Kako se oblikovanje kalupov za brizganje prilagaja različnim plastičnim materialom?

Različne plastike se med ciklom oblikovanja zelo razlikujejo.

Nekateri se pri ohlajanju skoraj nič ne skrčijo (0,4 odstotka pri PS). Drugi se dramatično skrčijo (2,5 odstotka za nekatere stopnje POM). Nekateri zahtevajo posebne razrede kalupnega jekla za odpornost proti kemičnim napadom. Nekateri potrebujejo hitro ohlajanje, drugi potrebujejo počasno ohlajanje, da se izognejo stresu. Nekateri zlahka tečejo v tanke dele, drugi se borijo z vsem, kar je pod 1 mm debeline stene.

Ko načrtovalec kalupa ne ve, kateri material gre noter, mora narediti predpostavke. Te predpostavke običajno optimizirajo za najpogostejši material, ki ga trgovina vidi - običajno ABS za kozmetične dele. Če vaša dejanska proizvodnja poteka iz najlona ali polikarbonata,-polnjenega s steklom, lahko isti kalup deformira dele, razvijejo varjene linije ali pa se preprosto ne napolni pravilno.

Zaklepanje materialne odločitve pred začetkom orodja je ena najpomembnejših stvari, ki jih lahko kupec naredi za svoj projekt. Poleg časa cikla in kozmetične kakovosti izbira materiala vpliva na izbiro kalupnega jekla, zasnovo hladilnega sistema, strategijo izmeta in specifikacijo površinske obdelave - v bistvu vse, kar sledi.

Plastiko delimo v tri široke kategorije obnašanja. Razumevanje, v katero kategorijo spada vaš material, je prvi korak pri povezovanju oblikovanja kalupa z materialom.

Amorfna plastika - za kozmetične in optične dele

Amorfni polimeri, kot so ABS, polistiren (PS) in polikarbonat (PC), imajo molekularne verige, ki se strdijo v naključno strukturo in ne v kristalni vzorec. To jim daje več značilnosti, ki so pomembne za oblikovanje kalupa:

Nizke stopnje krčenja, običajno 0,4 do 0,7 odstotka

Odlična sposobnost končne obdelave površine - lahko zadržijo lak do optično čistosti

Predvidljiva dimenzijska natančnost

Večja občutljivost zareze, kar pomeni, da so bolj nagnjeni k stresnemu beljenju

Za kalupe za brizganje miške je ABS glavni material. Njegovo nizko krčenje pomeni strog nadzor nad tolerancami na elementih sestavljanja, njegova sposobnost končne obdelave površine pa ustreza kozmetičnim pričakovanjem potrošniške elektronike. Zasnova kalupa za ABS se osredotoča na kozmetično zaščito površine - strateško postavitev vrat, da se izognemo varjenim linijam, zadostno število izmetalnih zatičev, da preprečimo beljenje zaradi napetosti, in poliranje površine, ki ustreza specifikaciji vidnega-območja.

A Kalup za brizganje plastičnih skodelic PSuporablja-splošni PS ali udarno-spremenjene različice. Zasnova kalupov se tukaj osredotoča na optimizacijo pretoka s tanko-steno in ultra{4}}hitre čase cikla. PS dobro obvladuje hladne kalupe (običajno 35 do 45 stopinj), kar prispeva k-vodilni učinkovitosti cikla v industriji za-obseg dela s tankimi-stenami.

Pol-kristalna plastika za funkcionalne in obrabne dele

POM (acetal), polipropilen (PP) in najlon (PA66) so pol-kristalni polimeri. Njihove molekularne verige se med ohlajanjem razporedijo v kristalne regije, kar jim daje značilnosti, ki se zelo razlikujejo od amorfnih materialov:

Visoke stopnje krčenja, običajno 1,5 do 2,5 odstotka

Odlične mehanske lastnosti - trdnost, togost, odpornost proti obrabi

Nižja občutljivost - bolj prizanesljiva do geometrijskih koncentratorjev napetosti

Zahtevnejši nadzor temperature kalupov

AKalup za brizganje motornih zobnikovobičajno uporablja POM zaradi izjemne kombinacije nizkega trenja, dimenzijske stabilnosti pod obremenitvijo in odpornosti proti utrujenosti. Toda visoko krčenje POM (1,8 do 2,5 odstotka) pomeni, da je treba kalupno votlino izrezati večje od dimenzij končnega dela za natanko pravo količino. Če se to zgodi narobe, pomeni--od-specifičnega orodja, ki se ne more pravilno začeti.

POM prav tako zahteva vroče kalupe - tipične temperature kalupov od 80 do 95 stopinj -, da se zagotovi pravilna kristalizacija. Hladni kalupi proizvajajo dele z nizko kristaliničnostjo, slabimi mehanskimi lastnostmi in notranjo napetostjo, ki se kasneje pokaže kot zvijanje.

Inženirska plastika za visoko{0}}zmogljive aplikacije

Mešanice PC/ABS, PEEK, PPS in podobne inženirske plastike potiskajo oblikovanje kalupov na posebno področje:

Temperature obdelave nad 300 stopinj

Pogosto abrazivni (s-steklom, minerali-)

Izbira kalupnega jekla postane kritična

Pogosto so potrebni sistemi ogrevanih kalupov

Za te materiale standardno kalupno jeklo P20 ne bo dolgo preživelo. Običajno je potrebno orodno jeklo za vroče -delovanje H13 ali posebne vrste nerjavečega jekla, kot je S136, s trdoto v območju HRC 50 do 58. Loščilo za votline mora prenesti abrazivno polnilo. Zasnova prezračevanja mora vzdrževati agresivne pline, ki se sproščajo med obdelavo.

Tukaj je referenčna tabela, ki bi morala biti na steni vsakega inženirja kalupov, ko začne projekt.

Nekaj ​​opažanj iz teh podatkov. Krčenje POM od 1,8 do 2,5 odstotka je približno 4 do 6-krat večje od krčenja ABS od 0,4 do 0,7 odstotka. To je ogromna razlika - in natanko zato morajo biti dimenzije votline kalupa POM večje od dimenzij votline enakovrednega kalupa iz ABS za enako velikost končnega dela.

Pomembne so tudi temperaturne razlike kalupa. ABS kalupi, ki tečejo 50-80 stopinj, uporabljajo standardne regulatorje temperature. Kalupi POM, ki delujejo pri 80-105 stopinjah, potrebujejo ogrevalne sisteme z večjo zmogljivostjo in ustrezno izolacijo. Kalupi za osebne računalnike, ki delujejo pri 80-110 stopinjah s temperaturo taline nad 280 stopinj, zahtevajo sisteme z vročim tokom, posebej ocenjene za delovanje pri visokih temperaturah.

Kako se mora kalupno jeklo spreminjati z materialom

Izbira materiala kalupa je pogosto spregledana v fazi načrtovanja, vendar močno vpliva tako na začetne stroške kalupa kot na dolgo{0}}ročno življenjsko dobo.

Tipičen kalup za brizganje plastičnih lončkov PS, ki uporablja-polistiren za splošno uporabo, lahko uporablja stroškovno{1}}učinkovito jeklo P20, ker PS ni-jedek in ne-abraziven. Kalup omogoča od 500.000 do 1.000.000 udarcev brez večje obrabe.

Kalup za brizganje lupine miške za ABS običajno uporablja NAK80 - vnaprej-kaljeno jeklo za kalupe, ki izjemno dobro drži polir za zahteve kozmetičnih površin. Nekoliko višji strošek (približno 25 odstotkov več kot P20) upravičuje kozmetična kakovost in nekoliko daljša življenjska doba.

AKalup za brizganje motornih zobnikovza uporabo POM, zlasti tipov,-polnjenih s steklom, je potrebno kaljeno jeklo, kot je S136 ali H13. S steklom-polnjeni POM je abraziven - če ga vodite skozi votlino P20, se površina vidno obrabi v 200.000 strelih. S pravilno izbiro jekla lahko isti zobniški kalup zagotovi 1,5 milijona udarcev ali več.

Ugledni proizvajalec kalupov za brizganje uskladi izbiro jekla z dejanskimi zahtevami glede materiala in prostornine, namesto da za vsak projekt privzeto uporabi eno vrsto jekla. Takšen material-inženiring je tisto, kar ločuje vrhunska orodja od osnovnih orodij.

Dva nastajajoča trenda preoblikujeta, kako se oblikovanje kalupov prilagaja novim materialom.

Reciklirana plastika hitro raste v potrošniški embalaži. Zlasti reciklirani PS je vedno pogostejši pri proizvodnji skodelic za enkratno uporabo, tako zaradi trditev o trajnosti kot zaradi znižanja stroškov. Izziv: reciklirani materiali imajo več-{3}}variacij med serijami kot prvi material. Zasnove kalupov potrebujejo širša okna za obdelavo, da se prilagodijo tej spremenljivosti brez povzročanja napak.

Plastika na biološki- osnovi, kot so PLA, PHA in bio-PE, vse bolj raste v aplikacijah,-ki prihajajo v stik z živili. Ti materiali imajo precej drugačne predelovalne lastnosti kot ekvivalenti-na osnovi nafte. Zasnove kalupov bodo morda zahtevale prilagojene stopnje hlajenja, drugačne velikosti vrat in spremenjene izmetne sisteme v primerjavi s tradicionalnimi materiali.

Za blagovne znamke, ki krmarijo po tem prehodu, sodelovanje z izkušeno tovarno kalupov za brizganje, ki je dejansko proizvedla dele v čistih in bioloških-razredih, bistveno vpliva na uspeh od-do-proizvodnje.

Izbira materiala je neposredno povezana s skladnostjo z zakonodajo:

Standardna praksa ASTM D3641 za brizganje

Standardi za identifikacijo plastičnih materialov ISO 1043

FDA 21 CFR za materiale, ki so v stiku z živili (ustrezno za aplikacije PS za živila-)

RoHS in REACH za ohišja elektronike (pomembno za potrošniško elektroniko)

IATF 16949 za avtomobilske aplikacije (pomembno za prestavne sisteme vozil)

Uredba EU 10/2011 za plastične materiale v stiku z živili

Dokumentacija, ki se ujema s temi standardi, bi morala spremljati vsako dobavo orodja od resnega dobavitelja - ne kot naknadna misel, ampak kot standardni rezultat projekta.

Tukaj je scenarij, ki ga pogosto vidimo. Potrošniška blagovna znamka sprašuje, ali lahko en kalup izdela isti del iz ABS-a, PC-mešanice ABS-a in PC-ja,-polnjenega s steklom -, da poenostavi svoj inventar in zmanjša naložbo v orodje.

Na papirju se to sliši razumno. Vsi trije materiali proizvajajo približno podobne dele pri brizganju. V praksi se stopnje krčenja dovolj razlikujejo (0,5 %, 0,6 %, 0,3 %), da ista votlina proizvede dele z dimenzijskimi variacijami, ki za 2- do 3-krat presegajo toleranco, ki jo je določil kupec.

Dejanska rešitev: skupna osnova kalupa s tremi zamenljivimi kompleti vložkov za vdolbine, od katerih je vsak rez kompenziral specifično stopnjo krčenja tega materiala. Strošek je približno 1,6-kratnik posameznega kalupa namesto 3-kratnik - pomemben prihranek -, medtem ko še vedno zagotavlja pravilne mere za vsak material.

Pri tovrstnem projektu je tako pomemben vnaprejšnji pogovor z vašim dobaviteljem o točnih materialih in količinah. Ne glede na to, ali nabavljate kalup za brizganje plastičnih skodelic PS z več votlinami za-veliko prostorninsko pakiranje, natančen kalup za brizganje motornih zobnikov za industrijske sklope zobnikov ali kozmetičniKalup za brizganje miškepri potrošniški elektroniki odločitev o materialu poganja vsako drugo inženirsko izbiro na nižji stopnji.

Plastični materiali so razdeljeni v tri družine: amorfni (ABS, PS, PC), pol-kristalni (POM, PP, PA66) in tehnični razredi (PEEK, PPS, polnjena inženirska plastika).

Stopnje krčenja se med materiali razlikujejo 4-6x, kar dramatično vpliva na dimenzije votline

47 % predelave kalupov izvira iz-neusklajenosti kalupov (podatki ASTM)

Jeklo za kalupe se mora ujemati z materialom: P20 za splošne namene, NAK80 za kozmetične izdelke, S136/H13 za inženirsko plastiko

Naravni par različnih izdelkov z različnimi družinami polimerov:Kalup za brizganje miškeobičajno uporablja ABS, kalup za brizganje motornih zobnikov uporablja POM, kalup za brizganje plastičnih PS skodelic uporablja PS

Reciklirana in bio{0}}osnovana plastika zahteva širša predelovalna okna v oblikovanju kalupov

Zaklenite specifikacijo materiala, preden se začne načrtovanje orodij - poganja vse druge inženirske odločitve

Ne glede na to, ali vaš projekt potrebuje kozmetične dele iz ABS, natančna gonila iz POM, embalažo iz PS ali posebne inženirske materiale, se prava zasnova kalupa začne z odločitvijo o pravem materialu. Začnite ta pogovor takoj na stopnji DFM in preostali del projekta bo potekal gladko.

Sunhingstones zagotavlja-specifičen material DFM pregled v vseh treh kategorijah izdelkov - Plastic PS Cups Injection Mold orodje za-veliko prostorninsko embalažo, modele Motor Gear Injection Mold za precizne industrijske zobnike in programe Mouse Shell Injection Mold za ohišja potrošniške elektronike.

Kontaktirajte zdaj