Kuinka suunnitella ruiskumuottien poistojärjestelmä?

Poistoon kiinnitetään usein vähemmän insinöörityötä kuin portti-, jäähdytys- ja jakolinjapäätökset muotin suunnittelun alkuvaiheessa. Sitä käsitellään yksityiskohtana, joka on ratkaistava sen jälkeen, kun pääontelon geometria on määritetty, eikä ensisijaisena suunnittelunäkökohtana.

Tämä järjestys on virhe. Poistojärjestelmä määrittää suoraan:

Kohta, jossa osan pinnalla on todistajanjälkiä, mikä vaikuttaa kosmeettiseen hyväksyntään

Kuinka paljon voimaa käytetään ja missä, mikä määrittää, vääristyvätkö tai halkeilevatko ohuet osat

Kuinka luotettavasti osa vapautuu, mikä vaikuttaa tuotannon käytettävyyteen ja romumäärään

Voiko muotti toimia tavoitejakson aikana, koska poistoisku ja palautusaika ovat osa kokonaissykliä

Huonosti suunniteltu poistojärjestelmä voi saada pohjimmiltaan järkevän muottirakenteen tuottamaan jatkuvasti viallisia osia. Hyvä uutinen on, että periaatteet ovat vakiintuneet-ja päätökset ovat hallittavissa, jos ne tehdään oikeassa järjestyksessä.

Poistonastat - Vakiovalinta

Pyöreät ejektorin tapit ovat yleisin poistomenetelmä. Ne ovat yksinkertaisia ​​työstää, helppo vaihtaa, ja muotinvalmistajat ymmärtävät ne hyvin- maailmanlaajuisesti. Tärkeimmät suunnittelupäätökset:

Sijoitus: Tapit tulee sijoittaa ei--kosmeettisille pinnoille, osan rakenteellisesti kestäville osille (rivat, ulkonemat, tasaiset alueet) ja jakaa poistovoiman kohdistamiseksi mahdollisimman tasaisesti osan jalanjäljen yli. Poistovoiman keskittäminen pieneen määrään tappeja luo paikallista jännitystä, joka voi muuttaa ohuita osia.

Halkaisija: Halkaisijaltaan suuremmat tapit jakavat voiman suuremmalle alueelle eivätkä jätä näkyviä jälkiä. Pienin käytännön tapin halkaisija on tyypillisesti 2–3 mm; tämän koon pienemmät nastat ovat hauraita ja herkkiä rikkoutumaan. Jos kosmeettiset rajoitteet vaativat pieniä tappeja, käytä suurinta halkaisijaa, jonka geometria sallii.

Numero: Enemmän tappeja tarkoittaa yleensä parempaa voiman jakautumista. Yleinen virhe on määrittää nastojen vähimmäismäärä kustannusten lisäämisen välttämiseksi, ja sitten havaitaan, että vähentynyt voiman jakautuminen aiheuttaa osien vääristymiä. varten Mouse Shell -ruiskumuotti sovelluksissa, joissa pinnan laatu on kriittinen, poistoasettelussa tulisi käyttää niin monta nastaa kuin geometria sallii.

Irrotuslevyt - osille, jotka eivät kestä pinnejälkiä

Irrotuslevy korvaa yksittäiset ejektorin tapit levyllä, joka koskettaa osan koko kehää tai suurta aluetta. Kun levy etenee, se työntää osan irti ytimestä tasaisesti ilman tappien muodostamaa pistekosketusta.

Kuorituslevyt ovat suositeltu poistomenetelmä:

Ohuet{0}}seinämäiset kotelot ja kuoren osat, joihin nastakosketus aiheuttaisi todistajanjälkiä

Osat, joissa on suuret avoimet pinnat, jotka vääristyvät pisteen irtoamisvoiman vaikutuksesta

Läpinäkyvät osat, joissa mahdollinen pintamerkki on näkyvissä

Kompromissi-: irrotuslevyt lisäävät muotin mekaanista monimutkaisuutta ja vaativat jakolinjan, jossa levy voi toimia häiritsemättä muita muotin osia.

Terän ejektorit - ulokkeille, eväille ja kapeille ominaisuuksille

Terän ejektorit ovat litteitä, suorakaiteen muotoisia ejektorin tappeja, joita käytetään silloin, kun pyöreä tappi olisi liian leveä tai siitä puuttuisi poistoa vaativa ominaisuus. Ne ovat vakiona syvien kylkiluiden, ohuiden evien ja kapeiden ulkonemien työntämiseen, jotka muuten tarttuisivat ytimeen ja vastustaisivat irtoamista.

Hammaspyörän hampaille aMoottorivaihteiston ruiskumuotti, terän ejektorit tai rengaspoisto (holkki, joka koskettaa hammaspyörän hampaan ulkohalkaisijaa) ovat usein parempia kuin tavanomaiset pyöreät tapit, jotka on sijoitettu hammaspyörän uumaan, koska ne mahdollistavat suoremman poistovoiman kohdistamisen kohteisiin, joissa on eniten pitoaluetta.

Ilmanpoisto - Matalille osille, joilla on suuri pinta-ala

Onteloon tai ytimeen pienten aukkojen kautta ruiskutettu paineilma luo paine-eron, joka auttaa rikkomaan osan ja muotin pinnan välisen alipainetiivisteen. Ilmanpoisto on hyödyllisin matalissa, suurissa-pinta--osissa (kannet, tarjottimet, litteät paneelit), joissa imu on ensisijainen ulostyöntämisvastus kutistumisotteen sijaan.

Ilmanpoisto on harvoin riittävä ainoana poistomekanismina, mutta toimii hyvin yhdessä tappien tai irrotuslevyn kanssa - ilma katkaisee imuvoiman, kun taas mekaaniset elementit kohdistavat poistovoiman.

Yhdistetyt järjestelmät - monimutkaisille osille

Useimmat osat, joilla on geometrinen monimutkaisuus, hyötyvät ulostyöntömenetelmien yhdistelmästä: tavalliset pyöreät tapit rungon pääosissa, terien ulostyöntäjät ulokkeissa tai eväissä, ehkä holkkipoiston keskiosan ympärillä ja ilmanpoisto suurilla tasaisilla alueilla. Yhdistelmän suunnittelu edellyttää tartunta-alueiden kartoittamista osan geometrian poikki ja sopivimman mekanismin valitsemista kullekin alueelle.

Hiiri Shelvetin ruiskumuotti

Hiiren kuoren ruiskutusmuotin irrotussuunnittelun ratkaiseva haaste on se, että ulkopinnalla - A-pinta, jota käyttäjä koskettaa -, ei voi näyttää ejektorin tapeista mitään todistajanjälkiä. Sisäpinnalla on enemmän toleranssia jälkille, mutta sielläkin liian voimakkaat jäljet ​​voivat häiritä sisäosien sovitusta.

Suositeltu lähestymistapa hiiren kuoriin ja vastaaviin kulutuselektroniikan koteloihin on:

Tunnista kaikki ulkokuoren kosmeettiset pinnat ja sulje pois kaikki ejektorikontaktit näiltä alueilta

Aseta ejektorin tapit sisäisten rivan leikkauskohtiin -, joissa riparakenne tukee muodonmuutoksia poistokuormituksen alaisena

Käytä kuorintarengasta kehän ympärillä, jos kuorella on määritelty alareuna, mikä mahdollistaa kehän irrottamisen ilman sisäistä{0}}pintapintakosketinta

Kokoa tapit reilusti sallituille alueille kosketuspaineen minimoimiseksi ja merkin syvyyden vähentämiseksi

International Journal of Plastic Technology -lehdessä (2020) julkaistussa tapaustutkimuksessa havaittiin, että ejektorin nastojen uudelleenjakaminen kuudesta suuresta nastasta 14 pienempään nastaan ​​samanlaisessa kulutuselektroniikkakotelossa pienensi irrotusmerkin syvyyttä 62 % ja eliminoi mittavääristymän irrotuksen aikana - ilman lisäkustannuksia muottikuluista.

Moottorivaihteiston ruiskumuotti

Tarkkuushammaspyörän irrottaminen hampaiden geometriaa vääristämättä on yksi vaativimmista irrotushaasteista vakiomuottien suunnittelussa. Tärkeimmät huomiot:

Käytä ulostyöntövoimaa hammaspyörän uumaan tai napaan, älä hammaspyörän hampaisiin. Hampaan kosketus irtoamisen aikana voi aiheuttaa pysyviä muodonmuutoksia hampaan profiiliin, mikä heikentää verkon laatua.

Käytä holkkia tai rengaspoistolaitetta vaihteiston ulkopinnan ympärillä siten, että se koskettaa vaihteiston etuosaa tasaisesti sen sijaan, että kohdistaisi{0}}kuormitukseen mitään tiettyä ominaisuutta.

Minimoi osan vapauttamiseen vaadittava poistoisku. Hammaspyörät, joissa on syvät hampaat, voivat vaatia pidempiä vetoja, mutta liiallinen veto hampaiden pinnalla koskettaessa luo enemmän mahdollisuuksia profiilin vääristymiseen.

Varmista, että muotin lämpötila on tasainen ennen irrottamista. Moottoripyörä, joka työnnetään ulos, kun napa on vielä huomattavasti kuumempi kuin hampaat, on paljon suurempi riski navan vääristymisestä irrotuksen aikana.

Leluauton muovinen ruiskumuotti

sisään Leluauton muovinen ruiskumuottisuunnittelussa painopiste siirtyy ulostyöntövarmuuteen ja syklin tehokkuuteen mieluummin kuin kosmeettiseen täydellisyyteen kaikilla pinnoilla. Leluautojen rungot ja alustan osat työnnetään tyypillisesti ulos suurilla jaksotiheyksillä, ja poistojärjestelmän on oltava riittävän kestävä toimiakseen luotettavasti miljoonien laukausten aikana ilman huoltoa{1}}intensiivistä kulumista.

Keskeisiä näkökohtia ovat:

Käytä karkaistuja ejektorin tappeja (H13 tai vastaava työkaluteräs, HRC 48–52) tavallisten mietoterästappien sijaan, jotka kuluvat nopeasti suurilla kierrosnopeuksilla

Helppo tapin vaihtaminen

Tasapainoinen ulostyöntö osan - poikki leluautojen rungoissa on usein epäsymmetrinen geometria (toisella puolella pyöräaukot, toinen puoli suhteellisen tasainen), ja poistoasettelun on kompensoitava tämä epäsymmetria tapin sijoittelulla, joka silti saavuttaa tasapainoisen voiman jakautumisen

Syvyyskulma - pystysuoraan seiniin kohdistettu lievä kartio, jotta ne erottuvat muotin ytimestä ja ontelosta irrotuksen aikana - on yhtä tärkeä kuin itse poistojärjestelmän rakenne. Riittämätön veto on yksi yleisimmistä syistä osien takertumiseen muottiin, eikä sitä voida täysin kompensoida lisäämällä poistovoimaa.

Normaalit syväyskulmaohjeet:

Nämä ovat vähimmäisarvoja - enemmän vetoa on aina parempi poiston kannalta, osan toiminnallisen geometrian rajoissa. Teksturoidut pinnat tarvitsevat huomattavasti enemmän vetoa kuin sileät, koska rakenne tarttuu fyysisesti muotin pintaan. Osat, jotka näyttävät riittävän syvältä sileissä prototyypeissä, jäävät usein kiinni, kun tuotantorakennetta käytetään - yleinen ja vältettävissä oleva ongelma.

vartenMouse Shell -ruiskumuottimallit, joissa on hienoja pintakuvioita, pintakuvioitujen pintojen vetokulma tulee vahvistaa ennen tekstuurin levittämistä muottiin. Vetokulman muuttaminen teksturoinnin jälkeen vaatii teräksen uudelleen-koneistamista ja tekstuurin uudelleen-lisäämistä - kalliiksi korjauksiksi.

Osan irrottamiseen tarvittava voima riippuu ensisijaisesti:

Kaikkien muotin ytimen ja ontelon seinämien kanssa kosketuksissa olevien pintojen projisoitu alue

Osamateriaalin ja muotin pinnan välinen kitkakerroin

Muotin lämpötila irrotushetkellä

Yksinkertaistettu arviokaava, jota käytetään laajalti teollisuudessa:

Poistovoima (N)=Projisoitu kosketuspinta-ala (cm²) × kutistumispitopaine (MPa) × Kitkakerroin

Tartunnan paine vaihtelee materiaalin mukaan: noin 5–15 MPa PP:lle, 10–20 MPa ABS:lle, 15–25 MPa POM:lle ja 20–35 MPa PC:lle. Kitkakertoimet riippuvat pinnan viimeistelystä ja muotin pinnoitteesta.

Tämän laskelman käytännön tarkoitus ei ole saada tarkkaa lukua, vaan ymmärtää, kuinka poistovoima skaalautuu geometrian - kanssa, ja varmistaa, että kokonaispoistovoima jakautuu riittävälle kosketuspinnalle pysymään paikallisen paineen alapuolella, joka muuttaisi osaa.

Jos arvioitu ulostyöntövoima jaettuna ejektorin tappien lukumäärällä tuottaa materiaalin myötörajaa suuremman kosketuspaineen ulostyöntölämpötilassa (tyypillisesti 30–60 % huoneenlämpötilan myötörajasta), tarvitaan enemmän tappeja tai suurempi kosketuspinta.

Tutkimus sisäänPolymeeritekniikka ja tiede(2021) havaitsivat, että virheellinen ulostyöntövoiman jakautuminen oli vastuussa noin 22 %:sta ohutseinäisten kulutuselektroniikka-asuntojen hylkäämistä -, joista merkittävä osa johtui kokonaan irrotusjärjestelmän suunnittelusta materiaali- tai prosessimuuttujien sijaan.

Tutkimus vuonnaInternational Journal of Plastic Technology(2020) dokumentoivat, että ulostyöntökoskettimen uudelleenjakaminen tiivistetyistä nastaryhmistä hajautetuille irrottimen kehälle vähensi ulostyöntymiseen liittyvän osan muodonmuutosta 58 % ohutseinämäisissä kuoren osissa.

Julkaistu työ vetokulmatehosteista (Journal of Injection Molding Technology, 2019) vahvisti, että osat, jotka työnnettiin ulos niiden pintakuviotasolle suositellun vähimmäiskulman alapuolella, osoittivat tarttumis- ja vetojälkiä 4–7 kertaa enemmän kuin osissa, joilla oli sopiva veto - muista muotin suunnitteluparametreista riippumatta.

Kaakkois-Aasialainen kulutuselektroniikan valmistaja valmisti langattoman hiiren koteloa ABS-muovista. Muotti oli suunniteltu siten, että kuoren sisäpinnalla oli kuusi ejektoritappia yksinkertaisuuden vuoksi. Tuotannon hyväksymisen aikana ilmeni kaksi jatkuvaa ongelmaa:

Ensinnäkin kuusi ejektorin tappia tuottivat sisäpinnalle näkyviä kuoppia, jotka häiritsivät piirilevyn kiinnityskannattimen oikeaa paikkaa - pidike oli pakotettava merkintöjen yli, mikä aiheutti kokoonpanoongelmia. Toiseksi kuoren yksi kulma oli jatkuvasti hieman vääntynyt - työntövoiman epätasaisen jakautumisen seurauksena, ja lähin tappi oli 45 mm:n päässä kulma-alueesta.

Sunhingstones suunnitteli irrotusjärjestelmän uudelleen yhteistyössä muotinvalmistajan kanssa: kuusi suurta tappia korvattiin kahdellatoista pienemmällä tapilla, jotka jakautuivat tasaisemmin sisemmän riparakenteen poikki, ja kuoren alareunaan lisättiin osittainen irrotusrengas. Kulma-alue, josta aiemmin puuttui poistotuki, sai kaksi lisätappia, jotka oli sijoitettu rivan leikkauskohtaan.

Tulokset poistojärjestelmän muutoksen jälkeen:

Sisäpinnan kuoppasyvyys pienennetty 0,15 mm:stä 0,03 mm:iin - kokoonpanon välyksen kynnyksen alapuolelle, mikä eliminoi kannattimen kiinnitysongelman

Kulman vääntyminen eliminoi - aiemmin vahingoittuneen kulman mitattuna nyt 0,05 mm:n sisällä nimellisarvosta 500 osassa mitattuna hyväksynnässä

Tuotannon hylkäysaste kosmeettisten ja mittojen perusteella laski 3,8 prosentista 0,6 prosenttiin

Muotin muokkauskustannukset saatiin talteen kuuden viikon kuluessa tuotannosta pelkän romun vähentämisen ja uudelleenkäsittelyn perusteella.

Poistojärjestelmän suunnittelupäätökset ovat hallittavissa suunnitteluvaiheessa ja kalliita muuttaa muotin rakentamisen jälkeen. Kosmeettisten rajoitusten tunnistaminen, tartuntavoimien kartoittaminen, oikean mekanismin valitseminen kullekin alueelle ja riittävän vedon varmistaminen ennen teksturointia - nämä alussa oikein tehdyt vaiheet estävät tuotannon poisto-ongelmien korjaamisesta aiheutuvat romu-, uudelleenkäsittely- ja muotinmuokkauskustannukset.

Sunhingstonesissa pidämme irrotussuunnittelua ensisijaisena muottisuunnittelun ensimmäisenä suunnittelun tarkastelun yhteydessä -, emmekä yksityiskohtana, joka on ratkaistava sen jälkeen, kun onkalon geometria on viimeistelty. Olipa kyseessä tarkkuus Mouse Shell -ruiskumuotti, vaihteistokomponenttimuotti tai suuri-volyymi lelukomponentit, käsittelemme ulostyöntöasettelun systemaattisesti ennen kuin malli luovutetaan koneistukseen.

Ota yhteyttä nyt

Rosato, DV ja Rosato, MG Injection Molding Handbook, 3. painos. Springer, 2000. [Ejektiojärjestelmän suunnitteluperiaatteiden perusviite]

Menges, G. et ai. Kuinka valmistaa ruiskumuotteja, 3. painos. Hanser, 2001.

Chen, WC et ai. "Ejektiovoiman arviointi ja optimointi muoviruiskuvalettuihin osiin." Polymer Engineering and Science, osa{4}}, numero 4, 2021.

Lin, CY ja Cheng, CH "Ejektoritapin sijoittelun vaikutus mittatarkkuuteen ohutseinäisessä ruiskuvalussa." International Journal of Plastic Technology, osa. 24, numero 2, 2020.

Brydson, JA Plastics Materials, 7. painos. Butterworth-Heinemann, 1999. [Materiaalin ominaisuudet poistovoiman arviointiin]

Shoemaker, J. Moldflow Design Guide. Hanser, 2006.

Pouzada, AS et ai. "Syväyskulman vaikutus poistovoimiin ja osien laatuun ruiskuvalussa." Journal of Injection Molding Technology, osa{4}}, 2019.