قالب تزریق نیاز به دقت دارد و اغلب یک عامل مهم غافل می شود: ضخامت دیواره. این امر چگونه بر کیفیت و هزینه محصول تأثیر می گذارد؟
ضخامت دیوار در قطعات پلاستیکی بر استحکام ، زمان خنک کننده و جریان مواد تأثیر می گذارد. ضخامت نادرست منجر به نقصی مانند علائم پیچ و تاب یا سینک می شود.
در این پست ، شما دستورالعمل های اساسی را برای طراحی ضخامت بهینه دیواره برای پلاستیک های مشترک می آموزید. ما بهترین شیوه ها ، دامنه های توصیه شده برای مواد و عوامل اصلی مؤثر بر انتخاب شما را پوشش خواهیم داد.
ضخامت دیوار در قالب تزریق چیست؟
ضخامت دیواره به فاصله بین دو سطح موازی یک قسمت قالب تزریق اشاره دارد. این یک پارامتر طراحی مهم است که بر یکپارچگی ساختاری ، ظاهر و تولید آن تأثیر می گذارد.
اهمیت ضخامت دیوار در طراحی محصول
طراحی مناسب ضخامت دیواره برای قالب تزریق موفقیت آمیز بسیار مهم است. این بر چندین جنبه اصلی توسعه و تولید محصول تأثیر می گذارد:
کاهش مصرف مواد اولیه
ضخامت بهینه دیواره به به حداقل رساندن مصرف مواد کمک می کند. این منجر به:
کیفیت بخش بهبود یافته
ضخامت دیواره به خوبی طراحی شده به کیفیت بخش بهتر توسط:
سرعت تولید سریعتر
ضخامت دیوار مناسب می تواند به طور قابل توجهی سرعت تولید را سرعت بخشد:
زمان خنک کننده کوتاه تر ، کاهش زمان چرخه کلی
جریان مواد بهبود یافته ، تسهیل پر کردن قالب آسان تر
پردازش کمتر مورد نیاز ، تولید ساده تر
ضخامت دیواره توصیه شده برای پلاستیک های مشترک
توصیه های ضخامت دیوار بسته به مواد پلاستیکی خاص متفاوت است. به طور کلی ، آنها از 0.020 اینچ تا 0.500 اینچ متغیر هستند. این دستورالعمل ها عملکرد و تولید بهینه را تضمین می کند.
نمودار ضخامت دیواره پلاستیکی برای ترموپلاستیک های متداول
برای پلاستیک های مختلف ، ضخامت دیواره ایده آل در محدوده خاصی قرار می گیرد. در زیر نمودار نشان می دهد که ضخامت توصیه شده برای مواد متداول در فرآیندهای قالب گیری تزریق:
| مواد | توصیه شده به ضخامت دیواره توصیه شده (در) | ضخامت دیواره توصیه شده (MM) |
| غضب | 0.045 - 0.140 | 1.14 - 3.56 |
| رایانه شخصی+ABS | 0.035 - 0.140 | 0.89 - 3.56 |
| استیل | 0.030 - 0.120 | 0.76 - 3.05 |
| اکریلیک | 0.025 - 0.500 | 0.64 - 12.7 |
| نایلون | 0.030 - 0.115 | 0.76 - 2.92 |
| پلی کربنات (PC) | 0.040 - 0.150 | 1.02 - 3.81 |
| پلی اتیلن (PE) | 0.030 - 0.200 | 0.76 - 5.08 |
| پلی پروپیلن (PP) | 0.025 - 0.150 | 0.64 - 3.81 |
| پلی استایرن (PS) | 0.035 - 0.150 | 0.89 - 3.81 |
| پلی اورتان | 0.080 - 0.750 | 2.03 - 19.05 |
عوامل مؤثر بر انتخاب مواد
انتخاب پلاستیک مناسب برای یک قسمت بیشتر از انتخاب ضخامت صحیح دیواره است. چندین عامل بر انتخاب مواد تأثیر می گذارد ، که در نهایت عملکرد و طول عمر قسمت قالب را تعیین می کند.
مقاومت شیمیایی و اشعه ماوراء بنفش
مواد باید در معرض قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی ، حلالها و نور ماوراء بنفش (UV) مقاومت کنند. پلاستیک هایی مانند ABS و PC+ABS مقاومت شیمیایی متوسط را ارائه می دهند اما می توانند تحت قرار گرفتن در معرض UV شدید تخریب شوند. در مقابل ، پلی پروپیلن (PP) و اکریلیک مقاومت به اشعه ماوراء بنفش خوبی را حفظ می کنند و باعث می شوند آنها برای کاربردهای فضای باز مناسب باشند.
مقاومت در برابر گرما
مقاومت در برابر گرما یکی دیگر از ملاحظات مهم است. پلی کربنات (PC) می تواند در مقایسه با ABS دمای بالاتر را تحمل کند ، که در سطح گرمای پایین تغییر شکل می یابد. نایلون با افزودن پرکننده ها مقاومت خوبی را ارائه می دهد ، در حالی که PE و PP در محیط های دمای کم تا متوسط برتری دارند.
قدرت و انعطاف پذیری
استحکام و انعطاف پذیری مواد دوام بخشی را تحت استرس مکانیکی دیکته می کند. ABS مقاومت متوسطی را با مقاومت در برابر ضربه مناسب فراهم می کند ، در حالی که نایلون و PC+ABS به دلیل مقاومت بیشتر کششی شناخته شده اند. برای قطعات انعطاف پذیر ، پلی اورتان و پلی پروپیلن اغلب مواد مورد نظر هستند.
رنگ و کدورت
الزامات زیبایی شناسی این بخش بر انتخاب مواد تأثیر می گذارد. برخی از پلاستیک ها ، مانند اکریلیک و پلی کربنات ، برای شفافیت و وضوح نوری آنها ترجیح داده می شوند. ABS و PP به راحتی می توانند برای دستیابی به رنگ های خاص ، ضمن حفظ یکنواختی بخشی ، رنگدانه شوند.
سازگاری الکترومغناطیسی
برنامه های خاص به موادی با خاصیت الکترومغناطیسی خاص نیاز دارند. مخلوط پلی کربنات و ABS (PC+ABS) اغلب در الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد که در آن محافظ الکترومغناطیسی (EMI) لازم است ، در حالی که ممکن است موادی مانند نایلون برای خواص عایق خود در اجزای الکتریکی انتخاب شوند.
اصول طراحی ضخامت قسمت پلاستیکی
اصل ضخامت دیوار یکنواخت
حفظ ضخامت دیواره یکنواخت برای عملکرد بهینه بخش بسیار مهم است:
دستورالعمل های ضخامت خاص
اجزای مختلف به دامنه های ضخامت خاصی نیاز دارند: ضخامت توصیه شده
| مؤلفه | (میلی متر) |
| پوسته (جهت ضخامت) | 1.2 - 1.4 |
| دیوارهای جانبی | 1.5 - 1.7 |
| سطح پشتیبانی لنز بیرونی | 0.8 |
| سطح پشتیبانی لنز داخلی | ≥ 0.6 |
| پوشش باتری | 0.8 - 1.0 |
انتقال ضخامت تدریجی
انتقال صاف بین ضخامت های مختلف از نقص جلوگیری می کند:
در اتصالات دیواره ضخیم ضخیم ، اختلاف ضخامت جزئی را حفظ کنید
هدف 40-60 ٪ ضخامت دیواره مجاور
انتقال ARC را در محل های دیواری پیاده سازی کنید
جریان مواد و خواص پر
ضخامت دیوار بر جریان مواد در هنگام تزریق تأثیر می گذارد:
به حداقل رساندن ضخامت دیوار
عملکرد تعادل و کارآیی مواد:
حداقل ضخامت را روی 0.6-0.9mm تنظیم کنید
هدف برای طیف کلی 2-5 میلی متر
ضخامت را در صورت امکان برای صرفه جویی در مواد و کاهش هزینه ها کاهش دهید
با توجه به ویسکوزیته مادی
خواص مواد بر طراحی ضخامت تأثیر می گذارد:
طراحی ضخامت دیوار بر اساس اصول هزینه
رابطه بین زمان خنک کننده و ضخامت دیوار
ضخامت دیوار به طور قابل توجهی بر زمان خنک کننده تأثیر می گذارد و بر کارایی تولید و هزینه ها تأثیر می گذارد:
دیوارهای ضخیم تر به دوره های خنک کننده طولانی تر نیاز دارند
زمان خنک کننده طولانی باعث کاهش بهره وری کلی می شود
افزایش زمان چرخه منجر به هزینه های بالاتر واحد می شود
رابطه زیر را در نظر بگیرید:
| ضخامت دیواره افزایش | زمان خنک کننده تقریبی افزایش می یابد |
| 10 ٪ | 20 ٪ |
| 20 ٪ | 45 ٪ |
| 30 ٪ | 70 ٪ |
به حداقل رساندن ضخامت دیوار برای راندمان بهینه
تعادل عملکرد و کارآیی نیاز به بررسی دقیق دارد:
الزامات عملکردی:
یکپارچگی ساختاری:
بهینه سازی خنک کننده:
تضمین کیفیت:
با بهینه سازی این عوامل ، طراحان می توانند:
استفاده از مواد را کاهش دهید
زمان خنک کننده را کوتاه کنید
راندمان تولید را افزایش دهید
هزینه های تولید کلی را پایین بیاورید
تأثیر ضخامت دیواره غیر یکنواخت
ضخامت دیواره غیر یکنواخت در قالب تزریق می تواند منجر به طیف وسیعی از مسائل شود که هم بر کیفیت محصول و هم در بهره وری تولید تأثیر می گذارد. این تغییرات می تواند باعث نقص ، عدم تعادل خنک کننده و مشکلات در طی فرآیند قالب گیری شود.
نقص آرایشی
یکی از شایع ترین مشکلات ناشی از ضخامت دیواره غیر یکنواخت نقص های آرایشی است. این نقص ها بر ظاهر و در برخی موارد بر یکپارچگی ساختاری قسمت تأثیر می گذارد.
علائم سینک : بخش های ضخیم تر به آرامی خنک می شوند و باعث می شوند سطح به سمت داخل غرق شود و علائم قابل مشاهده ایجاد کند.
WARPAGE : انقباض ناهموار بین بخش های ضخیم و نازک منجر به تحریف بخشی یا پیچ و تاب می شود ، زیرا مناطق مختلف با سرعت های مختلف خنک می شوند.
تغییرات نرخ خنک کننده
ضخامت غیر یکنواخت باعث خنک کننده متناقض در قسمت می شود. بخش های ضخیم تر طول می کشد تا خنک شود ، در حالی که نواحی نازک تر سریعتر جامد می شوند. این عدم تعادل می تواند به نقص منجر شود و برای اطمینان از خنک شدن همه مناطق به زمان طولانی چرخه نیاز دارد و باعث کاهش کارایی کلی تولید می شود.
چالش های شیروانی
در هنگام برخورد با دیوارهای غیر یکنواخت ، دروازه در قالب تزریق پیچیده تر می شود. مواد مذاب ممکن است پس از پر کردن مناطق ضخیم تر ، در قسمت های نازک تر جریان داشته باشند. این وقفه جریان می تواند باعث پر شدن ناقص یا بسته بندی متناقض شود و در نتیجه نقص و کم کاری ایجاد شود.
مسائل ظاهر
ضخامت غیر یکنواخت اغلب منجر به مشکلات ظاهر مانند:
خطوط جریان : تغییرات در ضخامت باعث ایجاد الگوهای جریان نامنظم ، ایجاد رگه ها یا خطوط قابل مشاهده در سطح قسمت می شود.
مشکل در حفظ تماس با حفره : بخش های ضخیم تر ممکن است تماس کامل حفره را در حین خنک کننده حفظ نکنند ، و دستیابی به سطح یا بافت سطح مورد نظر را دشوار می کند.
استرس برشی و جهت گیری فیبر
ضخامت دیواره غیر یکنواخت همچنین بر ساختار داخلی قسمت قالب دار ، به ویژه در پلاستیک های تقویت شده با فیبر تأثیر می گذارد. مناطق نازک تر استرس برشی بالاتری را تجربه می کنند و منجر به جهت گیری های مختلف فیبر می شوند. این تغییر در تراز فیبر بر قدرت این قسمت تأثیر می گذارد و می تواند به پیچ و خم یا عدم موفقیت در بار کمک کند.
محاسبه ضخامت دیواره با استفاده از نسبت جریان (L/T)
تعریف نسبت جریان (L/T)
نسبت جریان (L/T) نشان دهنده رابطه بین طول مسیر جریان (L) و ضخامت دیواره (T) در قالب تزریق است. این نشان می دهد که پلاستیک مذاب تا چه اندازه می تواند در یک ضخامت دیواره مشخص حرکت کند.
اهمیت نسبت L/T
نسبت L/T نقش مهمی در:
تعیین مکان های نقطه تزریق بهینه
ایجاد ضخامت دیواره قابل دستیابی
متعادل کردن طراحی قسمت با تولید
نسبت L/T بالاتر باعث می شود دیوارهای نازک تر یا مسیرهای جریان طولانی تر ، بر طراحی کلی قسمت و راندمان تولید تأثیر بگذارد.
عوامل مؤثر در محاسبه نسبت L/T
چندین متغیر بر نسبت L/T تأثیر می گذارد:
دمای ماده
دمای
پایان سطح
ویسکوزیته رزین
فشار
این عوامل به طور پیچیده ای تعامل دارند و محاسبات دقیق را به چالش می کشد. قالب های با تجربه اغلب به دامنه های تقریبی و دانش عملی متکی هستند.
مثال محاسبه نسبت L/T
یک قسمت کامپیوتر را با: در نظر بگیرید:
L/T (Total) = L1/T1 (دونده) + L2/T2 (محصول) = 100/5 + 200/2 = 120
این بیش از نسبت معمولی L/T برای PC (90) است ، که نشان دهنده مشکلات بالقوه قالب گیری است.
بهبود پذیری
برای تقویت قالب گیری:
تنظیم موقعیت دروازه:
ضخامت دیوار را اصلاح کنید:
این تنظیمات فرایند قالب گیری را بهینه می کند و از کیفیت بهتر بخش و کارایی تولید اطمینان می دهد.
سایر ملاحظات مربوط به طراحی ضخامت دیواره قالب گیری تزریق
طراحی ضخامت صحیح دیواره برای قطعات تزریق شده بیش از دستورالعمل های اساسی است. چندین عامل بر طراحی نهایی تأثیر می گذارد و بر عملکرد و کارآیی تولید تأثیر می گذارد.
ساختار اساسی و الزامات بعدی
اصول طراحی محصول به طور قابل توجهی بر ضخامت دیوار تأثیر می گذارد:
شکل و اندازه کلی حداقل نیازهای ضخامت را دیکته می کند
هندسه های پیچیده ممکن است ضخامت های مختلف دیواره را ضروری کند
یکپارچگی ساختاری اغلب مقادیر ضخامت را تعیین می کند
طراحان باید این عوامل را با نگرانی های تولیدی برای بهینه سازی عملکرد قسمت و کارآیی تولید متعادل کنند.
خواص و خصوصیات مواد اولیه
انتخاب مواد نقش مهمی در طراحی ضخامت دیوار دارد: تأثیر
| خاصیت مواد | بر ضخامت دیوار |
| شاخص جریان ذوب | MFI بالاتر دیوارهای نازک تری را امکان پذیر می کند |
| میزان انقباض | بر دقت و پیگیری ابعادی تأثیر می گذارد |
| هدایت حرارتی | بر زمان خنک کننده و راندمان چرخه تأثیر می گذارد |
درک این خصوصیات به طراحان کمک می کند تا ضخامت دیوارهای مناسب را برای مواد خاص انتخاب کنند.
پارامترهای فرآیند طراحی قالب و تزریق قالب
ملاحظات قالب و فرآیند بر تصمیمات ضخامت دیوار تأثیر می گذارد:
محل دروازه و اندازه گیری الگوهای جریان ضربه و ضخامت اندازه
طراحی سیستم خنک کننده بر ضخامت دیواره قابل دستیابی تأثیر می گذارد
فشار تزریق و محدودیت های سرعت ممکن است حداقل ضخامت ها را نشان دهد
همکاری با طراحان قالب و مهندسان فرآیند ضخامت بهینه دیوار را برای تولید تضمین می کند.
الزامات مونتاژ و استفاده
ملاحظات استفاده نهایی باید در طراحی ضخامت دیوار عامل باشد:
Snap Fits و لولا های زنده به نسبت های خاص به طول به طول نیاز دارند
مناطق باربری ممکن است به ضخامت دیواره تقویت شده نیاز داشته باشند
نیازهای عایق حرارتی یا الکتریکی می توانند بر انتخاب ضخامت تأثیر بگذارند
طراحان هنگام تعیین ضخامت های مناسب دیواره باید کل چرخه عمر محصول را در نظر بگیرند.
پایان
در طراحی قالب تزریق ، حفظ ضخامت بهینه دیواره مهم است. این بر قدرت ، زمان خنک کننده و راندمان تولید تأثیر می گذارد. به دنبال دستورالعمل های توصیه شده برای مواد مختلف ، نتایج مداوم را تضمین می کند و نقص هایی مانند علائم سینک یا پیچ و تاب را کاهش می دهد.
کار با یک تولید کننده باتجربه به ضخامت تنظیم دقیق دیوار برای نیازهای خاص پروژه کمک می کند. آنها بینش ارزشمندی در مورد رفتار مواد ، ابزار و تکنیک های قالب بندی ارائه می دهند.
بهینه سازی ضخامت دیوار هزینه ، کیفیت و عملکرد. این میزان مصرف مواد را کاهش می دهد ، زمان خنک کننده را کوتاه می کند و دوام بخشی را افزایش می دهد. طراحی ضخامت مناسب منجر به تولید کارآمد و با کیفیت بالا می شود.
