Per què les peces modelades acaben amb la mida incorrecta
El plàstic no es comporta com el metall. Quan el plàstic fos omple un motlle i es refreda, es redueix. Si el motlle es va tallar a la mida exacta que voleu que tingui la peça, la peça surt massa petita cada vegada. Aquesta és la primera i més gran raó per la qual les peces perden les seves dimensions.
Però la contracció no és l'únic culpable. Les principals fonts de desviació dimensional són:
Encongiment del material que no es va compensar correctament en el motlle
Refredament desigual que provoca deformacions
Gruix de paret que varia a través de la peça
Ubicació de la porta empenyent el material de manera desigual
Paràmetres de procés que surten de la finestra provada
L'estàndard de referència per mesurar quant s'encongeix un material és ASTM D955. L'emmotllament per injecció de bona precisió dimensional comença per conèixer el comportament de contracció del material i dissenyar el motlle al seu voltant, sense esperar arreglar-lo més tard.
Encongiment del material: el major culpable
Cada plàstic s'encongeix a mesura que es refreda, però no tots s'encongeixen la mateixa quantitat. Aquest és el número més important per encertar.
Els intervals típics de contracció del motlle són aproximadament així:
ABS: al voltant del 0,4 al 0,7 per cent
Polipropilè (PP): al voltant de l'1,0 al 2,5 per cent
Policarbonat (PC): al voltant del 0,5 al 0,7 per cent
Niló (PA): al voltant del 0,8 al 2,0 per cent
Un motlle d'injecció de carcassa de ratolí s'acostuma a modelar amb ABS o una barreja d'ABS, en part perquè la seva contracció és baixa i previsible, la qual cosa fa que les carcasses-ajustades siguin més fàcils de subjectar. A continuació es mostra com funciona la compensació per contracció a la pràctica:
Identifiqueu el material i el grau exactes que utilitzareu en la producció
Busqueu la seva taxa de contracció publicada i, a continuació, refineu-la en funció de la geometria de la peça
Talleu la cavitat del motlle una mica més gran que la part final per la quantitat de contracció
Verifiqueu-ho a la primera prova i ajusteu-l'acer si cal
La trampa en què cauen molts compradors és canviar de material després de construir el motlle. Si dissenyeu el motlle per a l'ABS i després canvieu a un material més-contractiu per estalviar costos, les vostres peces sortiran de mida inferior i no hi ha cap solució fàcil. Bloqueu el material abans de tallar el motlle.
Com el disseny de refrigeració del motlle controla les dimensions
Aquí hi ha una cosa que la majoria de la gent no s'adona: el refredament uniforme d'una peça té un efecte enorme en la seva mida i forma finals.
Si un costat de la peça es refreda més ràpid que l'altre, la part es deforma. Es doblega cap al costat més lent-de refredament, com una tira de metall escalfada de manera desigual. En una part plana com la base d'una carcassa del ratolí, fins i tot una petita deformació es converteix en un problema d'ajust quan intenteu acoblar-la a la meitat superior.
Un bon disseny de refrigeració soluciona això mitjançant:
Col·locant els canals de refrigeració de manera uniforme al voltant de la cavitat
Mantenir la distància del canal de la superfície de la cavitat constant
Ús de refrigeració conforme (canals que segueixen la forma de la peça) per a geometries complicades
Refredament equilibrat entre el nucli i els costats de la cavitat
En el nostre treball de disseny del motlle de la carcassa del ratolí, tractem el disseny de refrigeració com una eina dimensional, no només una eina de temps de cicle-. Fins i tot el refredament significa peces més planes i les peces més planes s'assemblen correctament.
Uniformitat de gruix de paret
Les peces de plàstic volen un gruix de paret uniforme. Quan la paret es fa més gruixuda en una zona, aquesta àrea reté la calor durant més temps, es redueix més i tira la geometria circumdant amb ella.
Una carcassa del ratolí és una part-de paret fina, normalment entre 1,5 i 2,5 mm, i mantenir la coherència d'aquesta paret és una de les claus per mantenir les dimensions. On no podeu evitar una secció gruixuda, com un cap de cargol, la solució és eliminar-la perquè la paret es mantingui uniforme en lloc de deixar un tros sòlid de plàstic.
Aquí teniu un escenari que veiem sovint. Un comprador ens ofereix un disseny de carcassa de ratolí amb caps de cargol sòlids i costelles de reforç gruixudes. El primer instint és modelar-lo tal com es dibuixa. Però aquestes seccions gruixudes s'encongurien més que les parets primes que les envolten, traient marques d'aigüera i deformacions a la superfície cosmètica. La solució està en el disseny: buit els bocs, aprima les costelles fins al 60% del gruix de la paret i la peça manté la seva forma. Aquest tipus de revisió no costa res en l'etapa de disseny i estalvia una correcció de motlle més endavant.
Disseny de la porta i el seu efecte sobre la precisió
La porta és on entra el plàstic fos a la cavitat. La seva ubicació afecta com flueix el plàstic, com s'empaqueta i, finalment, com resulten les dimensions de la peça.
Una porta mal col·locada provoca un empaquetament desigual, la qual cosa significa que algunes zones de la peça tenen més pressió material que altres. El resultat és la variació dimensional a través de la peça. Per a una peça simètrica com una carcassa de ratolí, una porta equilibrada centralment o una disposició de múltiples-portes correctament equilibrada segueix empaquetant.
El tipus de porta també importa. Les opcions habituals tenen inconvenients-per a la precisió i l'aspecte, i l'elecció correcta depèn d'on podeu amagar la marca de la porta a la part acabada.
Paràmetres de procés que afecten les dimensions
Un cop el motlle està ben construït, el procés d'emmotllament és la palanca final. Els paràmetres que més mouen les dimensions són:
Mantenir la pressió: més pressió empaqueta més material, fent que les peces siguin lleugerament més grans
Temperatura de fusió: afecta com flueix i es contrau el material
Temps de refredament: massa curt i la peça continua reduint-se després de l'expulsió
Velocitat d'injecció: afecta l'embalatge i l'estrès intern
El principi important és que el procés ha d'ajustar-les dimensions, no rescatar un motlle que s'ha dissenyat malament. Si us trobeu executant el procés en configuracions extremes només per aconseguir la mida, el problema real sol estar en el motlle. Un bon control de contracció del motlle d'injecció està integrat en l'etapa de disseny.
Com mantenim les toleràncies estretes
El nostre enfocament de la precisió dimensional és-de càrrega frontal. Abans de tallar qualsevol acer, realitzem un disseny-per-revisió de fabricació que assenyala seccions gruixudes, parets irregulars i riscos de tolerància. Modelem la contracció per al vostre material específic, dissenyem fins i tot un refredament i equilibrem la porta.
Després de la primera prova, verifiquem amb un informe CMM complet i ajustem l'acer si cal. Com que l'acer sempre es pot treure però mai no es pot tornar a afegir, tallem cavitats pel costat segur i perfegim, en lloc d'endevinar i esperar.
Per a una carcassa de precisió com una carcassa de ratolí, aquest procés disciplinat és el que separa les peces que s'uneixen netament de les peces que us lluiten a cada muntatge.
Preguntes freqüents
P: Per què les meves peces modelades per injecció són de mida incorrecta?
R: El motiu més comú és la contracció que no es va compensar correctament quan es va dissenyar el motlle. El plàstic es redueix a mesura que es refreda, de manera que la cavitat del motlle s'ha de tallar una mica més gran que la part final. Altres causes inclouen un refredament desigual, un gruix de paret inconsistent i la configuració del procés que es desplaça fora de l'abast.
P: Quant es redueixen les peces de plàstic després de l'emmotllament?
R: Depèn del material. L'ABS es redueix entre un 0,4 i un 0,7 per cent, mentre que el polipropilè es pot reduir entre un 1,0 i un 2,5 per cent. Per això és molt important bloquejar el material abans de construir el motlle. ASTM D955 és la referència estàndard per mesurar la contracció.
P: El disseny del motlle pot eliminar completament la desviació dimensional?
R: Et pot apropar molt. Un bon disseny de motlle de closca de ratolí amb una compensació adequada de contracció, un refredament uniforme i parets uniformes elimina la major part de la desviació. A continuació, el procés d'emmotllament-ajusta la resta. Cap procés pot rescatar completament un motlle mal dissenyat, per això l'etapa de disseny és on es guanya la precisió.
P: Quina tolerància pot aconseguir l'emmotllament per injecció?
R: L'emmotllament per injecció estàndard manté les toleràncies a les quals es fa referència el marc ISO 294, i es poden aconseguir toleràncies més estrictes amb eines de precisió i un estricte control del procés. La clau és identificar quines dimensions són realment crítiques, de manera que l'esforç i el cost van allà on importen.
P: On puc trobar un fabricant de motlles d'injecció de carcassa de ratolí de precisió?
R: Busqueu un proveïdor que faci una revisió de disseny-per-fabricació abans de tallar acer, modeli la contracció per al vostre material específic i verifiqui peces amb informes de CMM. Una fàbrica que capta els riscos dimensionals en l'etapa de disseny us estalviarà molt més que una que simplement cotitzi el preu més baix de les eines.
Obteniu una revisió dimensional gratuïta de la vostra part
Si esteu desenvolupant un motlle d'injecció de carcassa de ratolí o qualsevol carcassa de plàstic-ajustada, envieu-nos el disseny de la vostra peça. Farem un disseny gratuït-per-revisió de fabricació i us direm exactament on es troben els riscos dimensionals, abans de gastar un dòlar en eines.
