Dizajni strukturor i produkteve plastike

Produktet plastike janë kudo, por hartimi i tyre nuk është i thjeshtë. Si e balancojnë inxhinierët forcën, koston dhe efikasitetin e prodhimit? Ky artikull do të zbulojë kompleksitetet që qëndrojnë pas modelit strukturor të produkteve plastike. Do të mësoni faktorët kryesorë, si trashësia e murit, brinjët përforcimi dhe më shumë, që i bëjnë pjesët plastike të qëndrueshme, me kosto efektive.

Karakteristikat dhe procedurat e modelit strukturor të pjesës plastike

Materialet plastike ofrojnë veti unike dhe opsione të formës së gjithanshme, duke i vendosur ato përveç materialeve inxhinierike konvencionale si çeliku, bakri, alumini dhe druri. Ky kombinim dallues i përbërjes së materialit dhe granteve të formueshmërisë i jep plastikës një shkallë më të lartë të fleksibilitetit të projektimit në krahasim me homologët e tyre.

Përbërja unike e materialit dhe forma të gjithanshme

Gama e larmishme e materialeve plastike, secila me vetitë e tij specifike, lejon projektuesit të përshtaten zgjedhjen e tyre sipas kërkesave të produktit. Kjo shumëllojshmëri, e shoqëruar me aftësinë për të formuar plastikë në forma të ndërlikuara, mundëson krijimin e gjeometrive komplekse dhe tipareve funksionale që do të ishin sfiduese ose jopraktike me materialet e tjera.

Procedura e përgjithshme për hartimin e pjesës plastike

Për të shfrytëzuar avantazhet e plastikës dhe për të siguruar një dizajn optimal strukturor, është thelbësore të ndiqni një qasje sistematike. Procedura e përgjithshme për hartimin e pjesëve plastike përfshin disa faza kryesore:

1. Përcaktoni kërkesat funksionale dhe pamjen e produktit:

• Identifikoni përdorimin e synuar të produktit dhe funksionet e nevojshme

• Përcaktoni tërheqjen e dëshiruar estetike dhe karakteristikat vizuale

2. Vizatoni vizatimet paraprake të projektimit:

• Krijoni skica fillestare dhe modele CAD bazuar në kërkesat funksionale dhe estetike

• Konsideroni vetitë e zgjedhura të materialit plastik gjatë procesit të projektimit

3. Prototipizimi:

• Prodhojnë prototipe fizike duke përdorur metoda si shtypja 3D ose Përpunim i CNC

• Vlerësoni funksionalitetin, ergonominë dhe modelin e përgjithshëm të prototipit

4. Testimi i produktit:

• Kryerja e testeve rigoroze për të vlerësuar performancën e produktit në kushte të ndryshme

• Verifikoni nëse dizajni plotëson kërkesat e specifikuara funksionale dhe standardet e sigurisë

5. Rikalibrimi dhe rishikimi i projektimit:

• Analizoni rezultatet e provës dhe identifikoni fushat për përmirësim

• Bëni rregullimet e nevojshme të projektimit për të përmirësuar performancën, besueshmërinë ose prodhueshmërinë

6. Zhvilloni specifikime të rëndësishme:

• Krijoni specifikime të hollësishme për produktin përfundimtar, përfshirë dimensionet, tolerancat dhe shkallën e materialit

• Sigurohuni që specifikimet të përafrohen me procesin e prodhimit dhe standardet e kontrollit të cilësisë

7. Prodhimi i mykut të hapur:

• Dizajnoni dhe fabrikoni mykun e injektimit bazuar në specifikimet e përfunduara të produktit

• Optimizoni modelin e mykut për rrjedhën e efektshme të materialit, ftohjen dhe nxjerrjen

8. Kontrolli i cilësisë:

• Vendosni një sistem të fortë të kontrollit të cilësisë për të monitoruar dhe ruajtur konsistencën e produktit

• Inspektoni rregullisht pjesët e prodhuara për të siguruar që ato plotësojnë kërkesat e specifikuara

Faktorët themelorë në modelin strukturor të produktit plastik

Trashësi

Trashësia e murit luan një rol vendimtar në hartimin e produktit plastik. Trashësia e duhur siguron performancën optimale, prodhueshmërinë dhe efektivitetin e kostos.

Vlerat e rekomanduara të trashësisë së murit

Materiali plastik	Minimumi (mm)	Pjesë të vogla (mm)	Pjesë të mesme (mm)	Pjesë të mëdha (mm)
Najlon	0.45	0.76	1.5	2.4-3.2
Petë	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
Pom	0.8	1.4	1.6	3.2-5.4
I ngathët	0.8	1	2.3	3.2-6

Faktorët që ndikojnë në zgjedhjen e trashësisë së murit

1. Karakteristikat e materialit plastik

• Shkalla e tkurrjes

• Rrjedhshmëri gjatë formimit të injeksionit

2. Forcat e jashtme duruan

• Forcat më të mëdha kërkojnë mure më të trasha

• Konsideroni pjesët metalike ose kontrollet e forcës për raste të veçanta

3. Rregulla të sigurisë

• Kërkesat e rezistencës ndaj presionit

• Standarde

Brinjë përforcuese

Përforcimi i brinjëve rrisin forcën pa rritur trashësinë e përgjithshme të murit, parandalojnë deformimin e produktit dhe përmirësojnë integritetin strukturor.

Udhëzimet e projektimit për përforcimin e brinjëve

• Trashësia: 0.5-0.75 herë trashësia e përgjithshme e murit (rekomandohet: <0.6 herë)

• Lartësia: Më pak se 3 herë trashësia e murit

• Hapësira: Më e madhe se 4 herë trashësia e murit

Aspektet e dizajnit të përforcimit kanë nevojë për vëmendje

1. Shmangni akumulimin e materialit në kryqëzimet e brinjëve

2. Ruani pingulësinë në muret e jashtme

3. Minimizoni brinjët përforcues në shpatet e pjerrëta

4. Konsideroni ndikimin e pamjes së shenjave të lavamanit

Këndvështrim

Draft këndet lehtësojnë heqjen e lehtë të pjesëve nga kallëpët, duke siguruar prodhim të qetë dhe pjesë me cilësi të lartë.

Këndet e rekomanduara të draftit për materiale të ndryshme

Material	Mould Core	Mouldy
I ngathët	35'-1 °	40'-1 ° 20 '
Ps	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
Pc	30'-50 '	35'-1 °
Pp	25'-50 '	30'-1 °
Petë	20'-45 '	25'-45 '
PMMA	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
Pom	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
I paaftë	20'-40 '	25'-40 '
HPVC	50'-1 ° 45 '	50'-2 °
SPV	25'-50 '	30'-1 °
Cp	20'-45 '	25'-45 '

Aspektet e zgjedhjes së këndit të draftit që kanë nevojë për vëmendje

1. Zgjidhni kënde më të vogla për sipërfaqet me shkëlqim dhe pjesët me precizion të lartë

2. Përdorni kënde më të mëdha për pjesë me norma të larta të tkurrjes

3. Rritni draftin për pjesët transparente për të parandaluar gërvishtjet

4. Rregulloni këndin bazuar në thellësinë e strukturës për sipërfaqet me teksturë

R qoshet (qoshet e rrumbullakosura)

Qoshet e rrumbullakosura zvogëlojnë përqendrimin e stresit, lehtësojnë rrjedhën plastike dhe lehtësimin e prishjes.

Udhëzimet e hartimit për qoshet R

• Rrezja e brendshme e qoshes: 0.50 deri 1.50 herë trashësia e materialit

• Rrezja minimale: 0.30 mm

• Mbani trashësi uniforme të murit kur projektoni qoshe të rrumbullakosura

• Shmangni qoshet e rrumbullakosura në sipërfaqet e ndarjes së mykut

• Përdorni rreze minimale 0.30 mm për skajet për të parandaluar kruarjen

Vola

Vrimat shërbejnë funksione të ndryshme në produkte plastike dhe kërkojnë konsideratë të kujdesshme të projektimit.

Kërkesat e projektimit për vrimat

• Distanca midis vrimave (a): ≥ d (diametri i vrimës) nëse d <3.00 mm; ≥ 0.70D nëse d> 3.00 mm

• Distanca nga vrima në buzë (b): ≥ D

Marrëdhënia midis diametrit të vrimës dhe thellësisë

• Thellësia e vrimës së verbër (a): ≤ 5D (rekomandohet një <2d)

• Thellësia përmes vrimës (b): ≤ 10d

Konsideratat e projektimit për llojet e veçanta të vrimave

1. Vrimat e hapit: Përdorni vrima të shumëfishta të lidhura me diametër të ndryshëm

2. Vrimat me kënd: Rreshtoni boshtin me drejtimin e hapjes së mykut kur është e mundur

3. Vrimat anësore dhe indentations: Konsideroni strukturat kryesore të tërheqjes ose përmirësimet e dizajnit

Shef

Shefat ofrojnë pikat e montimit, mbështesin pjesët e tjera dhe përmirësojnë integritetin strukturor.

Udhëzimet themelore të projektimit për shefat

• Lartësia: ≤ 2.5 herë Diametri i shefit

• Përdorni brinjët e përforcimit ose ngjiteni në muret e jashtme kur është e mundur

• Dizajn për rrjedhën e lëmuar plastike dhe prishjen e lehtë

Pikat e projektimit për materiale të ndryshme

• ABS: Diametri i jashtëm ≈ 2x Diametri i brendshëm; Përdorni brinjë të zbukuruara për forcimin

• PBT: Dizajni bazë në konceptin e brinjëve; lidheni me trotuaret kur është e mundur

• PC: Bosses anësore të bllokimit me brinjë; Përdorni për montim dhe mbështetje

• PS: Shtoni brinjë për forcimin; Lidhu me trotuaret kur afër

• PSU: Diametri i jashtëm ≈ 2x Diametri i brendshëm; Lartësia ≤ 2x Diametri i jashtëm

Futje

Futjet përmirësojnë funksionalitetin, sigurojnë elemente dekorative dhe përmirësojnë opsionet e montimit në pjesët plastike.

Forma dhe kërkesat strukturore për futje

1. Prodhueshmëria: në përputhje me proceset e prerjes ose vulosjes

2. Forca mekanike: materiale dhe dimensione të mjaftueshme

3. Forca e lidhjes: Karakteristikat adekuate të sipërfaqes për bashkimin e sigurt

4. Pozicionimi: Pjesë të zgjatura cilindrike për vendosjen e lehtë të mykut

5. Parandalimi i Flash: Përfshini strukturat e shefit të nënshkrimit

6. Pas përpunimit: Dizajn për operacionet sekondare (Threading, Cuting, Flanging)

Konsideratat e Dizajnit kur përdorni futje

• Siguroni pozicionimin e saktë brenda kallëpeve

• Krijoni lidhje të forta me pjesë të formuara

• Parandaloni rrjedhjen plastike rreth futjeve

• Konsideroni ndryshimet e zgjerimit termik midis materialit të futjes dhe plastikës

Cilësi e sipërfaqes së produktit dhe modeli i tekstit/modelit

Tekstet sipërfaqësore për produktet plastike

Sipërfaqet e produkteve plastike mund të jenë të dizajnuara me textures të ndryshme për të përmirësuar estetikën, funksionalitetin dhe përvojën e përdoruesit. Tekstet e zakonshme të sipërfaqes përfshijnë:

1. I qetë

2. I paturpshëm

3. I mbushur me model

4. I gdhendur

Sipërfaqe të lëmuara

Sipërfaqet e lëmuara vijnë nga sipërfaqet e mykut të lëmuar. Ata ofrojnë:

• Pamje e pastër dhe e hijshme

• Nxjerrje më e lehtë nga myku

• Kërkesat më të ulëta të këndit

Sipërfaqe me shkëndijë

Krijuar përmes përpunimit të bakrit EDM të zgavrës së mykut, sipërfaqet me shkëndijë sigurojnë:

• Cilësi unike, delikate

• Dorezë e përmirësuar

• Dukshmëria e zvogëluar e papërsosmërive sipërfaqësore

Sipërfaqe të grumbulluara me model

Këto sipërfaqe përmbajnë modele të ndryshme të ngjitura në zgavrën e mykut, duke ofruar:

• Dizajne të personalizueshme

• Diferencimi i përmirësuar i produktit

• Karakteristikat e përmirësuara të prekjes

Sipërfaqe të gdhendura

Sipërfaqet e gdhendura krijohen nga modelet e përpunimit të drejtpërdrejtë në myk, duke lejuar:

• Tekste të thella, të dallueshme

• Modele komplekse

• Qëndrueshmëria e tipareve sipërfaqësore

Draftoni konsideratat e këndeve për sipërfaqet e teksturës

Kur hartoni sipërfaqe me teksture, merrni parasysh rritjen e këndeve të projektit për të lehtësuar nxjerrjen e pjesës:

Thellësia e strukturës	Rekomandohet këndi shtesë i draftit
0,025 mm	1 °
0.050 mm	2 °
0.075 mm	3 °
> 0.100 mm	4-5 °

Dizajni i tekstit dhe modelit

Produktet plastike shpesh përfshijnë tekstin dhe modelet për markë, udhëzime ose qëllime dekorative. Këta elementë mund të ngrihen ose të tërhiqen.

Sipërfaqet e ngritura vs

Rekomandim: Përdorni sipërfaqet e ngritura për tekstin dhe modelet kur është e mundur.

Përfitimet e sipërfaqeve të ngritura:

• Përpunimi i thjeshtuar i mykut

• Mirëmbajtja më e lehtë e mykut

• Lexueshmëri e zgjeruar

Për modelet që kërkojnë veçori të skuqura ose të prera:

1. Krijoni një zonë të prerë

2. Ngrini tekstin ose modelin brenda pushimit

3. Mbani pamjen e përgjithshme të skuqjes ndërsa thjeshtoni modelin e mykut

Dimensionet e tekstit dhe modelit

shfaqin	dimensionin e rekomanduar
Lartësia/thellësia	0.15 - 0.30 mm (ngritur)
	0.15 - 0.25 mm (i prerë)

Specifikimet e madhësisë së tekstit

Ndiqni këto udhëzime për hartimin optimal të tekstit:

• Gjerësia e goditjes në tru (a): ≥ 0.25 mm

• Hapësira midis personazheve (b): ≥ 0.40 mm

• Distanca nga personazhet në skaj (C, D): ≥ 0.60 mm

Konsiderata shtesë të dizajnit të tekstit/modelit

1. Shmangni këndet e mprehta në tekst ose modele

2. Sigurohuni që madhësia është e favorshme për procesin e formimit

3. Konsideroni ndikimin e tekstit/modelit në forcën e përgjithshme të pjesës

4. Vlerësoni efektin e tekstit/modelit në rrjedhën e materialit gjatë formimit

Konsiderata shtesë të projektimit strukturor

Parimet e projektimit të strukturës së përforcimit

Strukturat e përforcimit luajnë një rol vendimtar në përmirësimin e performancës së përgjithshme të produkteve plastike. Ato përmirësojnë ndjeshëm forcën, ngurtësinë dhe stabilitetin dimensionale.

Objektivat kryesore të dizajnit të përforcimit:

1. Përmirësimi i forcës

2. Përmirësimi i ngurtësisë

3. Parandalimi i luftës

4. Ulje e deformimit

Pozicionimi i duhur dhe madhësia e përforcimeve:

• Trashësia e murit: 0.4-0.6 herë trashësia kryesore e trupit

• Hapësira:> 4 herë trashësia kryesore e trupit

• Lartësia: <3 herë trashësia kryesore e trupit

• Përforcimi i kolonës së vidhave: të paktën 1.0 mm nën sipërfaqen e kolonës

• Përforcimi i përgjithshëm: minimumi 1.0 mm nën sipërfaqen e pjesës ose vijën e ndarjes

Teknika të përparuara të përforcimit:

1. Shufrat e përforcimit të keqinformuar për të parandaluar ndërtimin e materialit

2. Strukturat e uritur në kryqëzimet e përforcimit

3. Modelet e bazuara në tension për përforcime të holla

Shmangia e përqendrimit të stresit

Përqendrimi i stresit mund të ndikojë ndjeshëm në integritetin strukturor dhe jetëgjatësinë e produkteve plastike. Teknikat e duhura të projektimit mund të lehtësojnë këto çështje.

Rëndësia e shmangies së qosheve të mprehta:

• Reduktimi i forcës së pjesës

• Rreziku i rritur i fillimit të plasaritjes

• Potenciali për dështim të parakohshëm

Masat për të zvogëluar përqendrimin e stresit:

1. Çadra

2. Qoshe të rrumbullakosura

3. Shpatet e buta për tranzicionet

4. Zhvillimi i brendshëm në qoshet e mprehta

teknikës	i përshkrimit të	Përfitimi
Çadra	Skajet e çara	Shpërndarja graduale e stresit
Qoshe të rrumbullakosura	Tranzicionet e lakuara	Eliminon pikat e mprehta të stresit
Shpatet e buta	Ndryshimet graduale të trashësisë	Edhe shpërndarja e stresit
I brendshëm i zbrazët	Heqja e materialit në qoshe	Ulja e lokalizuar e stresit

Hartimi i këndeve të përshtatshme

Këndet e hartimit janë thelbësore për nxjerrjen e pjesëve të suksesshme nga mykët. Ato ndikojnë ndjeshëm në cilësinë e pjesës dhe efikasitetin e prodhimit.

Parimet për përcaktimin e draftit të këndeve:

1. Përdorni kënde të numrave të tërë (p.sh., 0.5 °, 1 °, 1.5 °)

2. Kënde të jashtme> kënde të brendshme

3. Maksimizoni këndet pa kompromentuar pamjen

Faktorët që ndikojnë në madhësinë e këndit të draftit:

• Thellësi e pjesëve

• Përfundoj në sipërfaqe

• Shkalla e tkurrjes së materialit

• Thellësi e strukturës

Draft pikat e projektimit të këndit për materiale të ndryshme:

Materiali	i rekomanduar i gamës së këndit
I ngathët	0,5 ° - 1 °
Pc	1 ° - 1.5 °
Pp	0,5 ° - 1 °
Ps	0,5 ° - 1 °
I përkëdhelur	1 ° - 1.5 °

Dizajni strukturor nga perspektiva e strukturës së mykut

Dizajni efikas i mykut është thelbësor për prodhimin e suksesshëm të pjesëve plastike. Konsideroni këto aspekte për të optimizuar modelin e pjesës dhe të mykut.

Shmangia e strukturave komplekse:

• Thjeshtoni gjeometrinë e pjesës

• Ulja e nënvlerësimeve

• Minimizoni veprimet anësore

Shmangia e strukturave të brendshme të prerjes:

• Eliminoni tiparet që kërkojnë tërheqje komplekse thelbësore

• Dizajn për qasje në linjë të ndarë

Duke marrë parasysh kërkesat e lëshimit anësor:

• Lejoni hapësirë ​​të mjaftueshme për lëvizjen e rrëshqitjes

• Hartoni sipërfaqet e përshtatshme të mbylljes

• Optimizoni orientimin e pjesës në myk

Dizajnimi për karakteristikat jo-izotropike të plastikës

Shumë plastikë shfaqin veti jo-izotropike, duke kërkuar konsiderata të veçanta të projektimit për të maksimizuar performancën.

Përafrimi i drejtimit të rrjedhës së materialit me drejtimin e ngarkesës:

• Orientoni portat e mykut për të promovuar modele të favorshme të rrjedhës

• Konsideroni orientimin e fibrave në plastikën e përforcuar

Drejtimi i forcës në lidhje me linjat e bashkimit:

• Dizajni për forcat pingul ose i kënduar në linjat e bashkimit

• Shmangni forcat paralele në linjat e bashkimit për të parandaluar dobësinë

Dizajni strukturor nga perspektiva e montimit

Dizajni efektiv i montimit siguron funksionalitetin e produktit, jetëgjatësinë dhe lehtësinë e prodhimit.

Shmangia e madhësive të mëdha me toleranca të vogla:

• Thyejnë pjesë të mëdha në përbërës më të vegjël

• Përdorni rafte të duhur të tolerancës

Dizajni i ndërfaqes së lidhjes:

• Prioritizoni forcën e qethjes mbi tensionin e shqyer

• Rritja e sipërfaqes së lidhjes së lidhjes

• Konsideroni pajtueshmërinë kimike të ngjitësve

Konsideratat e lidhjes së bulonit për pjesët plastike:

• Përdorni futjet për lidhjet me stres të lartë

• Hartoni strukturat e përshtatshme të shefit

• Konsideroni ndryshimet e zgjerimit termik

Përmbledhje

Në hartimin e produktit plastik, faktorët kryesorë strukturorë si trashësia e murit, brinjët përforcues dhe këndet e hartimit janë thelbësore për qëndrueshmërinë dhe performancën. Crucialshtë thelbësore të merren parasysh vetitë materiale, strukturën e mykut dhe nevojat e montimit gjatë gjithë procesit. Dizajni i duhur strukturor jo vetëm që rrit funksionalitetin e produktit, por gjithashtu zvogëlon defektet dhe kostot e prodhimit. Duke u përqëndruar në këta elementë të projektimit, prodhuesit mund të sigurojnë pjesë plastike me cilësi të lartë, me kosto efektive që plotësojnë kërkesat funksionale dhe estetike.