Katere so pogoste napake pri načrtovanju kalupov za brizganje?

Napaka, ulovljena med pregledom DFM, ne stane skoraj nič - to je le razprava med inženirji. Napaka, ulovljena po dokončanju 3D-modela, običajno stane 500 do 2000 USD, da se popravi v revizijah CAD. Ista napaka, ugotovljena po začetku rezanja jekla, stane od 5.000 do 15.000 $. Po preizkusu T0 ali T1 pričakujete od 10.000 do 30.000 $ za predelavo. In če napaka zaide v množično proizvodnjo, popravki rutinsko stanejo od 50.000 $ do 200 $,000 - plus ostanki inventarja in škoda v odnosih s strankami, ki jo je težko količinsko opredeliti.

To povečanje stroškov 100-na-1 med stopnjami je točno razlog, zakaj je DFM s sprednjo obremenitvijo tako pomemben. Najcenejše mesto za odpravo napake je vedno gorvodno, najdražje pa je vedno dolvodno.

Ti so razvrščeni približno glede na to, kako pogosto se pojavljajo v resničnih projektih, na podlagi izkušenj naše ekipe pri delu v stotinah programov kalupov.

Napaka 1: Nezadostni ugrezni koti

To je napaka številka ena po pogostosti in se pojavlja povsod - od preprostih brizganih delov do zapletenih več-orodij za proizvodnjo votlin.

Vsak plastični del potrebuje majhen konus, imenovan osnutek, ki omogoča, da se del gladko sprosti iz votline. Najmanjši priporočeni ugrez je 1 stopinja na stran za večino materialov, pri čemer se priporoča 1,5 do 2 stopinji za kozmetične površine razreda A- in teksturirane elemente. Padec pod 1 stopinjo in iztisna sila se lahko poveča za 30 do 50 odstotkov, kar povzroči beljenje zaradi napetosti, popačenje dimenzij in pospešeno obrabo kalupa.

Ta napaka je še posebej škodljiva za zapleten kalup za brizganje lupine miške z ukrivljenimi kozmetičnimi površinami. Oblikovalci, ki se osredotočajo na estetiko, včasih pozabljajo, da vsaka navpična ploskev potrebuje osnutek, kar vodi do kalupov, ki so videti čudoviti v CAD-ju, vendar proizvajajo-dele, označene z napetostjo, v proizvodnji.

Napaka 2: Napačna lokacija vrat

Vrata so tam, kjer plastika vstopi v votlino, njihova lokacija pa določa vzorec toka, položaj zvarne linije in porazdelitev tlaka. Vrata postavite na napačno mesto in na vidnih površinah se bodo pojavile varjene črte, neenakomerna zapolnitev delov ali sledi pogreznin na vratih.

Pri kozmetičnih izdelkih vrata nikoli ne smejo biti na vidni površini. Pri kalupu za brizganje lupine miške so vrata običajno na notranji površini, kjer jih končni uporabnik ne bo videl. Spodnji--delni prehod, končni-delni-delni prehod ali skrita podmorska vrata so vse možnosti -, vendar vrata ne smejo biti na nobeni površini, ki bi jo videla stranka.

Pri funkcionalnih delih se mora lokacija vrat izogibati ustvarjanju zvarov na območjih-nosilcev napetosti. AKalup za brizganje motornih zobnikovz vratom, nameščenim na zob zobnika, bo ustvaril šibko točko točno tam, kjer je moč najpomembnejša.

Napaka 3: neenakomerna debelina stene

Plastični deli morajo imeti enakomerno debelino sten. Ko se stene razlikujejo po debelini, se debelejši deli ohlajajo počasneje kot tanjši. Rezultat: sledi umivanja, zvijanje in notranja napetost, ki se lahko pokažejo šele v tednih ali mesecih po oblikovanju.

Industrijsko pravilo: variacija debeline ne sme preseči plus-ali-minus 25 odstotkov nazivne debeline stene. Del z nazivno steno debeline 2 mm naj bi se torej gibal med 1,5 mm in največ 2,5 mm. Karkoli bolj ekstremnega -, kot je prehod 1 mm stene v 3 mm trdno izboklino -, zagotavlja težave.

Kadar togost ali trdnost zahteva debelejše dele, uporabite rebra in vstavke namesto trdnega materiala. S tem je dosežen strukturni cilj ob ohranjanju enakomernega hlajenja.

Napaka 4: Neustrezna zasnova hladilnega sistema

Čas hlajenja predstavlja 60 do 70 odstotkov celotnega časa cikla. Kalup s slabo zasnovanimi hladilnimi kanali bo celotno življenjsko dobo proizvajal dele v počasnih ciklih -, pri čemer bo proizvodna zmogljivost in stopnja dobička trajno na mizi.

To je najdražja napaka pri-velikoserijskih izdelkih. AKalup za brizganje plastičnih skodelic PSki izvaja 12-sekundne cikle, medtem ko bi moral izvajati 7-sekundne cikle, proizvajalca stane približno 70 odstotkov potencialne zmogljivosti. Več kot 50-milijonska proizvodnja je to ogromen denar.

Pravilna zasnova hlajenja zahteva analizo CFD v fazi načrtovanja, uravnotežene postavitve kanalov, ki zagotavljajo enakomerno porazdelitev temperature v votlini, in postavitev kanalov znotraj 1,5- do 2,5-kratne debeline stene površine votline. Konformni hladilni kanali v 3D-natisnjenih vložkih lahko zagotovijo dodatnih 15 do 30 odstotkov zmanjšanja cikla na delih s kompleksno geometrijo.

Napaka 5: Ostri notranji vogali

Vsak oster notranji vogal pod polmerom 0,5 mm ustvari točko koncentracije napetosti. Pod obremenitvijo - vključno z izmetno obremenitvijo - te točke postanejo naravna mesta okvare.

Industrijsko pravilo: najmanjši notranji radij mora biti vsaj 0,5-kratnik lokalne debeline stene in idealno večji. Odsek stene z debelino 2 mm mora imeti notranji polmer najmanj 1 mm. Manj kot to in del ima vgrajeno-šibko točko točno tam, kjer jo bo fizika izkoristila.

Za natančnostKalup za brizganje motornih zobnikov,to pravilo velja posebej za korenine zob zobnikov. Korenine zob z neustreznimi polmeri zaokrožitve pokvarijo pod obremenitvijo zaradi utrujenosti pri veliko manjšem številu ciklov kot pravilno zasnovani zobje - včasih s faktorji 5 do 10 v primerjavi s pričakovano življenjsko dobo.

Napaka 6: Slaba zasnova zračnikov

Ko staljena plastika steče v votlino, mora nekje potisniti zrak. Neustrezno odzračevanje povzroči stiskanje zraka v delu, kar vodi do opeklin (ujet zrak se vžge pod stiskanjem), kratkih sunkov (del se ne napolni v celoti) ali poroznosti (zračni mehurčki, ujeti v delu).

Industrijska-standardna globina zračnikov je 0,02 do 0,04 mm za večino termoplastov - dovolj globoka, da lahko zrak uhaja, dovolj plitka, da plastika ne more stlačiti skoznje in ustvariti bliskavice. Odprtine je treba namestiti na zadnjih točkah, ki jih je treba zapolniti, običajno na koncih pretočnih poti.

Kalup s pravilnim odzračevanjem lahko izvaja 10 do 20 odstotkov večjo hitrost vbrizgavanja kot kalup s slabim odzračevanjem, kar neposredno prispeva k času in kakovosti cikla.

Napaka 7: Podcenjevanje zahtev za izmet

Izmet se zdi preprost - zatiči potisnejo del iz kalupa. Toda izmet dejansko izvira iz številnih kozmetičnih in dimenzijskih težav.

Pogoste napake pri izmetu vključujejo premajhno število zatičev (koncentracija sile na premajhno površino), zatiči, nameščeni pod kozmetične površine (ustvarjanje vidnih sledi), zatiči, ki imajo premajhen premer (koncentracija napetosti) in zatiči, nameščeni na tanke stene (povzročanje beljenja ali popačenja zaradi napetosti).

Industrijske smernice priporočajo en izmetni zatič na 25 do 40 cm² površine projiciranih delov, pri čemer sila na zatič ne sme presegati 2 N/mm². Za kozmetične-kritične aplikacije, kot jeKalup za brizganje miške, upoštevajte plošče za odstranjevanje, ki enakomerno porazdelijo izmetno silo po celotnem obodu, namesto da bi jo koncentrirale na mestih zatičev.

Različne kategorije izdelkov najpogosteje trpijo zaradi različnih napak. Razumevanje, katera napaka je najverjetnejša za vaš specifični projekt, pomaga usmeriti pozornost pregleda DFM tja, kjer je najbolj pomembno.

Pregled oblikovanja za proizvodnjo je posamezna dejavnost z najvišjo-donosnostjo naložbe v katerem koli projektu orodij. Evo, zakaj je zgodnje odkrivanje težav veliko cenejše kot prepozno odkrivanje.

Najboljša praksa v panogi sta vsaj dva formalna cikla pregleda DFM na projekt: eden v fazi koncepta (preden se začne podrobno načrtovanje) in eden s končnim 3D modelom (pred začetkom izdelave orodja). Nekateri resni projekti dodajo tretji pregled, posebej osredotočen na rezultate simulacije iz Moldflow ali podobnih orodij.

Industrija oblikovanja kalupov se je v zadnjih petih letih močno spremenila, predvsem zaradi simulacije in orodij AI.

Simulacija Moldflow in Moldex3D sta zdaj standardna praksa v približno 62 odstotkih vrhunskih-tovarn kalupov za brizganje. Ta orodja predvidevajo vzorce toka, identificirajo morebitne zvarne linije, označujejo tveganja kratkega-uboja in poudarjajo težave pri hlajenju, preden pride do rezanja jekla.

Orodja za analizo DFM, ki jih- poganja umetna inteligenca, lahko skenirajo 3D-model CAD in samodejno označijo pogoste težave pri načrtovanju - premajhen osnutek, ostri vogali, neenakomerna debelina stene in druge. Nekatere platforme izdelajo avtomatizirana poročila DFM v minutah, ki so prej zahtevale ure inženirskega pregleda.

Pojavlja se digitalno dvojno preverjanje za programe visoke-vrednosti, kjer se simulirani model kalupa preveri glede na dejansko proizvodno zmogljivost za izboljšanje prihodnjih modelov.

Podatki iz industrije kažejo, da so stopnje predelave kalupov padle s približno 35 odstotkov (pred-doba simulacije) na približno 15 odstotkov za trgovine z zrelimi procesi simulacije - dramatično izboljšanje stopnje uspešnosti prvega-poskusa.

Več standardov ureja proces načrtovanja kalupov in merila sprejemljivosti:

Okvir sistema vodenja kakovosti ISO 9001

SPE DFM smernice za brizgano plastiko

Standard ASTM D955 za merjenje plastičnega krčenja

Standardna praksa ASTM D3641 za brizganje

IATF 16949 za kakovost avtomobilskega dobavitelja

ISO 20457 za tolerance dimenzij plastičnih delov

Resnoproizvajalec kalupov za brizganjedokumentira pregled DFM glede na te standarde kot del standardnih rezultatov projekta.

68 % projektov brizgalnih kalupov se sooča z večjimi težavami pri oblikovanju pri prvem poskusu (podatki SPE)

Težave, ki jih ujame DFM, stanejo 0–2000 USD; iste izdaje v masovni proizvodnji stanejo 50.000–200 USD,000+

Sedem najpogostejših napak: nezadosten ugrez, napačna lokacija vrat, neravne stene, neustrezno hlajenje, ostri vogali, slabo prezračevanje, podcenjen izmet

Različni izdelki imajo različne tipične napake -Kalup za brizganje miškeprojekti pogosto opazijo napake pri lokaciji vrat, projekti kalupov za brizganje motornih zobnikov imajo težave z radijem vogalov, projekti kalupov za brizganje plastičnih PS skodelic plačujejo zaradi slabega hlajenja

Dva cikla pregleda DFM sta najboljša praksa v industriji

Sodobna simulacija je znižala stopnjo predelave kalupov s 35 % na 15 %.

Najboljša donosnost naložbe v orodje je vedno-naložba DFM

Sedem zgoraj navedenih napak predstavlja približno 80 odstotkov neuspešnih projektov brizgalnih kalupov. Vsako od njih je mogoče preprečiti z ustreznim pregledom DFM v fazi načrtovanja - in vsaka postane dramatično dražja, ko jo pozneje odkrijejo.

Sunhingstones zagotavlja obsežen pregled DFM kot standardno prakso pri vsakem projektu: kozmetični programi kalupov za brizganje lupine miške, natančno orodje za brizganje kalupov motornih zobnikov in veliki-obsežni projekti kalupov za brizganje plastičnih lončkov PS. Pogovorite se z našo inženirsko ekipo o svoji zasnovi pred začetkom orodja - to je najvišji-pogovor, ki ga lahko imate o svojem projektu.

Kontaktirajte zdaj

Društvo inženirjev plastike (SPE) - letna raziskava o napakah pri brizganju

Združenje plastične industrije - Analiza stroškov predelave kalupov

Standardna preskusna metoda ASTM D955 - za merjenje plastičnega krčenja

Standardna praksa ASTM D3641 - za testne vzorce za brizganje

ISO 9001:2015 - Sistemi vodenja kakovosti

ISO 20457 - Tolerance dimenzij plastičnih delov

Autodesk Moldflow - Bele knjige o simulaciji brizganja

Revija Plastics Technology Magazine - Letna industrijska raziskava o praksah DFM

IATF 16949 - Standard upravljanja kakovosti avtomobilov

Podjetje DME - Priročnik za izdelavo komponent kalupov