Структурни дизајн пластичних производа

Пластични производи су свуда, али дизајнирање их није једноставно. Како инжењери Строго, трошкови и ефикасност производње уравнотежења? Овај чланак ће открити сложености иза структурног дизајна пластичних производа. Научићете кључне факторе, попут дебљине стијенке, ојачавајући ребра и више, који чине издржљиви, исплативи пластични делови.

Карактеристике и процедуре структурног дизајна пластичног дела

Пластични материјали нуде јединствене својства и свестране опције обликовања, постављајући их осим уобичајених инжењерских материјала попут челика, бакра, алуминијума и дрвета. Ова карактеристична комбинација материјалног састава и обликованости даје пластику виши степен флексибилности дизајна у поређењу са њиховим колегама.

Јединствени материјал састав и свестрани облици

Разноврсни распон пластичних материјала, свака са својим специфичним својствима омогућава дизајнерима да прилагоде њихов избор према захтевима производа. Ова разноликост, заједно са способношћу плистила у замршене облике, омогућава стварање сложених геометрија и функционалних карактеристика које би биле изазовне или непрактичне са другим материјалима.

Општи поступак пластичног дијела дизајна

Да бисте искористили предности пластике и осигурали оптималан структурни дизајн, од суштинског је значаја да се следи систематски приступ. Општи поступак за дизајн од пластичног дела укључује неколико кључних фаза:

1. Одредите функционалне захтеве и појаву производа:

• Идентификујте предвиђену употребу и потребне функције производа

• Дефинишите жељене естетске жалбе и визуелне карактеристике

2. Нацртајте прелиминарне цртеже дизајна:

• Стварање иницијалних скица и ЦАД модела на основу функционалних и естетских захтева

• Размотрите одабрану својства пластичних материјала током процеса дизајна

3. Прототипирање:

• Производе физичке прототипове користећи методе попут 3Д штампања или ЦНЦ обрада

• Процијените функционалност прототипа, ергономија и целокупни дизајн

4. Испитивање производа:

• Спроводите ригорозне тестове за процену перформанси производа у различитим условима

• Проверите да ли дизајн испуњава наведене функционалне захтеве и безбедносне стандарде

5. Дизајн рекалибрација и ревизија:

• Анализирајте резултате испитивања и идентификујте области за побољшање

• Дајте потребне прилагођавања дизајна да бисте побољшали перформансе, поузданост или производњу

6. Развити важне спецификације:

• Створите детаљне спецификације за коначни производ, укључујући димензије, толеранције и материјалну оцену

• Осигурати да се спецификације ускладе са производним процесима и стандардима контроле квалитета

7. Отворите производњу калупа:

• Дизајн и израђује калуп за убризгавање на основу финализираних спецификација производа

• Оптимизирајте дизајн калупа за ефикасан проток материјала, хлађење и избацивање

8. Контрола квалитета:

• Успоставите чврст систем контроле квалитета за праћење и одржавање конзистентности производа

• Редовно прегледајте произведене делове како би се осигурало да испуњавају наведене захтеве

Фундаментални фактори у пластичном структурном дизајну производа

Дебљина зида

Дебљина зида игра пресудну улогу у пластичном дизајну производа. Правилна дебљина осигурава оптималне перформансе, производи и економичност.

Препоручена дебљина зида Вредност

пластичног материјала	минимум (мм)	Мали делови (мм)	средњи делови (мм)	Велики делови (мм)
Најлон	0.45	0.76	1.5	2.4-3.2
Педер	0.6	1.25	1.6	2.4-3.2
Пс	0.75	1.25	1.6	3.2-5.4
Пмма	0.8	1.5	2.2	4-6.5
Пвц	1.2	1.6	1.8	3.2-5.8
Пп	0.85	1.54	1.75	2.4-3.2
Пц	0.95	1.8	2.3	3-4.5
Помаран	0.8	1.4	1.6	3.2-5.4
Абс	0.8	1	2.3	3.2-6

Фактори који утичу на избор дебљине зида

1. Пластична својства материјала

• Брзина скупљања

• Флуидност током убризгавања

2. Спољне снаге су издржане

• Веће снаге захтевају дебље зидове

• Размотрите металне делове или чекове снаге за посебне случајеве

3. Безбедносни прописи

• Захтеви за отпорност на притисак

• Стандарди запаљивости

Ојачана ребра

Ојачавајући ребра побољшавају снагу без повећања укупне дебљине зида, спречавање деформације производа и побољшати структурни интегритет.

Дизајн смерница за ојачавање ребара

• Дебљина: 0,5-0,75 пута укупна дебљина зида (препоручена: <0.6 пута)

• Висина: мање од 3 пута дебљине зида

• Размак: већи од 4 пута дебљине зида

Аспекти ојачања дизајна која треба пажњу

1. Избегавајте акумулацију материјала на раскрсници ребра

2. Одржавати окомитост на спољне зидове

3. Умањити ојачавање ребра на стрмим падинама

4. Размислите о изгледу утицаја ознака судопера

Нацрт углова

Нацрти углова олакшавају уклањање лакших дела од калупа, обезбеђујући глатке производње и висококвалитетне делове.

Препоручени нацрти углова за различите материјале

Материјал	Калупка ЦОРЕ	ЦОЛПИТ
Абс	35'-1 °	40'-1 ° 20 '
Пс	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
Пц	30'-50 '	35'-1 °
Пп	25'-50 '	30'-1 °
Педер	20'-45 '	25'-45 '
Пмма	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
Помаран	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
Отац	20'-40 '	25'-40 '
ХПВЦ	50'-1 ° 45 '	50'-2 °
Спв	25'-50 '	30'-1 °
Цп	20'-45 '	25'-45 '

Аспекти нацрта избора угао који је потребна пажња

1. Изаберите мањи углови за сјајне површине и дијелове високе прецизности

2. Користите веће углове за делове са високим стопама скупљања

3. Повећајте нацрт за прозирне делове за спречавање огреботина

4. Подесите угао заснован на дубини текстуре за текстурене површине

Р Цорнерс (заобљени углови)

Заобљени углови смањују концентрацију стреса, олакшавају пластични проток и олакшавају демолдирање.

Смјернице за дизајн за Ц углове

• Унутрашњи угаони угао: 0,50 до 1,50 пута дебљине материјала

• Минимални радијус: 0,30 мм

• Одржавајте јединствену дебљину зида када дизајнирате заобљене углове

• Избегавајте заобљене углове на површинама који се раздваја калуп

• Користите минимално 0,30 мм радијуса за ивице да се спрече гребање

Рупе

Рупе служе разним функцијама у пластичним производима и захтевају пажљиво разматрање дизајна.

Захтеви за дизајн за рупе

• Удаљеност између рупа (а): ≥ д (пречник рупа) ако је Д <3,00мм; ≥ 0.70д ако је Д> 3.00ммм

• Удаљеност од рупе до ивице (б): ≥ Д

Однос између пречника рупе и дубине

• Дубина слепа рупа (А): ≤ 5Д (препоручује се <2Д)

• Дубина кроз отвор (Б): ≤ 10д

Разматрање дизајна за посебне врсте рупа

1. Корак рупе: Користите више коаксијално повезаних рупа различитих пречника

2. Обучене рупе: Поравнајте ос са правом отварања калупа када је то могуће

3. Бочне рупе и удубљења: Размотрите основне структуре повлачења или побољшања дизајна

Шефови

Шефови пружају монтажне тачке, подржавају друге делове и побољшавају структурни интегритет.

Основне смернице за дизајн за шефове

• Висина: ≤ 2.5 пута пречник шефа

• Користите ребрасти ребра или причврстите на спољне зидове када је то могуће

• Дизајн за глатки проток пластике и лако подешавање

Дизајнерски бодови за различите материјале

• АБС: спољни пречник ≈ 2к унутрашњи пречник; Користите испреплетене ребра за јачање

• ПБТ: основни дизајн на концепту ребара; Повежите се са бочним зидовима када је то могуће

• ПЦ: Борбе за блокаде са ребрима; Користите за монтажу и подршку

• ПС: Додајте ребра за јачање; Повежите се са бочним зидовима када је у близини

• ПСУ: спољни пречник ≈ 2к унутрашњи пречник; Висина ≤ 2к спољни пречник

Уметци

Уметање побољшава функционалност, пружају украсне елементе и побољшати могућности монтаже у пластичним деловима.

Облик и структурни услови за уметке

1. Производљивост: Компатибилна је са процесима за сечење или жигосање

2. Механичка снага: Довољан материјал и димензије

3. Снага лепљења: Адекватне површинске карактеристике за сигурну прилогу

4. Позиционирање: цилиндрични порочнији порције за лако постављање калупа

5. Превенција блица: Укључите бртвене структуре шефа

6. Пост-обрада: Дизајн средњих операција (навојни, сечење, прирубнице)

Разматрање дизајна приликом коришћења уметака

• Осигурајте прецизно позиционирање унутар плијесни

• Створите снажне везе са обликованим деловима

• Спречите цурење пластике око убачаја

• Размотрите разлике термичких експанзија између уметка и пластичног материјала

Текстура површине производа и дизајн текста / узорка

Површинске текстуре за пластичне производе

Пластичне површине производа могу се дизајнирати са различитим текстурама за унапређење естетике, функционалности и корисничког искуства. Уобичајене површинске текстуре укључују:

1. Гладак

2. Искра

3. Узоркован је заљепљен

4. Угравиран

Глатке површине

Глатке површине резултат су полиране површине плијесни. Они нуде:

• Чист, елегантан изглед

• Лакше део избацивања калупа

• Захтеви за ниже нацрте углова

Спарк-Етцхед површине

Направљено кроз бакар ЕДМ прераду калупљиве шупљине, искривљене површине предвиђају:

• Јединствена, суптилна текстура

• Побољшани стисак

• Смањена видљивост површинских несавршености

Површине сорте

Ове површине имају различите обрасце утечене у калупну шупљину, нудећи:

• Прилагодљиви дизајни

• Побољшана диференцијација производа

• Побољшана тактилна својства

Угравиране површине

Угравиране површине креирају се директним обрасцима обраде у калупу, омогућавајући:

• Дубоко, изразите текстуре

• Сложени дизајн

• Трајност површинских функција

Нацрт угаоних разматрања за текстурене површине

Приликом дизајнирања текстурираних површина, размислите о повећању нацрта углова како би се олакшало делимично избацивање:

Дубина текстуре	препоручила је додатни нацрт углова
0,025 мм	1 °
0,050 мм	2 °
0,075 мм	3 °
> 0.100 мм	4-5 °

Дизајн текста и узорака

Пластични производи често укључују текст и обрасце за брендирање, упутства или декоративне сврхе. Ови елементи се могу подићи или увучени.

Подигнута вс удубљена површина

Препорука: Користите подигнуте површине за текст и обрасце када је то могуће.

Предности подигнутих површина:

• Поједностављена обрада калупа

• Лакше одржавање калупа

• Појачана читљивост

За дизајне који захтевају испирање или уграђене карактеристике:

1. Креирајте уграђену област

2. Подигните текст или образац у удубљењу

3. Одржавајте општи изглед испирања током поједностављивања дизајна калупа

Димензије текста и узорака

димензије	препоручене
Висина / дубина	0,15 - 0,30 мм (уздизање)
	0,15 - 0,25 мм (укупљено)

Спецификације величине текста

Следите ове смернице за оптималан дизајн текста:

• Ширина удараца (а): ≥ 0,25 мм

• Размак између знакова (б): ≥ 0,40 мм

• Удаљеност од знакова до ивице (Ц, Д): ≥ 0,60 мм

Додатни разматрања у дизајну текста / узорка

1. Избегавајте оштре углове у тексту или обрасцима

2. Осигурајте да величина погодује процесу обликовања

3. Размислите о утицају текста / узорака на укупну снагу дела

4. Процијените ефекат текста / узорака на протоку материјала током ливења

Додатна структурна разматрања дизајна

Принципи дизајна структуре ојачања

Арматурне структуре играју пресудну улогу у унапређењу укупне перформансе пластичних производа. Они значајно побољшавају чврстоћу, крутост и димензионалну стабилност.

Кључни циљеви ојачавања:

1. Побољшање снаге

2. Побољшање крутости

3. Спречавање превенције

4. Смањење деформације

Правилно позиционирање и димензија појачања:

• Дебљина зида: 0,4-0,6 пута Главна дебљина тела

• Размак:> 4 пута главна дебљина тела

• Висина: <3 пута главна дебљина тела

• Ојачање на колони за вијак: најмање 1,0 мм испод површине колоне

• Опште ојачање: минимално 1,0 мм испод дела површине или линије партије

Напредне технике арматуре:

1. Неусклађене арматурне траке за спречавање накупљања материјала

2. Шупље структуре на раскрсницама ојачања

3. Дизајни засновани на тензима за витке појачања

Избегавање концентрације стреса

Концентрација стреса може значајно утицати на структурни интегритет и дуговечност пластичних производа. Правилне технике дизајна могу ублажити ова питања.

Важност избегавања оштрих углова:

• Смањена снага дела

• Повећани ризик од иницијације пуцања

• Потенцијал за преурањени неуспех

Мере за смањење концентрације стреса:

1. Цхамферс

2. Заобљени углови

3. Нежне падине за прелазе

4. Унутрашња шупља на СХАРП-у

техника	Опис	Бенефицијента
Цхамферс	Копривете ивице	Постепена дистрибуција стреса
Заобљени углови	Закривљене прелазе	Елиминише оштре стресне тачке
Нежне падине	Постепена промена дебљине	Чак и дистрибуција стреса
Унутрашњи шупљиви	Уклањање материјала на угловима	Локализовано смањење стреса

Дизајн одговарајућих нацрта углова

Нацрти углова су од суштинског значаја за успешан део калупа. Они значајно утичу на квалитет и ефикасност израде дела.

Принципи за одређивање нацрта углова:

1. Користите целокупни углови са бројем (нпр. 0,5 °, 1 °, 1,5 °)

2. Спољни углови> Унутрашњи углови

3. Максимизирајте углове без угрожавања изгледа

Чимбеници који утичу на израду углова величине:

• Дубина дела

• Површинска завршна обрада

• Стопа скупљања материјала

• Дубина текстуре

Нацрт угаоних дизајнерских тачака за различите материјале:

Препоручени	нацрт угаоног углога
Абс	0,5 ° - 1 °
Пц	1 ° - 1,5 °
Пп	0,5 ° - 1 °
Пс	0,5 ° - 1 °
Кућни љубимац	1 ° - 1,5 °

Структурни дизајн перспективе структуре калупа

Ефикасан дизајн калупа је пресудан за успешну производњу пластичних делова. Размотрите ове аспекте да оптимизирају и део дијела и калупа.

Избегавање сложених структура:

• Поједноставите геометрију дела

• Смањите подреза

• Смањите бочне акције

Избегавање интерних структура за сечење:

• Елиминишите функције које захтевају сложене језгре повлачења

• Дизајн за сплит-лине приступачност

С обзиром на потребе за бочним ослобађањем:

• Дозволите довољно простора за кретање клизача

• Дизајн одговарајућих површина искључивања

• Оптимизирајте оријентацију у калупу

Дизајн за не-изотропне карактеристике пластике

Многа пластика показује не-изотропна својства, захтевају да се специјална дизајнерска разматрања максимизирају перформансе.

Поравнавање смера протока материјала са смером оптерећења:

• Оријентијски калупи калупа за промоцију повољних образаца протока

• Размотрите оријентацију влакана у ојачаној пластици

Смјер силе у односу на Фусион Линес:

• Дизајн сила окомито или угаоне на линије заваривања

• Избегавајте паралелне снаге за Фусион Линес да спрече слабост

Структурни дизајн из перспективе Скупштине

Ефективна дизајн монтаже осигурава функционалност производа, дуготрајност и једноставност производње.

Избегавање великих величина са малим толеранцијама:

• Разбијте велике делове у мање компоненте

• Користите одговарајуће снопове толеранције

Дизајн везивања интерфејса:

• Приоритет силу смицања преко напетости за кидање

• Повећајте површину за лепљење површине

• Размислите о хемијској компатибилности лепкова

Разматрање за везу за вијак за пластичне делове:

• Користите уметке за везе са високим стресом

• Дизајн одговарајућих шефова

• Размотрите разлике топлотне експанзије

Резиме

У пластичном дизајну производа, кључни структурални фактори попут дебљине стијенке, ојачавајући ребра и нацрт углова су од суштинског значаја за издржљивост и перформансе. То је пресудно за разматрање материјалних својстава, структуре калупа и потребе за монтажом у целом процесу. Правилни структурни дизајн не само побољшава функционалност производа, већ и смањује недостатке и трошкове производње. Фокусирањем на ове елементе дизајна произвођачи могу да обезбеде квалитетне, исплативне делове пластике који испуњавају функционалне и естетске захтеве.