Lisování vstřikování vyžaduje přesnost a často je přehlížen jeden kritický faktor: tloušťka stěny. Jak to ovlivňuje kvalitu a náklady na produkt?
Tloušťka stěny v plastových dílech ovlivňuje sílu, doba chlazení a tok materiálu. Nesprávná tloušťka vede k vadám, jako je deformace nebo značky dřezu.
V tomto příspěvku se dozvíte základní pokyny pro navrhování optimální tloušťky stěny pro běžné plasty. Pokryjeme osvědčené postupy, doporučené rozsahy pro materiály a klíčové faktory ovlivňující vaše volby.
Jaká je tloušťka stěny při vstřikování?
Tloušťka stěny odkazuje na vzdálenost mezi dvěma rovnoběžnými povrchy vstřikované části. Je to zásadní parametr návrhu ovlivňující strukturální integritu, vzhled a výrobní integritu součásti.
Význam tloušťky stěny v designu produktu
Správný design tloušťky stěny je nezbytný pro úspěšné lisování vstřikování. Ovlivňuje to několik klíčových aspektů vývoje a výroby produktů:
Snížené využití surovin
Optimální tloušťka stěny pomáhá minimalizovat spotřebu materiálu. To vede k:
Zlepšená kvalita dílu
Dobře navržená tloušťka stěny přispívá k lepší kvalitě součásti:
Minimalizace vad, jako jsou umyvadlo, warpage a mezery
Zvyšování strukturální síly a rigidity
Zlepšení povrchové úpravy a přesnosti rozměru
Rychlejší rychlost výroby
Vhodná tloušťka stěny může výrazně urychlit výrobu:
Kratší doby chlazení, zkrácení celkové doby cyklu
Zlepšený tok materiálu, usnadňuje snadnější plnění plísní
Méně nutné po zpracování, zefektivnění výroby
Doporučená tloušťka stěny pro běžné plasty
Doporučení pro tloušťku stěny se liší v závislosti na konkrétním plastovém materiálu. Obecně se pohybují od 0,020 palce do 0,500 palce. Tyto pokyny zajišťují optimální výkon a výrobní výkon.
Plastový graf tloušťky stěny pro běžně používané termoplasty
Pro různé plasty spadají ideální tloušťka stěny do určitých rozsahů. Níže je tabulka ukazující doporučené tloušťky pro běžně používané materiály v procesech vstřikování:
| materiál | doporučená tloušťka stěny (in) | Doporučená tloušťka stěny (mm) |
| Abs | 0,045 - 0,140 | 1,14 - 3,56 |
| PC+abs | 0,035 - 0,140 | 0,89 - 3,56 |
| Acetal | 0,030 - 0,120 | 0,76 - 3,05 |
| Akryl | 0,025 - 0,500 | 0,64 - 12.7 |
| Nylon | 0,030 - 0,115 | 0,76 - 2,92 |
| Polykarbonát (PC) | 0,040 - 0,150 | 1,02 - 3,81 |
| Polyethylen (PE) | 0,030 - 0,200 | 0,76 - 5,08 |
| Polypropylen (PP) | 0,025 - 0,150 | 0,64 - 3,81 |
| Polystyren (PS) | 0,035 - 0,150 | 0,89 - 3,81 |
| Polyuretan | 0,080 - 0,750 | 2,03 - 19.05 |
Faktory ovlivňující výběr materiálu
Výběr správného plastu pro část zahrnuje více než jen výběr správné tloušťky stěny. Výběr materiálu ovlivňuje několik faktorů, což nakonec určuje výkon a dlouhověkost lisované části.
Chemický a UV záření
Materiály musí odolávat vystavení chemikáliím, rozpouštědkám a ultrafialovému (UV) světlu. Plasty jako ABS a PC+ABS nabízejí mírnou chemickou odolnost, ale mohou se degradovat při intenzivní expozici UV. Naproti tomu polypropylen (PP) a akryl udržují dobrou UV rezistenci, takže jsou vhodné pro venkovní aplikace.
Odolnost proti teplu
Tepelná odolnost je další kritický úvaha. Polykarbonát (PC) dokáže zvládnout vyšší teploty ve srovnání s ABS, což se deformuje při nižších hladinách tepla. Nylon nabízí dobrou tepelnou odolnost proti přidání plniv, zatímco PE a PP vynikají v prostředí s nízkou až střední teplotou.
Síla a flexibilita
Síla materiálu a flexibilita diktují odolnost dílu při mechanickém stresu. ABS poskytuje mírnou pevnost s dobrým odolnost proti nárazu, zatímco nylon a PC+ABS jsou známé svou vyšší pevností v tahu. U flexibilních částí jsou polyuretan a polypropylen často materiály volby.
Barva a neprůhlednost
Estetické požadavky této části ovlivní výběr materiálu. Některé plasty, jako je akrylový a polykarbonát, jsou preferovány pro jejich průhlednost a optickou jasnost. ABS a PP mohou být snadno pigmentovány, aby se dosáhlo specifických barev, přičemž zachovává částeční uniformitu.
Elektromagnetická kompatibilita
Některé aplikace vyžadují materiály se specifickými elektromagnetickými vlastnostmi. Polykarbonátové a ABS směsi (PC+ABS) se často používají v elektronice, kde je vyžadováno stínění elektromagnetického rušení (EMI), zatímco materiály jako nylon mohou být vybrány pro své izolační vlastnosti v elektrických složkách.
Principy designu tloušťky plastické části
Princip jednotné tloušťky stěny
Udržování jednotné tloušťky stěny je zásadní pro optimální výkonnost:
Udržujte změny tloušťky do 25% základní tloušťky stěny
Zajistěte minimální tloušťku stěny 0,4 mm v celé části
Specifické pokyny pro tloušťku
Různé komponenty vyžadují specifické rozsahy tloušťky: Tloušťka doporučená
| součástí | (mm) |
| Shell (směr tloušťky) | 1,2 - 1.4 |
| Boční stěny | 1,5 - 1.7 |
| Podpůrná povrch vnějšího čočky | 0.8 |
| Podpůrná povrch vnitřní čočky | ≥ 0,6 |
| Kryt baterie | 0,8 - 1,0 |
Přechody postupné tloušťky
Hladké přechody mezi různými tloušťkami brání vadám:
Udržujte mírné rozdíly v tloušťce při připojení k hustému tenkému
Zaměřte se na 40-60% sousední tloušťky stěny
Implementujte přechody oblouku na nástěnných křižovatkách
Vlastnosti proudění materiálu a plnění vlastností
Tloušťka stěny ovlivňuje tok materiálu během injekce:
Delší průtokové cesty vyžadují mírně silnější stěny
Různé materiály vykazují různé délky průtoku při tloušťce stěny 2,5 mm
Minimalizace tloušťky stěny
Funkce rovnováhy a účinnost materiálu:
Nastavte minimální tloušťku na 0,6-0,9 mm
Zaměřte se na obecný rozsah 2-5 mm
Pokud je to možné, snížit tloušťku a nižší náklady
S ohledem na viskozitu materiálu
Vlastnosti materiálu ovlivňují návrh tloušťky:
Návrh tloušťky stěny na základě principů nákladů
Vztah mezi dobou chlazení a tloušťkou stěny
Tloušťka stěny významně ovlivňuje dobu chlazení a ovlivňuje účinnost výroby a náklady:
Silnější stěny vyžadují delší období chlazení
Prodloužená doba chlazení snižuje celkovou produktivitu
Zvýšené doby cyklu vedou k vyšším jednotkovým nákladům
Zvažte následující vztah:
| Tloušťka stěny zvyšuje | přibližné zvětšení doby chlazení |
| 10% | 20% |
| 20% | 45% |
| 30% | 70% |
Minimalizace tloušťky stěny pro optimální účinnost
Vyvážení funkčnosti a účinnosti vyžadují pečlivé zvážení:
Funkční požadavky:
Strukturální integrita:
Optimalizace chlazení:
Pokud je to možné, minimalizujte tloušťku stěny
Implementovat rovnoměrnou tloušťku stěny pro rovnoměrné chlazení
Zajištění kvality:
Optimalizací těchto faktorů mohou návrháři:
Dopad nejednotné tloušťky stěny
Nerovnoměrná tloušťka stěny při vstřikování může vést k řadě problémů ovlivňujících kvalitu produktu i výrobu. Tyto variace mohou během procesu formování způsobit vady, chlazení nerovnováhy a obtíže.
Kosmetické vady
Jedním z nejčastějších problémů vyplývajících z nejednotné tloušťky stěny jsou kosmetické defekty. Tyto nedokonalosti ovlivňují vzhled a v některých případech strukturální integritu části.
Značky dřezu : Silnější řezy se chladí pomaleji, což způsobuje, že se povrch klesá dovnitř a vytváří viditelné značky.
Warpage : Nerovnoměrné smršťování mezi silnými a tenkými sekcemi vede k zkreslení částí nebo deformaci, protože různé oblasti se chladí různými rychlostmi.
Změny rychlosti chlazení
Nejednotná tloušťka způsobuje nekonzistentní rychlosti chlazení v celé části. Silnější řezy trvají déle, zatímco tenčí oblasti ztuhnou rychleji. Tato nerovnováha může vést k vadám a vyžaduje prodloužené doby cyklu, aby se zajistilo, že všechny oblasti jsou správně ochlazeny, což snižuje celkovou efektivitu produkce.
Báting výzvy
Při jednání s nejednotnými stěnami se stává složitější hradlování v injekčním formování. Roztavený materiál může mít potíže s tenčími sekcemi po vyplnění silnějších oblastí. Toto přerušení toku může způsobit neúplné plnění nebo nekonzistentní balení, což má za následek defekty a nedostatečnou výkonnost.
Problémy s vzhledem
Nejednotná tloušťka často vede k problémům s vzhledem, jako například:
Čáry průtoku : Změny tloušťky způsobují nepravidelné vzorce toku, vytvářejí viditelné pruhy nebo čáry na povrchu dílu.
Obtížnost udržování kontaktu s dutinou : Silnější sekce nemusí během chlazení udržovat úplný kontakt s dutinou, což ztěžuje dosažení požadované povrchové úpravy nebo textury.
Smykové napětí a orientace vláken
Nestejnická tloušťka stěny také ovlivňuje vnitřní strukturu lisované části, zejména v plastech vyztužených vlákny. Tenčí oblasti zažívají vyšší střih, což vede k různým orientacím vlákna. Tato změna zarovnání vláken ovlivňuje sílu dílu a může přispívat k deformaci nebo selhání při zatížení.
Výpočet tloušťky stěny pomocí poměru toku (L/T)
Definice poměru toku (L/T)
Poměr toku (L/T) představuje vztah mezi délkou dráhy průtoku (L) a tloušťkou stěny (T) v injekčním lisování. Označuje, jak daleko roztavený plast může cestovat v dané tloušťce stěny.
Význam poměru L/T
Poměr L/T hraje klíčovou roli v:
Stanovení umístění optimálního bodu vstřikování
Stanovení dosažitelného tloušťky stěny
Vyvážení designu součástí s výrobní
Vyšší poměr L/T umožňuje tenčí stěny nebo delší průtokové cesty, což ovlivňuje celkovou návrh dílu a efektivitu výroby.
Faktory ovlivňující výpočet poměru L/T
Několik proměnných ovlivňuje poměr L/T:
Teplota materiálu
Teplota formy
Povrchová úprava
Viskozita pryskyřice
Tlak vstřikování
Tyto faktory interagují komplexně a činí přesné výpočty náročné. Zkušené formy se často spoléhají na přibližné rozsahy a praktické znalosti.
Příklad výpočtu poměru L/T
Zvažte část PC s:
L/T (celkem) = L1/T1 (běžec) + L2/T2 (produkt) = 100/5 + 200/2 = 120
To přesahuje typický poměr L/T pro PC (90), což ukazuje na potenciální potíže s formováním.
Zlepšení formovatelnosti
Pro zvýšení formovatelnosti:
Upravte umístění brány:
Upravit tloušťku stěny:
Tyto úpravy optimalizují proces formování a zajišťují lepší kvalitu a efektivitu výroby.
Další úvahy pro návrh tloušťky injekční lišty
Navrhování správné tloušťky stěny pro vstřikované části zahrnuje více než jen základní pokyny. Konečný návrh ovlivňuje několik faktorů, což ovlivňuje účinnost výkonu i produkce.
Základní struktura a rozměrové požadavky
Základy designu produktu významně ovlivňují tloušťku stěny:
Celkový tvar a velikost diktují požadavky na minimální tloušťku
Složité geometrie mohou vyžadovat měnící se tloušťka stěny
Potřeby strukturální integrity často určují minimální hodnoty tloušťky
Návrháři musí tyto faktory vyvážit s obavami o výrobu, aby se optimalizovaly výkonnost dílu a efektivitu výroby.
Vlastnosti a vlastnosti surovin
Výběr materiálu hraje klíčovou roli v designu tloušťky stěny: dopad
| vlastnosti materiálu | na tloušťku stěny |
| Index toku taveniny | Vyšší MFI umožňuje tenčí stěny |
| Míra smršťování | Ovlivňuje přesnost rozměru a válku |
| Tepelná vodivost | Ovlivňuje dobu chlazení a účinnost cyklu |
Porozumění těmto vlastnostem pomáhá návrhářům zvolit vhodné tloušťky stěny pro konkrétní materiály.
Parametry procesu formování plísní a vstřikování
Úvahy o formě a procesu ovlivňují rozhodnutí o tloušťce stěny:
Umístění a velikosti nárazového toku a požadavky na tloušťku
Návrh chladicího systému ovlivňuje dosažitelné tloušťky stěny
Omezení vstřikování a rychlosti mohou diktovat minimální tloušťku
Spolupráce s designéry plísní a inženýry procesů zajišťuje optimální tloušťku stěny pro výrobu.
Požadavky na montáž a použití
Úvahy o konečném použití se musí zohlednit do návrhu tloušťky stěny:
Snap Fits a Living Hinges vyžadují specifické poměry tloušťky k délce
Oblasti lovného zatížení mohou vyžadovat zesílené tloušťky stěny
Potřeby tepelné nebo elektrické izolace mohou ovlivnit výběr tloušťky
Návrháři by měli při určování vhodné tloušťky stěny zvážit celý životní cyklus produktu.
Závěr
Při navrhování pro vstřikování je klíčová udržování optimální tloušťky stěny. Ovlivňuje to sílu, doba chlazení a efektivitu výroby. Dodržování doporučených pokynů pro různé materiály zajišťuje konzistentní výsledky a snižuje vady, jako jsou umyvadlo nebo deformace.
Práce se zkušeným výrobcem pomáhá jemné tloušťce stěny pro konkrétní potřeby projektu. Poskytují cenné poznatky o materiálním chování, nástrojích a formovacích technikách.
Optimalizace vyrovnávání tloušťky stěny náklady, kvalita a výkon. Snižuje využití materiálu, zkracuje dobu chlazení a zvyšuje trvanlivost dílu. Správný design tloušťky vede k efektivní a vysoce kvalitní výrobě.
