Sprawa w Korei
Grubość ścianek części wtryskiwanych z tworzyw sztucznych Projekt konstrukcyjny dla koreańskich firm motoryzacyjnych
Plastikowe części są bardzo importowane do samochodu, a ich mocna struktura wpłynie na żywotność i bezpieczeństwo jazdy, więc koreańscy producenci samochodów bardzo surowo kupują plastikowe części. Przemysł motoryzacyjny będzie wykorzystywał wiele plastikowych części w samochodach, koreańskie lokalne firmy zajmujące się wtryskiem nie mogą zaoferować dużych dostaw, a ci producenci samochodów będą kupować plastikowe części za granicą, podobnie jak DJmolding z Chin.
Plastikowe części są tak ważne dla samochodu, więc jak zaprojektować grubość ścianek plastikowych części wtryskowych dla koreańskich firm samochodowych? Teraz DJmolding pokaże ci projekt konstrukcyjny grubości elementów wtryskowych z tworzyw sztucznych.
Definicja grubości ścianki
Grubość ścianki jest podstawową cechą konstrukcyjną części z tworzyw sztucznych. Jeśli zewnętrzna powierzchnia części z tworzywa sztucznego nazywana jest ścianą zewnętrzną, wewnętrzna powierzchnia nazywana jest ścianą wewnętrzną, wówczas istnieje wartość grubości między ścianami zewnętrznymi i wewnętrznymi. Wartość nazywana jest grubością ścianki. Można powiedzieć, że wartość wprowadzona podczas wyodrębniania skorupy w oprogramowaniu podczas projektowania konstrukcyjnego jest grubością ściany.
Funkcja grubości ścianki
Na zewnętrzną ścianę produktów
Zewnętrzna ściana części jest jak zewnętrzna powłoka części. Ściana wewnętrzna to szkielety konstrukcyjne części. Różne efekty wizualne można uzyskać poprzez obróbkę powierzchniową zewnętrznej ściany części. Wewnętrzna ściana po prostu łączy ze sobą struktury (żebra, pręty śrubowe, sprzączki itp.) i zapewnia częściom pewną wytrzymałość. W międzyczasie inne struktury mogą zostać wypełnione podczas procesu formowania infekcyjnego. Nie ma szczególnych wymagań dotyczących ścian wewnętrznych i zewnętrznych (chłodzenie, montaż). Zwykle składa się z całości, aby części miały wystarczającą wytrzymałość, aby chronić części wewnętrzne przed uszkodzeniem lub ingerencją środowiska.
Do wewnętrznych części produktu
Jako wspornik nośny lub łączący nie ma ścisłych wymagań dotyczących ścian wewnętrznych i zewnętrznych, które mogą tworzyć inne konstrukcje (żebra, pręty śrubowe, sprzączki itp.) Na ścianie zewnętrznej zgodnie z rzeczywistymi warunkami. Jednak ze względu na wygodną produkcję (dotyczy to głównie rozdzielenia przedniej i tylnej formy, aby utrzymać części z tworzywa sztucznego w tylnej formie, przednia powierzchnia formy, której ściana zewnętrzna powinna być zaprojektowana tak prosto, jak to możliwe Jeśli nie, dostosuj kąt rysowania przednich i tylnych form, nawet naparstek w przedniej formie lub pewne małe podcięcie w tylnej formie) i ogólnie zaprojektuj inne konstrukcje na wewnętrznej ścianie.
Bez względu na to, czy są to części skorupy, czy części wewnętrzne, grubość ścianki jest niezbędna jako powierzchnia przyjmująca kołka wypychacza formy, umożliwiając płynne wyrzucanie części.
Zasady projektowania grubości ścian:
Przy projektowaniu części z tworzyw sztucznych priorytetem jest grubość ścian, która jest niezbędna jako fundament budynku. Inne struktury muszą być na nim zbudowane. W międzyczasie wpływa to również na właściwości mechaniczne, odkształcalność, wygląd, koszt części z tworzyw sztucznych. W związku z tym grubość ściany powinna być oparta na powyższych czynnikach podczas projektowania.
Wspomniano, że grubość ścianki musi być określoną wartością. Jeśli istnieje wartość, odnosi się ona do równej grubości ścianki. Jeśli jest wiele wartości, odnosi się to do nierównej grubości ścianki. Różnica między parzystym a nierównym zostanie wprowadzona później. Teraz porozmawiamy o tym, że należy przestrzegać zasady projektowania grubości ścian.
1. W oparciu o zasadę właściwości mechanicznych:
Wspomniano, że bez względu na to, czy chodzi o części skorupy, czy części wewnętrzne, oba wymagają pewnego poziomu wytrzymałości. Oprócz innych czynników, przy rozważaniu formowania części wymagana jest siła uwalniająca opór. Łatwo ulega deformacji, jeśli część jest zbyt cienka. Ogólnie rzecz biorąc, im grubsza grubość ścianki, tym większa wytrzymałość części (grubość ścianki wzrasta o 10%, wytrzymałość wzrośnie o około 33%). Jeśli grubość ścianki przekracza pewien zakres, dodanie do grubości ścianki obniży wytrzymałość części z powodu skurczu i porowatości. Zwiększenie grubości ścianek obniży wytrzymałość części i zwiększy wagę, wydłuży cykl formowania wtryskowego, zwiększy koszty itp. Oczywiście zwiększenie wytrzymałości części poprzez samo zwiększenie grubości ścianki nie jest programem optymalnym. Do zwiększenia sztywności najlepiej wykorzystać elementy geometryczne, takie jak żebra, krzywizny, powierzchnie faliste, usztywnienia itp.
Nie jest wykluczone, że ze względu na ograniczenia przestrzenne i inne czynniki wytrzymałość niektórych części realizowana jest głównie przez grubość ścianki. Dlatego zaleca się określenie odpowiedniej grubości ścianki naśladując symulację mechaniczną, jeśli wytrzymałość jest ważnym czynnikiem. Rzeczywiście, wartość grubości ścianki powinna być również przestrzegana z następującymi zasadami formalnymi.
2. W oparciu o zasadę plastyczności:
Rzeczywista grubość ścianki to grubość wnęki formy między przednią i tylną formą. Gdy stopiona żywica wypełni wnękę formy i ostygnie, uzyskuje się grubość ścianki.
1) Jak przepływa stopiona żywica podczas procesu wtrysku i napełniania?
Przepływ tworzywa sztucznego wewnątrz wnęki można uznać za przepływ laminarny. Zgodnie z teorią mechaniki płynów płyn laminarny można traktować jako warstwy cieczy obok siebie, ślizgające się pod działaniem siły ścinającej.
Podczas procesu formowania wtryskowego stopiona żywica styka się ze ścianą rynien (ścianką wnęki formy), powodując przyleganie warstw strumienia do ścianki rynien (lub ścianki wnęki formy) najpierw ochłodzonej. Prędkość wynosi zero, a sąsiednia warstwa cieczy wytwarza opór tarcia. Podaj dalej, prędkość warstwy środkowego strumienia jest największa. Forma przepływu, w której prędkość laminarna zmniejsza się w pobliżu ściany wlewu (lub ściany gniazda formy) po obu stronach.
Warstwa środkowa to warstwa płynna, a warstwa skórna to warstwa zestalona. W miarę upływu czasu chłodzenia warstwa klątwy będzie się zwiększać. Powierzchnia przekroju warstwy płynu będzie się stopniowo zmniejszać. Im twardsze wypełnienie, tym większa siła wtrysku. Rzeczywiście, trudniej jest wepchnąć stopiony materiał do wnęki formy, aby wykonać wtrysk.
Dlatego wielkość grubości ścianki ma duży wpływ na płynięcie i wypełnienie wyprasek podczas procesu formowania wtryskowego, a jej wartość nie może być zbyt mała.
2) Lepkość stopionego tworzywa sztucznego ma również duży wpływ na płynność
Kiedy stop jest pod wpływem działania zewnętrznego i występuje względny ruch między warstwami, będzie generowana wewnętrzna siła tarcia, która zakłóca względny ruch między warstwami płynu. Wewnętrzna siła tarcia wytwarzana przez płyn nazywana jest lepkością. Ocena siły lepkości za pomocą lepkości dynamicznej (lub współczynnika lepkości). Liczbowo stosunek naprężenia ścinającego do szybkości ścinania stopu.
Lepkość stopów odzwierciedla cechy łatwości płynięcia stopionego tworzywa sztucznego. Jest to miara oporu płynięcia stopu. Im wyższa lepkość, tym większy opór płynu, tym trudniejszy przepływ. Wpływ czynników wpływających na lepkość stopu jest nie tylko związany ze strukturą molekularną, ale także związany z temperaturą, ciśnieniem, szybkością ścinania, dodatkami itp. (Po podjęciu decyzji o rodzajach tworzyw sztucznych, temperaturze, ciśnieniu, szybkości ścinania, dodatkach i inne czynniki podczas procesu formowania wtryskowego mogą ulec zmianie, aby zmienić płynność tworzywa w procesie formowania wtryskowego.W przyszłości napiszemy artykuł na temat płynności w zależności od sytuacji.)
Podczas gdy w rzeczywistym zastosowaniu wskaźnik płynięcia wskazuje na płynność tworzyw sztucznych podczas przetwarzania. Im wyższa wartość, tym lepsza płynność materiału. Wręcz przeciwnie, płynność materiału będzie gorsza.
Dlatego tworzywo sztuczne o dobrej płynności jest łatwiejsze do wypełnienia wnęki formy, szczególnie w przypadku części do formowania wtryskowego o złożonej strukturze.
Płynność powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych można z grubsza podzielić na trzy kategorie w zależności od wymagań projektowych formy:
①Dobra płynność: PA, PE, PS, PP, CA, poli(4) metylopentylen;
②Średnia płynność: żywice polistyrenowe (takie jak ABS, AS), PMMA, POM, PPO;
③ Słaba płynność: PC, twarde PVC, PPO, PSF, PASF, fluoroplastiki.
Jak widać z powyższego rysunku, dla materiału o najsłabszej płynności wymagania dotyczące minimalnej grubości ścianki będą większe. Zostało to wprowadzone w teorii przepływu laminarnego.
Zalecana powyżej wartość grubości ścianki jest tylko wartością zachowawczą. W rzeczywistym zastosowaniu rozmiary części obejmują małe, średnie i duże, powyższy rysunek nie określa zakresu odniesienia.
3) Możemy obliczyć na podstawie stosunku długości przepływu
Stosunek długości płynięcia tworzywa sztucznego odnosi się do stosunku długości (L) do grubości ścianki (T) płynięcia tworzywa sztucznego. Oznacza to, że dla danej grubości ścianki im wyższy stosunek długości płynięcia, tym dalej przepływa roztopione tworzywo sztuczne. Lub gdy długość przepływu stopionego tworzywa sztucznego jest pewna, im większy stosunek długości przepływu, tym mniejsza może być grubość ścianki. Zatem stosunek długości przepływu tworzywa sztucznego wpływa bezpośrednio na liczbę podawania i dystrybucji produktów z tworzyw sztucznych. Wpływa również na grubość ścianki tworzywa sztucznego.
Aby być dokładniejszym, określony zakres wartości grubości ścianki można uzyskać poprzez obliczenie stosunku długości przepływu. Rzeczywiście, ta wartość jest związana z temperaturą materiału, temperaturą formy, stopniem polerowania itp. Jest to tylko przybliżona wartość zakresu, różne warunki są różne, trudno jest być precyzyjnym, ale można ją wykorzystać jako wartość odniesienia.
Obliczanie stosunku długości przepływu:
L/T (całkowity) = L1/T1 (kanał główny) + L2/T2 (kanał dzielony) + L3/T3 (produkt) Obliczony stosunek długości przepływu powinien być mniejszy niż wartość podana w tabeli właściwości fizycznych, w przeciwnym razie może być Zjawisko słabego wypełnienia.
Na przykład
Gumowa powłoka, materiał PC, grubość ścianki 2, odległość napełniania 200, biegacz 100, średnica biegaczy 5.
Calculation: L/T(total)=100/5+200/2=120
Wartość odniesienia dla stosunku długości przepływu PC wynosi 90, co oczywiście jest wyższe niż wartość odniesienia. Szybkość wtrysku i ciśnienie muszą zostać zwiększone, ponieważ wtrysk jest trudny, a nawet wymaga specjalnych wysokowydajnych wtryskarek. W przypadku przyjęcia dwóch punktów podawania lub zmiany położenia punktów podawania, odległość napełniania produktami może zostać zmniejszona do 100, czyli L/T(całkowity)=100/5+100/2=70. Stosunek długości jest teraz mniejszy niż wartość odniesienia i jest łatwy do formowania wtryskowego. L/T(total)=100/5+200/3=87 przy zmianie grubości ścianki na 3, co pozwala na normalne formowanie wtryskowe.
3. W oparciu o zasadę wyglądu:
Specyficzna wydajność grubości ścianki wpływająca na wygląd części jest następująca:
1) Nierówna grubość ścianki: skurcz powierzchni (w tym wady wyglądu, takie jak skurcz, wżery, grube i cienkie wydruki), deformacja wypaczenia itp.
2) Nadmierna grubość ścianki: defekty, takie jak skurcz powierzchniowy i wewnętrzne otwory skurczowe.
3) Grubość ścianki jest zbyt mała: wady takie jak brak kleju, druk gilzy, wypaczenia i deformacje.
skurcz lub porowatość
skurcz lub porowatość zwykle występuje w obszarach grubości ścianki. Mechanizm: zgodnie z zasadą krzepnięcia materiału, wewnętrzna porowatość i skurcz powierzchni podczas procesu formowania wtryskowego wynikają ze stałego skurczu podczas procesu chłodzenia. Kiedy skurcz jest skoncentrowany w pozycji zamrożonej z tyłu, ale nie można go natychmiast uzupełnić, bardziej prawdopodobne jest wystąpienie skurczu i porowatości wewnątrz.
Powyższe zasady projektowania grubości ścianek są wprowadzane z czterech aspektów, którymi są właściwości mechaniczne, odkształcalność, wygląd, koszt. Jeśli użyjesz jednego zdania do opisania konstrukcji grubości ścianki, to znaczy, że wartość grubości ścianki wyprasek powinna być jak najmniejsza i jak najbardziej jednorodna pod warunkiem spełnienia właściwości mechanicznych i wydajności przetwarzania. Jeśli nie, powinien być równomiernie przeniesiony.
DJmolding oferuje usługi projektowania i produkcji części z tworzyw sztucznych na rynek światowy, jeśli chcesz rozpocząć swój projekt, skontaktuj się z nami już teraz.
