A műanyag termékek mindenütt megtalálhatók, de a tervezés nem egyszerű. Hogyan egyensúlyba hozzák a mérnökök az erőt, a költségeket és a termelési hatékonyságot? Ez a cikk feltárja a műanyag termékek szerkezeti kialakításának összetettségét. Megtanulja a kulcsfontosságú tényezőket, például a falvastagságot, a megerősítő bordákat és egyebeket, amelyek tartós, költséghatékony műanyag alkatrészeket készítenek.
A műanyag rész szerkezeti tervezésének jellemzői és eljárásai
A műanyag anyagok egyedi tulajdonságokat és sokoldalú formázási lehetőségeket kínálnak, amelyek elkülönítik azokat a hagyományos mérnöki anyagoktól, például acél, réz, alumínium és fa. Az anyagösszetétel és a megfogalmazhatóság megkülönböztető kombinációja a műanyagok számára magasabb fokú rugalmasságot biztosít a társaikhoz képest.
Egyedi anyagösszetétel és sokoldalú formák
A különféle műanyag anyagok, amelyek mindegyike saját tulajdonságai vannak, lehetővé teszi a tervezők számára, hogy a termék igényei szerint testreszabják a választást. Ez a fajta, valamint a műanyagok bonyolult formájú formájú formájának képességével párhuzamosan lehetővé teszi az összetett geometriák és funkcionális tulajdonságok létrehozását, amelyek más anyagokkal kihívást jelentenek vagy nem praktikusak.
Általános eljárás a műanyag alkatrészek kialakításához
A műanyagok előnyeinek kihasználása és az optimális szerkezeti tervezés biztosítása érdekében elengedhetetlen a szisztematikus megközelítés betartása. A műanyag alkatrészek kialakításának általános eljárása több kulcsfontosságú szakaszot foglal magában:
Határozza meg a termék funkcionális követelményeit és megjelenését:
Rajzoljon előzetes tervezési rajzokat:
Prototípuskészítés:
Fizikai prototípusokat állít elő olyan módszerekkel, mint a 3D nyomtatás vagy CNC megmunkálás
Értékelje a prototípus funkcionalitását, ergonómiáját és általános kialakítását
Termékvizsgálat:
Szigorú teszteket végezzen a termék teljesítményének felmérésére különböző körülmények között
Ellenőrizze, hogy a terv megfelel -e a megadott funkcionális követelményeknek és biztonsági előírásoknak
Tervezési újrakalibrálás és felülvizsgálat:
Elemezze a teszt eredményeit és azonosítsa a fejlesztési területeket
Végezze el a szükséges tervezési kiigazításokat a teljesítmény, a megbízhatóság vagy a gyárthatóság javítása érdekében
Fontos előírások kidolgozása:
Hozzon létre részletes specifikációkat a végtermékhez, beleértve a méreteket, a toleranciákat és az anyagminőséget
Gondoskodjon arról, hogy a specifikációk megfeleljenek a gyártási folyamathoz és a minőség -ellenőrzési előírásokhoz
Nyitott penészgyártás:
A fröccsöntő formát a végleges termék -előírások alapján tervezze meg és készítse el
Optimalizálja a penész kialakítását a hatékony anyagáramlás, a hűtés és a kidobás érdekében
Minőségellenőrzés:
Hozzon létre egy robusztus minőség -ellenőrzési rendszert a termékkonzisztencia megfigyelésére és fenntartására
Rendszeresen ellenőrizze a gyártott alkatrészeket annak biztosítása érdekében, hogy megfeleljenek a megadott követelményeknek
Alapvető tényezők a műanyag termék szerkezeti kialakításában
Falvastagság
A falvastagság döntő szerepet játszik a műanyag termékek kialakításában. A megfelelő vastagság biztosítja az optimális teljesítményt, a gyárthatóságot és a költséghatékonyságot.
Ajánlott falvastagság értékek
| A műanyag anyag | minimum (mm) | kis alkatrészek (mm) | közepes alkatrészek (mm) | nagy alkatrészek (mm) |
| Nejlon | 0.45 | 0.76 | 1.5 | 2.4-3.2 |
| PE | 0.6 | 1.25 | 1.6 | 2.4-3.2 |
| PS | 0.75 | 1.25 | 1.6 | 3.2-5.4 |
| PMMA | 0.8 | 1.5 | 2.2 | 4-6.5 |
| PVC | 1.2 | 1.6 | 1.8 | 3.2-5.8 |
| PP | 0.85 | 1.54 | 1.75 | 2.4-3.2 |
| PC | 0.95 | 1.8 | 2.3 | 3-4.5 |
| Poom | 0.8 | 1.4 | 1.6 | 3.2-5.4 |
| Abszolút | 0.8 | 1 | 2.3 | 3.2-6 |
A falvastagság kiválasztását befolyásoló tényezők
Műanyag tulajdonságok
A külső erők elviseltek
Biztonsági előírások
Megerősítő bordák
A bordák megerősítése növeli az erőt anélkül, hogy növelné a teljes falvastagságot, megakadályozza a termék deformációját és javítja a szerkezeti integritást.
Tervezési iránymutatások a bordák megerősítéséhez
Vastagság: 0,5-0,75-szer a teljes falvastagság (ajánlott: <0,6-szor)
Magasság: Kevesebb, mint 3 -szoros falvastagság
Távolság: nagyobb, mint négyszeres falvastagság
A megerősítés tervezésének szempontjai, amelyek figyelmet igényelnek
Kerülje az anyag felhalmozódását a bordák kereszteződéseinél
Fenntartja a külső falak merőlegességét
Minimalizálja a megerősítő bordákat a meredek lejtőkön
Fontolja meg a mosogató jelek megjelenési hatását
Vázlatos szög
A húzási szögek megkönnyítik az alkatrészek könnyű eltávolítását, biztosítva a sima termelést és a kiváló minőségű alkatrészeket.
Ajánlott vázlat szögek különböző anyagokhoz
| Anyag | Penész Core | Mold üreg |
| Abszolút | 35'-1 ° | 40'-1 ° 20 ' |
| PS | 30'-1 ° | 35'-1 ° 30 ' |
| PC | 30'-50 ' | 35'-1 ° |
| PP | 25'-50 ' | 30'-1 ° |
| PE | 20'-45 ' | 25'-45 ' |
| PMMA | 30'-1 ° | 35'-1 ° 30 ' |
| Poom | 30'-1 ° | 35'-1 ° 30 ' |
| PA | 20'-40 ' | 25'-40 ' |
| HPVC | 50'-1 ° 45 ' | 50'-2 ° |
| SPV | 25'-50 ' | 30'-1 ° |
| CP | 20'-45 ' | 25'-45 ' |
A vázlat szögválasztásának szempontjai, amelyek figyelmet igényelnek
Válasszon kisebb szögeket a fényes felületekhez és a nagy pontosságú alkatrészekhez
Használjon nagyobb szöget a nagy zsugorodási sebességgel rendelkező alkatrészekhez
Növelje az átlátszó alkatrészek vázlatát a karcolások megelőzése érdekében
Állítsa be a szöget a textúra mélysége alapján a texturált felületeknél
R Corners (lekerekített sarkok)
A lekerekített sarkok csökkentik a feszültségkoncentrációt, megkönnyítik a műanyag áramlást és megkönnyítik a dekorációt.
Az R sarkok tervezési irányelvei
Belső sarok sugara: 0,50–1,50 -szeres anyag vastagsága
Minimális sugár: 0,30 mm
Fenntartja az egységes falvastagságot a lekerekített sarkok tervezésekor
Kerülje a lekerekített sarkokat a penész elválasztó felületein
A karcolás megakadályozására használjon minimális 0,30 mm -es sugarat az élekhez
Lyukak
A lyukak különféle funkciókat szolgálnak a műanyag termékekben, és gondos tervezési megfontolást igényelnek.
A lyukak tervezési követelményei
A lyukak közötti távolság (A): ≥ D (lyuk átmérője), ha D <3,00 mm; ≥ 0,70d, ha d> 3,00 mm
Távolság a lyuktól a szélig (B): ≥ D
Kapcsolat a lyuk átmérője és a mélység között
Tervezési szempontok a speciális lyuktípusokhoz
Lépésű lyukak: Használjon több, különböző átmérőjű koaxiálisan csatlakoztatott lyukat
Forgasztás lyukak: Igazítsa a tengelyt a penésznyíláshoz, ha lehetséges
Oldalsó lyukak és bemélyedések: Fontolja meg a maghúzó szerkezeteket vagy a tervezési fejlesztéseket
Főnökök
A főnökök összeszerelési pontokat biztosítanak, támogatják a többi részet és javítják a szerkezeti integritást.
Alapvető tervezési iránymutatások a főnökök számára
Magasság: ≤ 2,5 -szer a főnök átmérője
Használjon megerősítő bordákat, vagy ha lehetséges, rögzítse a külső falakat
Tervezés a sima műanyag áramláshoz és az egyszerű demoldáláshoz
Tervezési pontok különböző anyagokhoz
ABS: külső átmérő ≈ 2x belső átmérő; Használjon ferde bordákat a megerősítéshez
PBT: alaptervezés a RIB koncepción; Csatlakozzon az oldalfalakhoz, ha lehetséges
PC: reteszelő oldalsó főnökök bordákkal; Használja az összeszereléshez és a támogatáshoz
PS: Adjon hozzá bordákat a megerősítéshez; Csatlakozzon az oldalfalakhoz, amikor a közelben
PSU: külső átmérő ≈ 2x belső átmérő; magasság ≤ 2x külső átmérő
Beilleszt
A beszúrások javítják a funkcionalitást, biztosítják a dekoratív elemeket és javítják az összeszerelési lehetőségeket a műanyag alkatrészekben.
A betétek alak- és szerkezeti követelményei
Gyárthatóság: Kompatibilis a vágási vagy bélyegzési folyamatokkal
Mechanikai erő: elegendő anyag és méretek
Kötési szilárdság: Megfelelő felületi jellemzők a biztonságos rögzítéshez
Helymeghatározás: Hengeres kiterjesztő adagok az egyszerű penész elhelyezéséhez
Flash megelőzés: Tartalmazza a Boss Struktúrák tömítését
UTAZIK FELTÉTEL: A másodlagos műveletek tervezése (szálak, vágás, karimás)
Tervezési szempontok betétek használatakor
Gondoskodjon a pontos helymeghatározáshoz az öntőformákon belül
Hozzon létre erős kapcsolatokat az öntött alkatrészekkel
A betétek körüli műanyag szivárgás megakadályozása
Fontolja meg a hőtágulási különbségeket a betét és a műanyag anyag között
Termékfelszíni textúra és szöveg/minta kialakítása
Szűrő textúrák műanyag termékekhez
A műanyag termékfelületeket különféle textúrákkal lehet megtervezni az esztétika, a funkcionalitás és a felhasználói élmény javítása érdekében. A közös felszíni textúrák a következők:
Sima
Szikrahangolt
Mintás maratott
Bevésett
Sima felületek
A sima felületek polírozott penészfelületekből származnak. Kínálnak:
Tiszta, karcsú megjelenés
Könnyebb rész kidobása a penészből
Alacsonyabb vázlati szögkövetelmények
Szikrahangolt felületek
A penészüreg réz EDM-feldolgozásán keresztül létrehozva a szikra-markolt felületek biztosítják:
Mintázott maratott felületek
Ezek a felületek különféle mintákat tartalmaznak, amelyeket a penészüregbe marattak, és felajánlják:
Gravírozott felületek
A gravírozott felületeket közvetlenül megmunkálják a penészbe, lehetővé téve a következőket:
A texturált felületek szögének megfontolása
A texturált felületek tervezésekor fontolja meg a vázlatok növelését, hogy megkönnyítse az alkatrészek kiürítését:
| A textúra mélysége | ajánlott kiegészítő vázlat szöget |
| 0,025 mm | 1 ° |
| 0,050 mm | 2 ° |
| 0,075 mm | 3 ° |
| > 0,100 mm | 4-5 ° |
Szöveg és minta kialakítása
A műanyag termékek gyakran tartalmaznak szöveget és mintákat a márkaépítéshez, az utasításokhoz vagy a dekoratív célokhoz. Ezeket az elemeket fel lehet emelni vagy süllyedni.
Emelt és süllyesztett felületek
Ajánlás: Használjon emelt felületeket a szöveghez és a mintákhoz, ha lehetséges.
Az emelt felületek előnyei:
Öblítés vagy süllyesztett funkciókhoz szükséges tervekhez:
Hozzon létre egy süllyesztett területet
Nevelje a szöveget vagy mintát a szünetben
Fenntartja az általános öblítés megjelenését, miközben egyszerűsíti a penész kialakítását
A szöveg és a minta dimenziók
| funkciója | az ajánlott dimenzió |
| Magasság/mélység | 0,15 - 0,30 mm (emelt) |
| 0,15 - 0,25 mm (süllyesztett) |
Szövegméret -specifikációk
Kövesse ezeket az irányelveket az optimális szöveges tervezéshez:
Stroke szélessége (A): ≥ 0,25 mm
A karakterek közötti távolság (B): ≥ 0,40 mm
Távolság a karakterektől a szélig (C, D): ≥ 0,60 mm
További szöveg/minta tervezési szempontok
Kerülje az éles szögeket a szövegben vagy a mintákban
Gondoskodjon arról, hogy a méret elősegíti az öntési folyamatot
Vegye figyelembe a szöveg/mintázat hatását az általános rész szilárdságára
Értékelje a szöveg/mintázat hatását az anyagáramlásra az öntés során
További szerkezeti tervezési szempontok
Megerősítés szerkezeti tervezési alapelvei
A megerősítő struktúrák döntő szerepet játszanak a műanyag termékek általános teljesítményének javításában. Jelentősen javítják az erőt, a merevséget és a dimenziós stabilitást.
A megerősítés kialakításának legfontosabb célja:
Erőnövelés
Merevség javulása
Megszakítás megelőzése
Deformáció csökkentése
A megerősítések megfelelő pozicionálása és mérete:
Fal vastagsága: 0,4-0,6-szor a test vastagsága
Távolság:> 4 -szer a főtest vastagsága
Magasság: <3 -szoros test vastagság
Csavaroszlop -megerősítés: Legalább 1,0 mm -re az oszlop felülete
Általános megerősítés: legalább 1,0 mm -re az alkatrész felülete vagy az elválasztó vonal alatt
Fejlett megerősítési technikák:
Tévesen igazított megerősítő rudak az anyag felhalmozódásának megakadályozása érdekében
Üreges szerkezetek a megerősítő kereszteződéseknél
Feszültség-alapú tervek karcsú megerősítésekhez
A stresszkoncentráció elkerülése
A stresszkoncentráció jelentősen befolyásolhatja a műanyag termékek szerkezeti integritását és hosszú élettartamát. A megfelelő tervezési technikák enyhíthetik ezeket a kérdéseket.
Az éles sarkok elkerülésének fontossága:
A stresszkoncentráció csökkentésére szolgáló intézkedések:
Chamfers
Lekerekített sarok
Gyengéd lejtők az átmenetekhez
Befelé üreges az éles sarkokban
| Technika | leírás | előnye |
| Chamfers | Ferde szélek | Fokozatos stressz -eloszlás |
| Lekerekített sarok | Ívelt átmenetek | Kiküszöböli az éles feszültségpontokat |
| Szelíd lejtők | Fokozatos vastagságváltozás | Még a stressz -eloszlás is |
| Befelé üresedés | Anyag eltávolítása a sarkokban | Lokalizált stresszcsökkentés |
Megfelelő huzatszögek megtervezése
A vázlat szöge nélkülözhetetlen a formákból származó sikeres részben. Jelentősen befolyásolják az alkatrészek minőségét és a termelés hatékonyságát.
A vázlat szögének meghatározásának alapelvei:
Használjon teljes szám szöget (pl. 0,5 °, 1 °, 1,5 °)
Külső szögek> Belső szögek
Maximalizálja a szögeket anélkül, hogy veszélyeztetné a megjelenést
A huzat szög méretét befolyásoló tényezők:
Vázlat szög -tervezési pontok különböző anyagokhoz:
| Anyag | ajánlott vázlatszög tartomány |
| Abszolút | 0,5 ° - 1 ° |
| PC | 1 ° - 1,5 ° |
| PP | 0,5 ° - 1 ° |
| PS | 0,5 ° - 1 ° |
| KEDVENC | 1 ° - 1,5 ° |
Szerkezeti tervezés penészszerkezet szempontjából
A hatékony penész kialakítása elengedhetetlen a sikeres műanyag alkatrésztermeléshez. Vegye figyelembe ezeket a szempontokat, hogy optimalizálja mind a rész, mind a penész kialakítását.
A komplex struktúrák elkerülése:
Egyszerűsítse az alkatrész geometriáját
Csökkentse az alulcikkeket
Minimalizálja az oldalsó tevékenységeket
A belső vágószerkezetek elkerülése:
Figyelembe véve az oldalsó kiadási követelményeket:
Engedjen meg elegendő helyet a csúszka mozgásához
Tervezze meg a megfelelő leállási felületeket
Optimalizálja az alkatrészorientációt a penészben
A műanyagok nem izotróp tulajdonságainak tervezése
Számos műanyag nem izotropikus tulajdonságokkal rendelkezik, és speciális tervezési szempontokat igényel a teljesítmény maximalizálása érdekében.
Az anyag áramlási irányának összehangolása a teherhordó irányhoz:
Erő irány a fúziós vonalakhoz viszonyítva:
Szerkezeti tervezés összeszerelési szempontból
A hatékony összeszerelési kialakítás biztosítja a termék funkcionalitását, a hosszú élettartamot és a gyártás egyszerűségét.
Kerülje el a nagy méretek kis toleranciájával:
Bonding interfész kialakítása:
A nyíróerő prioritása a szakadási feszültség felett
Növelje a kötési felületet
Fontolja meg a ragasztók kémiai kompatibilitását
Csavarcsatlakozási megfontolások a műanyag alkatrészekhez:
Használjon betéteket a nagy stressz-kapcsolatokhoz
Tervezze meg a megfelelő főnökszerkezeteket
Fontolja meg a hőtágulási különbségeket
Összefoglalás
A műanyag terméktervezés során a kulcsfontosságú szerkezeti tényezők, például a falvastagság, a megerősítő bordák és a vázlat szöge nélkülözhetetlenek a tartóssághoz és a teljesítményhez. Alapvető fontosságú, hogy az anyag tulajdonságait, a penészszerkezetet és az összeszerelési igényeket a folyamat során figyelembe vegyék. A megfelelő szerkezeti tervezés nemcsak javítja a termék funkcionalitását, hanem csökkenti a hibákat és a gyártási költségeket is. Ezekre a tervezési elemekre összpontosítva a gyártók biztosíthatják a kiváló minőségű, költséghatékony műanyag alkatrészeket, amelyek megfelelnek mind a funkcionális, mind az esztétikai követelményeknek.
