עיצוב ועיבוד תבניות הזרקה - הנה מדריך בשבילך.

חומרי בנייה

יש לבחור את פלדת התבנית המתאימה בהתאם לדרישות היישום. עבור אב טיפוס, פלדת עובש מוקשה היא מיותרת. ברוב המקרים, נעשה שימוש בפלדה או אלומיניום מוקשה מראש כדי להפחית עלויות ולהקל על התאמות עובש בשלב יצירת האב-טיפוס. מתכות רכות אלו יכולות גם ליצור חלקי בדיקה וחלקים טרומיים מספיקים. פלדות תבניות מוקשות מראש (כגון P-20 או NAKR-55) משמשות לעתים קרובות עבור תבניות בקנה מידה גדול מכיוון שהקשחת פלדת התבנית אינה מעשית עבור יישומים גדולים.

עבור נפחי ייצור גבוהים יותר, נדרשת פלדת תבנית מוקשה עבור הליבה והחלל. S-7, H-13 ופלדת אל חלד 420 הן הפלדות הנפוצות ביותר. S-7 היא פלדת תבנית מעולה שיכולה לשמש לפעולות ייצור ממושכות. אם נדרשות טמפרטורות התכה ועובש גבוהות מאוד, יש לבחור פלדת H-13. H-13 יכול לשמש גם לייצור סעפות לוהט ראנר. ל-H-13 טמפרטורת טמפרור גבוהה מאוד והוא יכול לעמוד בטמפרטורות עיבוד עובש גבוהות מאוד מבלי להשפיע על קשיותו.

נירוסטה היא הבחירה הטובה ביותר עבור פלדות תבניות בהן נדרשת עמידות בפני שחיקה גבוהה או בהן מתרחש עיבוי משמעותי בסביבה. ניתן לייצר תוספות לחלל עובש- גבוהות באמצעות פלדות מסוג A2, ASP23 או D-2.

ניתן להגן על כל פלדות התבנית מפני בלאי וקורוזיה על ידי ציפוי מסוג כלשהו. ניתן לתקן רק נירוסטה באמצעות ריתוך ועיבוד שבבי. עבור פלדות עם ציפויים קיימים, תיקון אפשרי רק לאחר הסרת הציפוי. לאחר התיקון, יש למרוח מחדש את הציפוי.

תְמוּנָה

גימור פני השטח

גימור פני השטח של חלקים יצוקים יכול להשתנות בהתאם לדרישות אסתטיות, צרכי הלקוח ופונקציונליות. מהמראה-כמו גימור מבריק-של SPI #1 ועד למשטחים בעלי מרקם שהושגו באמצעות תחריט, חומרי LNP מרוכבים יכולים להשיג כמעט כל סוג של גימור משטח יצוק של חלקים. חשוב להבין שחלק מהחומרים מציגים ביצועים משופרים עם גימורי משטח מסוימים של עובש. לדוגמה, פוליפרופילן מציג תכונות שחרור טובות משמעותית בתבניות מט מאשר בתבניות מבריק- גבוה. קשה להשיג גימור מבריק עם שרפי מילוי גבוהים-. אוורור

אוורור הוא חלק מכריע במחזור הדפוס כדי למקסם את ביצועי העובש. כאשר חומר תרמופלסטי נכנס לחלל העובש, יש צורך להוציא אוויר. פתחי האוורור ממוקמים בדרך כלל באזורים שמלאו אחרונים, בסמוך לקו התפר ובמערכת הרצים. פתחי אוורור נוספים המפוזרים סביב קו הפרידה יכולים לשפר משמעותית את ביצועי האוורור הכוללים. שאריות גז בתבנית מופיעות כסימני צריבה על החלק היצוק. כלל אצבע בסיסי הוא שגז בתבנית חייב להיות מסוגל לברוח באותו קצב כמו הפלסטיק הנכנס לחלל.

עומק הריק משתנה בהתאם לחומר המשמש - בדרך כלל, תרמופלסטיות אמורפיות דורשות עומק ריק גדול יותר בגלל הצמיגות הגבוהה יותר שלהם.

תְמוּנָה
חלל יחיד- ורב-חלל

שלושה סוגים בסיסיים של תבניות נמצאים בשימוש הנפוץ ביותר בתעשייה, במיוחד עבור תבניות באמצעות מרוכבים של LNP.

הסוג הנפוץ ביותר הוא תצורת הריצה הקרה הדו-ת המוצגת באיור 1. חומר מוזרק לחלק דרך תותב הרץ ומערכת הרץ. לאחר הקירור, כל החלקים המעוצבים נפלטים (כולל שערים, רצים וספוגים). לאחר מכן מסירים את החלקים, ושאר הרצים והזרמים נזרקים או ממוחזרים.

איור 2 מציג תבנית של שלוש-צלחות עם רצים קרים. עם עיצוב זה, חומר מוזרק לתוך חלל החלק דרך מערכת הרץ והשפיץ. לאחר הקירור פותחים את התבנית ומפרידים את החלק מהשערים והרצים. החלק נופל באופן טבעי מהרצים. עדיין יש למחזר או לזרוק את הרצים, השערים והזרמים.

איור 3 מציג תבנית סעפת רץ חמה מחוממת חשמלית. ערוצי הסעפת והשער מחוממים לטמפרטורת ההיתוך של הפולימר או בסמוך לכך, ומשמרים את החומר מותך. זה מבטל את הצורך לטפל בפסולת של הרצים, השערים והזרמים. מערכות אלו יקרות יותר מאשר עיצובים רגילים של שתי-לוחות או שלוש-לוחות, אך מציעות שליטה תרמית טובה יותר של החומר ומייצרות מעט פסולת.

תְמוּנָה

לוהט ראנר

תבניות רונר חמות מלאות, או תבניות "ללא רצים", מציעות יתרונות רבים, אך דורשות תכנון קפדני על מנת להבטיח שליטה נכונה בזרימת ההמסה אל חלל התבנית. בעוד שתבניות ללא רצים כמעט שאינן מייצרות פסולת במהלך פעולות הדפוס, הן מועדות לבעיות בעת ההפעלה, במיוחד עם רכיבים מרוכבים של LNP חצי גבישי-, אשר נוטים להתמצקות מהירה. העקרונות שיש לפעול לפיהם כוללים:

• השתמש רק במערכות סעפת חם -מאוזנות היטב שתוכננו במיוחד עבור היישום.

• בהתאם לחומר שבו נעשה שימוש, ניתן לעצב את הרץ החם כך שיאפשר מזיגה ישירה על החלק באמצעות לוחית בסיס של שער פתוח, או שער שסתומים ליציקה ללא שאריות-, או שהשער יכול להיות ממוקם על משטח קטן.

• נתיב הרץ המחומם וצלחת הבסיס החמה צריכים לספק נתיב זרימה חלק לתוך חלל התבנית ולהיות מחומם חיצונית.

• בעת שימוש בשרף ארוך מחוזקים בסיבי זכוכית, שאריות שערים הן בלתי נמנעות.

• השתמש במערכת שלמה מיצרן חם ראנר בודד, במקום להשתמש ברכיבים שונים מיצרנים שונים.

• גודל השער תלוי בכמות ובסוג החומר שנוסף, גודל חלק/יחס, ועובי הדופן.

• למידע נוסף על עיצוב רצים חמים, התייעץ עם הצוות הטכני של קבוצת GE Plastics.

2. מדריך לשיטות נפוצות לשיפור משטחי עובש בתעשיית עיבוד הפלסטיק

הטבלה שלהלן מספקת למפעילי דפוס ויצרני תבניות מגוון טיפולים נפוצים לפלדת עובש לשיפור עמידות בפני קורוזיה או עמידות בפני שחיקה. יתכנו גם פתרונות אחרים.

תְמוּנָה

3. רצים, שפיצים ושערים

Sprue Bushings

בעת שימוש בתבניות קונבנציונליות, חומר חם נכנס לתבנית דרך תותב ה-Sprue. מערכת הראנר מובילה את החומר דרך השער אל חלל התבנית. תכנון וגודל נכון של תותב הזרבובית הם חיוניים לפיזור נכון של התכה ולפליטה נכונה של החלק היצוק. קוטר ה-"O" של הזרבובית צריך להיות גדול בכ-20% מקוטר יציאת הזרבובית כדי למנוע חסימה של הזרבובית כאשר התבנית נפתחת. דיאגרמה סכמטית של ממדי זרבובית מוצגת להלן. מימד ה-"O" קשור קשר הדוק גם לגודל החלקים והרצים. ניתן להשתמש בתותבי ראנר מחוממים במקום בתותבי ראנר קונבנציונליים. העלות הראשונית של רץ מחומם (או תותב "חם") עשויה להיות גבוהה מזו של תותב "קר", אך היא מפחיתה משמעותית את הבזבוז מכיוון שהיא מבטלת את הרץ שעובר לאורך כל חלק או מערכת רץ. עם תותב מחומם, בקרת טמפרטורת ההיתוך הנכנסת למערכת הרץ יכולה להיות הרבה יותר מדויקת.

תְמוּנָה

עיצוב ראנר

הרצים צריכים להיות קצרים ככל האפשר כדי להפחית ירידת לחץ מיותרת. עדיף חתך עגול-. אם יש להניח את הראנר באמצע התבנית, השתמשו ברץ טרפז עם תחתית מעוגלת. רצים חצי-עגולים ושטוחים אינם יעילים ואינם מומלצים. רצים צריכים לאפשר לחומר לזרום באופן שווה וללא הגבלה לתוך חלק אחד או יותר (אם נעשה שימוש במספר חללים). בדרך כלל, רץ צריך להיות מופחת בקוטר ב-20% עבור כל 90 מעלות של סיבוב. יש לקחת זאת בחשבון בעת ​​תכנון מערכת הרץ. קוטר רץ עגול הוא בדרך כלל 0.125 אינץ' - 0.375 אינץ' (3.2 - 9.5 מ"מ). תְמוּנָה

שער |

עיצוב שער עבור חלקים מרוכבים של LNP אמור לספק שולי עיבוד רבים מבלי ליצור-לחץ עובש. בהתאם לסוג השער המשמש (כלומר, צוללת, קצה, זיז וכו'), כמה ממדי שער בסיסיים שולטים בקצב המילוי, בכמות החומר הזורמת לחלל התבנית וקצב ההתמצקות של החלק.

עובי הדופן קובע את גודל השער, בעוד שגיאומטריית החלק קובעת את מיקום השער על החלק. ישנן שלוש ממדי שער מפתח: עומק, רוחב ופנים. עיצובים ספציפיים למספר סוגי שערים מוצגים בעמוד הבא.

גודל שער/מיקום

• גודל שער מינימלי הוא 0.040 אינץ' (1 מ"מ), 0.100 אינץ' (2.5 מ"מ) עבור חומרים מרוכבים סיבים ארוכים של ורטון - עגול או טרפז - 50-60% עובי דופן (עבור חומרים מרוכבים גבישיים) - 50-75% עובי דופן (עבור חומרים מרוכבים אמורפיים)

• באופן אידיאלי, יש למקם את השער במקום שבו קטע הקיר הוא העבה ביותר - יישר את השער ישירות עם הקיר או התותב כדי למנוע מילוי חוזר ו"הזרקה" (למעט חומרים מרוכבים סיבים ארוכים של ורטון) - שערי מנהרה אינם מומלצים עבור חומרים מרוכבים של ורטון.