Pe lângă aceasta, aceste opțiuni vizează fabricarea piesei, astfel încât aceste metode de prototipare includ:
- Imprimare 3D (producție aditivă): Permite dezvoltarea de prototipuri la o viteză mai mare, menținând în același timp diferite grosimi ale pereților laterali. Avantajul cel mai evident este că nu este costisitor pentru a testa rapid diverse modele. Pe lângă aceasta, poate fi vorba fie de prototipuri de formă, fie de prototipuri funcționale.
- Prelucrare CNC: Oferă prototipuri contemplative care au utilizat materiale de producție, astfel încât rezultatul este aproape perfect. Această metodă permite identificarea caracteristicilor piesei mecanice și a comportamentului acesteia în condiții reale de funcționare.
- Soft Tooling: Aceasta se caracterizează prin utilizarea matrițelor cu rezistență redusă și formare scurtă pentru a produce puține piese în comparație cu turnarea sub presiune. Prin urmare, această abordare este avantajoasă în evaluarea procesului de turnare, precum și în identificarea grosimii peretelui. De asemenea, ajută la standardizarea întregului tip de matriță.
Ce factori afectează grosimea peretelui de turnare prin injecție?
Mai mulți factori pot afecta grosimea peretelui în turnarea prin injecție. Să discutăm în detaliu acești factori:
1. Proprietățile materialelor
Aceste proprietăți pot include:
- Vâscozitate: Dacă vorbim despre materialele cu vâscozitate redusă, acestea curg ușor în secțiuni subțiri și permit pereți mai subțiri. În timp ce materialele cu vâscozitate ridicată pot necesita pereți mai groși pentru a realiza umplerea completă a matriței,
- Micșorare: Materialele cu o valoare de contracție ridicată ar putea avea nevoie de pereți mai groși. Astfel, acestea pot ține cont de modificările dimensionale în timpul răcirii.
- Forța și flexibilitatea: Proprietățile mecanice, și anume rezistența la tracțiune și flexibilitatea, determină grosimea peretelui pentru o performanță optimă.
2. Cerințe de proiectare
Următoarele cerințe de proiectare pot afecta grosimea peretelui.
- Cerințe funcționale: Totul depinde de piesa pe care trebuie să o fabricați. Dacă este vorba de o piesă structurală, atunci pereții trebuie să fie mai groși pentru a putea fi rigizi. Pe de altă parte, piesa cosmetică va avea nevoie de pereți mai subțiri, astfel încât să poată obține cel mai bun aspect.
- Considerații estetice: Pereții subțiri pot oferi un aspect elegant. Pe de altă parte, pereții mai groși sunt suficient de rezistenți și pot evita defectele, de exemplu, urme de scufundare sau deformare.
- Complexitatea designului: Geometriile complexe pot necesita grosimi variate ale pereților. Astfel, ei pot garanta că toate caracteristicile sunt formate corect, iar piesa poate fi îndepărtată cu ușurință din matriță.
3. Capacități de producție
- Proiectarea și construcția matrițelor: Matrițele cu precizie ridicată pot gestiona cu ușurință pereți mai subțiri, iar matrițele mai simple au nevoie de pereți mai groși pentru o umplere corespunzătoare. Astfel, acestea pot garanta calitatea pieselor.
- Presiunea și viteza de injecție: Mașinile cu capacitate ridicată pot realiza pereți mai subțiri și asigură o presiune și o viteză mai mari.
- Ratele de răcire: Răcirea uniformă este foarte importantă, deoarece pereții mai groși necesită timpi de răcire mai lungi. Aceasta are un impact direct asupra timpului de ciclu și a eficienței producției. Prin urmare, sistemele avansate de răcire ajută la crearea unor pereți mai subțiri și vor menține, de asemenea, calitatea.
Concluzie
În rezumat, grosimea peretelui de turnare prin injecție oferă piese de înaltă calitate, bine conturate și rentabile. Prin urmare, este esențial să se ia în considerare cu atenție proprietățile materialelor și cerințele de proiectare pentru a ajuta proiectanții să mențină un echilibru. Acest echilibru va crește performanța și manufacturabilitatea piesei. În plus, puteți utiliza diferite software-uri avansate de simulare și opțiuni de prototipare pentru a rafina întregul proces. Aceste instrumente vor produce, de asemenea, modele cu defecte minime. În plus, progresele în materie de materiale, tehnologie de simulare, monitorizare în timp real și practici durabile vor aduce îmbunătățiri în turnarea prin injecție. Astfel, se poate optimiza grosimea pereților mai precis și mai eficient.
Întrebări frecvente
Ce factori influențează alegerea materialului în turnarea prin injecție?
Tipul de material este decis pe baza unor proprietăți precum rezistența la tracțiune și elasticitatea, microscopia electronică, rezistența termică și chimică. Pe lângă acestea, depinde și de aspectul și netezimea materialului, de costul acestuia și de capacitatea sa de reciclare.
Care sunt unele defecte frecvente în turnarea prin injecție și cum pot fi acestea prevenite?
Unele dintre cele mai frecvente defecte sunt semnele de scufundare, care provin din rate diferite de răcire; deformarea, care rezultă din tensiuni interne; și strălucirea, care este o acumulare excesivă de material la turnare prin injecție linii de despărțire. În mod normal, aceste probleme pot fi evitate prin respectarea celor mai bune proceduri de proiectare și reglementarea gradelor de căldură, presiune și alte condiții care ar putea afecta produsul.
Cum poate un software de simulare să avantajeze procesele de turnare prin injecție?
Simularea asistată de calculator permite proiectanților și inginerilor să modeleze și să analizeze modelele matrițelor, alegerea materialelor și factorii de proces într-un mediu virtual. Cu ajutorul acestui software, se pot prevedea modelele de mișcare a materialului, ratele de răcire și alte lucruri înainte ca matrițele fizice să fie proiectate pentru utilizare. Astfel, acest lucru ajută la îmbunătățirea calității și a fabricabilității piesei.
Care sunt avantajele utilizării aditivilor sau a materialelor de umplutură în materialele de turnare prin injecție?
Aditivii și materialele de umplutură pot îmbunătăți caracteristicile materialelor, inclusiv rezistența, rigiditatea, rezistența la flacără și rezistența la impact. De asemenea, pot îmbunătăți prelucrabilitatea și pot reduce costul materialului prin adăugarea unui volum mai mare de alt material mai accesibil la rășină. Cu toate acestea, trebuie depuse multe eforturi pentru a obține compatibilitate, dispersie egală și interferențe minime asupra celorlalte componente.