Caso en Corea
Diseño estructural del espesor de pared de piezas de inyección de plástico para empresas automotrices coreanas
Las piezas de plástico son muy importantes para un automóvil, y su estructura fuerte afectará la vida útil y la conducción segura, por lo que los fabricantes de automóviles coreanos compran piezas de plástico de manera muy estricta. La industria automotriz utilizará muchas piezas de plástico en un automóvil, las empresas de inyección locales de Corea no pueden ofrecer una gran cantidad y estos fabricantes de automóviles comprarán piezas de plástico en el extranjero, al igual que DJmolding de China.
Las piezas de plástico son tan importantes para un automóvil, entonces, ¿cómo diseñar el espesor de pared estructural de las piezas de inyección de plástico para las empresas automotrices coreanas? Ahora, DJmolding le mostrará el diseño de estructuras de espesor de piezas de inyección de plástico.
Definición de espesor de pared
El grosor de la pared es una característica estructural básica de las piezas de plástico. Si la superficie exterior de las piezas de plástico se llama pared exterior, la superficie interior se llama pared interior, entonces hay un valor de espesor entre las paredes exterior e interior. El valor se denomina espesor de pared. El valor ingresado cuando se extrae la cáscara en el software durante el diseño estructural también se puede decir que es el espesor de la pared.
Función del espesor de pared
Para la pared exterior de los productos.
La pared exterior de las piezas es como la piel exterior de las piezas. La pared interior es el esqueleto estructural de las piezas. Se pueden lograr diferentes efectos de apariencia mediante el tratamiento superficial de la pared exterior de las piezas. La pared interior simplemente conecta las estructuras (costillas, barras roscadas, hebillas, etc.) entre sí y permite una cierta resistencia a las piezas. Mientras tanto, se pueden rellenar otras estructuras durante el proceso de moldeo por infección. No hay requisitos específicos para las paredes interior y exterior (refrigeración, montaje). Normalmente, se hace en un todo para que las partes puedan tener la fuerza suficiente para proteger las partes internas de daños o interferencias del medio ambiente.
Para las partes internas del producto
Como soporte de apoyo o de conexión, no existen requisitos estrictos para las paredes interior y exterior, que pueden establecer otras estructuras (costillas, barras roscadas, hebillas, etc.) en la pared exterior según las condiciones reales. Sin embargo, en aras de una fabricación conveniente (principalmente se refiere a cuando los moldes delantero y trasero están separados, para mantener las piezas de plástico en el molde trasero, la cara frontal del molde, cuya pared exterior debe diseñarse lo más simple posible Si no, ajustando el ángulo de dibujo de los moldes delantero y trasero, incluso tener un dedal en el molde delantero o un pequeño rebaje en el molde trasero), y en general diseñar otras estructuras en la pared interior.
No importa si se trata de partes de la carcasa o partes internas, el grosor de la pared es esencial como superficie receptora del pasador de expulsión del molde, lo que permite que las partes se expulsen sin problemas.
Principios de diseño del espesor de pared:
En el diseño de las piezas de plástico, la prioridad es el grosor de la pared, que es esencial como base de un edificio. Las otras estructuras deben construirse sobre él. Mientras tanto, también afecta las propiedades mecánicas, la formabilidad, la apariencia y el costo de las piezas de plástico. Por lo tanto, el grosor de la pared debe basarse en los factores anteriores para el diseño.
Mencionó que el grosor de la pared debe ser un valor específico. Si hay un valor, se refiere al espesor uniforme de la pared. Si hay muchos valores, se refiere al espesor desigual de la pared. La diferencia entre par o desigual se introducirá después. Ahora, hablaremos sobre el principio de diseño de espesor de pared que se debe seguir.
1. Basado en el principio de las propiedades mecánicas:
Mencionó que no importa si se trata de partes de la carcasa o partes internas, ambas necesitan un cierto nivel de fuerza. Además de otros factores, la fuerza de liberación de resistencia es necesaria cuando se considera la formación de piezas. Se deforma fácilmente si la pieza es demasiado delgada. En términos generales, cuanto más grueso sea el espesor de la pared, mayor será la resistencia de las piezas (el espesor de la pared aumenta un 10 %, la resistencia aumentará aproximadamente un 33 %). Si el grosor de la pared supera un determinado rango, la suma del grosor de la pared reducirá la resistencia de las piezas debido a la contracción y la porosidad. El aumento del grosor de la pared reducirá la resistencia de las piezas y aumentará el peso, extenderá el círculo de moldeo por inyección, el costo, etc. Obviamente, aumentar la resistencia de las piezas simplemente aumentando el grosor de la pared no es el programa óptimo. Lo mejor es utilizar las características geométricas para aumentar la rigidez, como nervaduras, curvas, superficies onduladas, refuerzos, etc.
No se descarta que debido a las limitaciones de espacio y otros factores, la resistencia de algunas partes se deba principalmente al espesor de la pared. Por lo tanto, se recomienda determinar un espesor de pared adecuado imitando la simulación mecánica si la resistencia es un factor importante. De hecho, el valor para el espesor de la pared también debe cumplir con los siguientes principios de formalidad.
2. Basado en el principio de formabilidad:
El grosor real de la pared es el grosor de la cavidad del molde entre los moldes delantero y trasero. Cuando la resina fundida llena la cavidad del molde y se enfría, se obtiene el espesor de pared.
1) ¿Cómo fluye la resina fundida durante el proceso de inyección y llenado?
El flujo de plástico dentro de la cavidad se puede considerar como flujo laminar. De acuerdo con la teoría de la mecánica de fluidos, el fluido laminar puede considerarse como las capas de líquido una al lado de la otra que se deslizan bajo la acción de la fuerza de corte.
Durante el proceso de moldeo por inyección, la resina fundida entra en contacto con la pared de los canales (pared de la cavidad del molde), haciendo que las capas de corriente se adhieran a la pared de los canales (o pared de la cavidad del molde) enfriada primero. La velocidad es cero y se produce una resistencia de fricción con su capa líquida adyacente. Pase así, la velocidad de la capa intermedia es la más alta. La forma de flujo en la que la velocidad laminar disminuye cerca de la pared del canal (o pared de la cavidad del molde) en ambos lados.
La capa intermedia es la capa fluida y la capa de la piel es la capa solidificada. A medida que pasa el tiempo de enfriamiento, la capa de maldición aumentará. El área de la sección transversal de la capa de fluido será más pequeña gradualmente. Cuanto más duro sea el relleno, mayor será la fuerza de inyección. De hecho, es más difícil empujar la masa fundida hacia el interior de la cavidad del molde para realizar la inyección.
Por lo tanto, el tamaño del espesor de la pared tiene una gran influencia sobre el flujo y el llenado de las piezas moldeadas por inyección durante el proceso de moldeo por inyección, y su valor no puede ser demasiado pequeño.
2) La viscosidad del plástico fundido también tiene una gran influencia en la fluidez.
Cuando el fundido está bajo la acción externa y hay un movimiento relativo entre las capas, se generará una fuerza de fricción interna para interferir el movimiento relativo entre las capas de fluido. La fuerza de fricción interna producida por el fluido se llama viscosidad. Evaluación de la fuerza de la viscosidad con la viscosidad dinámica (o coeficiente de viscosidad). Numéricamente, la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte de la masa fundida.
La viscosidad de los fundidos refleja las características de la facilidad con la que fluye el plástico fundido. Es una medida de la resistencia al flujo de fusión. Cuanto mayor sea la viscosidad, mayor será la resistencia del fluido, más difícil será el flujo. Los factores influyentes de la viscosidad del fundido no solo están asociados con la estructura molecular, sino que también están relacionados con la temperatura, la presión, la velocidad de corte, los aditivos, etc. (después de decidir los tipos de materiales plásticos, la temperatura, la presión, la velocidad de corte, los aditivos). y otros factores durante el proceso de moldeo por inyección pueden modificarse para cambiar la fluidez del plástico en el proceso de moldeo por inyección. En el futuro, escribiremos un artículo sobre el tema de la liquidez dependiendo de la situación.)
Mientras que, en la aplicación real, el índice de fusión indica la fluidez de los materiales plásticos en el procesamiento. Cuanto mayor sea el valor, mejor será la fluidez del material. Por el contrario, la fluidez del material será peor.
Por lo tanto, el plástico con buena fluidez es más fácil de llenar la cavidad del molde, especialmente para piezas de moldeo por inyección con estructuras complejas.
La fluidez de los plásticos de uso común se puede dividir aproximadamente en tres categorías según los requisitos de diseño del molde:
①Buena fluidez: PA, PE, PS, PP, CA, poli(4) metil pentileno;
②Fluidez media: resinas de la serie de poliestireno (como ABS, AS), PMMA, POM, PPO;
③Poca fluidez: PC, PVC duro, PPO, PSF, PASF, fluoroplásticos.
Como podemos ver en la Fig. anterior, el material con la fluidez más pobre, los requisitos para el espesor de pared mínimo serán más altos. Esto ha sido introducido en la teoría del flujo laminar.
El valor recomendado de espesor de pared anterior es solo un número conservador. En la aplicación real, los tamaños de las piezas incluyen pequeño, mediano y grande, la imagen de arriba no especifica el rango de referencia.
3) Podemos calcular por la relación de longitud de flujo
La relación de longitud de flujo de plástico se refiere a la relación entre la longitud (L) y el espesor de pared (T) del flujo de masa fundida de plástico. Eso significa que para un espesor de pared dado, cuanto mayor sea la relación de longitud de flujo, más lejos fluye el plástico fundido. O cuando la longitud del flujo de plástico fundido es cierta, cuanto mayor sea la relación de longitud de flujo, menor puede ser el espesor de la pared. Por lo tanto, la relación de longitud de flujo de plástico afecta directamente el número de alimentación y distribución de productos de plástico. Además, afecta el grosor de la pared del plástico.
Para ser más precisos, el rango de valores específicos del espesor de pared se puede obtener a través del cálculo de la relación de longitud de flujo. De hecho, este valor está relacionado con la temperatura del material, la temperatura del molde, el grado de pulido, etc. Es solo un valor de rango aproximado, las diferentes condiciones son diferentes, es difícil ser preciso, pero puede usarse como valor de referencia.
Cálculo de la relación de longitud de flujo:
L/T (total) = L1/T1 (canal principal) + L2/T2 (canal dividido) + L3/T3 (producto) La relación de longitud de flujo calculada debe ser menor que el valor dado en la tabla de propiedades físicas, de lo contrario puede haber ser El fenómeno del mal llenado.
Por ejemplo:
Una carcasa de goma, material de PC, el grosor de la pared es 2, la distancia de llenado es 200, el corredor es 100, el diámetro de los corredores es 5.
Calculation: L/T(total)=100/5+200/2=120
El valor de referencia para la relación de longitud de flujo de PC es 90, que obviamente es más alto que el valor de referencia. Es necesario aumentar la velocidad y la presión de inyección, ya que es difícil de inyectar, o incluso requiere máquinas de moldeo por inyección específicas de alto rendimiento. Si adopta dos puntos de alimentación o cambia la posición de los puntos de alimentación, la distancia de llenado de productos puede reducirse a 100, que es L/T(total)=100/5+100/2=70. La relación de longitud ahora es menor que el valor de referencia y es fácil de moldear por inyección. L/T(total)=100/5+200/3=87 cuando el grosor de la pared se cambia a 3, lo que permite el moldeo por inyección normal.
3. Basado en el principio de apariencia:
El rendimiento específico del espesor de pared que afecta la apariencia de las piezas es el siguiente:
1) Espesor desigual de la pared: contracción de la superficie (incluidos defectos de apariencia como contracción, hoyos, impresiones gruesas y delgadas), deformación por deformación, etc.
2) Espesor de pared excesivo: defectos tales como contracción superficial y agujeros de contracción interna.
3) El grosor de la pared es demasiado pequeño: defectos como falta de pegamento, impresión del dedal, combado y deformación.
contracción o porosidad
la contracción o porosidad normalmente ocurre en las áreas de espesor de pared gruesa. El mecanismo: según el principio de solidificación del material, la porosidad interna y la contracción de la superficie durante el proceso de moldeo por inyección se deben a la contracción constante durante el proceso de enfriamiento. Cuando el encogimiento se concentra en la posición congelada detrás, pero no se puede compensar de inmediato, es más probable que ocurra encogimiento y porosidad en el interior.
Los principios de diseño del espesor de pared anteriores se presentan a partir de cuatro aspectos, que son las propiedades mecánicas, la formabilidad, la apariencia y el costo. Si usa una oración para describir el diseño del grosor de la pared, ese es el valor del grosor de la pared de las piezas moldeadas por inyección debe ser lo más pequeño posible y lo más uniforme posible bajo la condición de satisfacer las propiedades mecánicas y el rendimiento del procesamiento. Si no, debe ser uniformemente transicionado.
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