Мовдання ін'єкції вимагає точності, і один критичний фактор часто не помічається: товщина стінок. Як це впливає на якість та вартість продукції?
Товщина стінок у пластикових деталях впливає на міцність, час охолодження та потік матеріалу. Неправильна товщина призводить до таких дефектів, як викривлення або позначки.
У цій публікації ви дізнаєтесь основні вказівки щодо розробки оптимальної товщини стін для загальної пластмаси. Ми висвітлюємо найкращі практики, рекомендовані діапазони для матеріалів та ключові фактори, що впливають на ваш вибір.
Що таке товщина стінки в ліпленнях впорскування?
Товщина стінок відноситься до відстані між двома паралельними поверхнями ін'єкційної формованої частини. Це найважливіший проектний параметр, що впливає на структурну цілісність, зовнішній вигляд та виготовлення частини.
Значення товщини стін у дизайні продукту
Правильна конструкція товщини стіни життєво важлива для успішного лиття для введення. Це впливає на кілька ключових аспектів розробки та виготовлення продукції:
Зменшене використання сировини
Оптимальна товщина стінок допомагає мінімізувати споживання матеріалу. Це призводить до:
Покращена якість частини
Добре розроблена товщина стіни сприяє кращому якості частини за:
Мінімізація таких дефектів, як позначки раковини, Warpage та порожнечі
Посилення структурної сили та жорсткості
Поліпшення обробки поверхні та розмірної точності
Швидша швидкість виробництва
Відповідна товщина стіни може значно прискорити виробництво:
Коротший час охолодження, скорочення загального часу циклу
Вдосконалений потік матеріалу, полегшуючи легше заповнення цвілі
Менше необхідна післяобробка, впорядкування виробництва
Рекомендована товщина стінок для загальної пластмас
Рекомендації щодо товщини стіни змінюються залежно від специфічного пластикового матеріалу. Як правило, вони коливаються від 0,020 дюймів до 0,500 дюймів. Ці вказівки забезпечують оптимальну продуктивність та виробництво.
Пластикова діаграма товщини стінки для загально використовуваних термопластиків
Для різних пластмасів ідеальна товщина стінки потрапляє в певні діапазони. Нижче наведено діаграму, що показує рекомендовану товщину для зазвичай використовуваних матеріалів у процесах лиття під тиском: Рекомендована
| матеріал | товщина стінки (в) | Рекомендована товщина стінки (мм) |
| Абс | 0,045 - 0,140 | 1.14 - 3,56 |
| ПК+ABS | 0,035 - 0,140 | 0,89 - 3,56 |
| Ацетальний | 0,030 - 0,120 | 0,76 - 3,05 |
| Акрил | 0,025 - 0,500 | 0,64 - 12,7 |
| Нейлон | 0,030 - 0,115 | 0,76 - 2,92 |
| Полікарбонат (ПК) | 0,040 - 0,150 | 1,02 - 3,81 |
| Поліетилен (ПЕ) | 0,030 - 0,200 | 0,76 - 5,08 |
| Поліпропілен (ПП) | 0,025 - 0,150 | 0,64 - 3,81 |
| Полістирол (PS) | 0,035 - 0,150 | 0,89 - 3,81 |
| Поліуретан | 0,080 - 0,750 | 2,03 - 19.05 |
Фактори, що впливають на вибір матеріалу
Вибір правого пластику для частини передбачає більше, ніж просто вибір правильної товщини стіни. Кілька факторів впливають на вибір матеріалу, що в кінцевому рахунку визначає продуктивність та довговічність формованої частини.
Хімічна та УФ -резистентність
Матеріали повинні протистояти впливу хімікатів, розчинників та ультрафіолетового (УФ) світла. Пластмаса, як ABS та PC+ABS, пропонують помірну хімічну стійкість, але можуть погіршитись при інтенсивному впливу УФ. На відміну від цього, поліпропілен (ПП) та акрил підтримують хорошу резистентність УФ, що робить їх придатними для зовнішніх застосувань.
Теплостійкість
Теплостійкість - ще одна критична увага. Полікарбонат (ПК) може обробляти більш високі температури порівняно з ABS, що деформується при нижчих рівнях тепла. Nylon пропонує хорошу тепловідповідач із додаванням наповнювачів, тоді як PE та PP Excel у низьких та помірних температурних середовищах.
Сила та гнучкість
Міцність матеріалу та гнучкість диктують довговічність частини при механічному стресі. ABS забезпечує помірну міцність з хорошою стійкістю до удару, тоді як нейлон та ПК+ABS відомі своєю більш високою міцністю на розрив. Для гнучких деталей поліуретан та поліпропілен часто є матеріалами вибору.
Колір та непрозорість
Естетичні вимоги частини впливатимуть на вибір матеріалу. Деякі пластмаси, такі як акриловий та полікарбонат, є кращими для їх прозорості та оптичної ясності. ABS і PP легко можуть бути пігментовані для досягнення конкретних кольорів, зберігаючи при цьому рівномірність частини.
Електромагнітна сумісність
Деякі програми вимагають матеріалів із специфічними електромагнітними властивостями. Полікарбонатні та ABS суміші (ПК+ABS) часто використовуються в електроніці, де потрібні екранування електроромагнітних інтерференцій (EMI), тоді як такі матеріали, як нейлон, можуть бути обрані для їх ізоляційних властивостей в електричних компонентах.
Принципи дизайну товщини пластикової частини
Принцип рівномірної стінки
Підтримка рівномірної товщини стінок має вирішальне значення для оптимальної роботи:
Зберігайте зміни товщини в межах 25% від основної товщини стінки
Забезпечте мінімальну товщину стінки 0,4 мм по всій частині
Конкретні вказівки товщини
Різні компоненти потребують специфічних діапазонів товщини: рекомендована
| компонента | товщина (мм) |
| Оболонка (напрямок товщини) | 1,2 - 1,4 |
| Бічні стіни | 1,5 - 1,7 |
| Зовнішня лінза Опорна поверхня | 0.8 |
| Внутрішня лінза Опорна поверхня | ≥ 0,6 |
| Кришка акумулятора | 0,8 - 1,0 |
Поступові переходи товщини
Гладкі переходи між різною товщиною запобігають дефектам:
Підтримуйте незначні відмінності товщини при товстих стінках
Націліться на 40-60% сусідньої товщини стінки
Впровадити дугові переходи на настінні перехрестя
Властивості матеріалу та заповнення властивостей
Товщина стінки впливає на потік матеріалу під час ін'єкції:
Більш довгі шляхи потоку потребують трохи товстіших стін
Різні матеріали демонструють різну довжину потоку при товщині стінки 2,5 мм
Мінімізація товщини стіни
Функціональність балансу та ефективність матеріалу:
Встановіть мінімальну товщину до 0,6-0,9 мм
Націліться на загальний діапазон 2-5 мм
Зменшіть товщину, де це можливо, щоб заощадити матеріал та знизити витрати
Враховуючи в'язкість матеріалу
Властивості матеріалу впливають на дизайн товщини:
Дизайн товщини стін на основі принципів витрат
Зв'язок між часом охолодження та товщиною стіни
Товщина стіни суттєво впливає на час охолодження, впливає на ефективність виробництва та витрати:
Товсті стіни потребують більш тривалих періодів охолодження
Розширений час охолодження знижує загальну продуктивність
Збільшення часу циклу призводить до більш високих одиничних витрат
Розглянемо наступне залежність:
| Товщина стінки збільшує | приблизне збільшення часу охолодження |
| 10% | 20% |
| 20% | 45% |
| 30% | 70% |
Мінімізація товщини стіни для оптимальної ефективності
Функціональність та ефективність балансування вимагає ретельного розгляду:
Функціональні вимоги:
Переконайтесь, що частина виконання відповідає технічним характеристикам дизайну
Підтримувати необхідну силу та довговічність
Структурна цілісність:
Оптимізація охолодження:
Забезпечення якості:
Запобігти таким дефектам, як позначки раковини або Warpage
Підтримуйте розмірну точність та обробку поверхні
Оптимізуючи ці фактори, дизайнери можуть:
Зменшити використання матеріалу
Скоротити час охолодження
Підвищити ефективність виробництва
Зниження загальних виробничих витрат
Вплив неоднорідної товщини стінки
Неоднорідна товщина стінок при лицьовій формі може призвести до ряду проблем, що впливають на якість продукції, так і ефективність виробництва. Ці зміни можуть спричинити дефекти, дисбаланс охолодження та труднощі під час процесу формування.
Косметичні дефекти
Однією з найпоширеніших проблем, що виникають внаслідок нерівномірної товщини стінки, є косметичні дефекти. Ці недосконалості впливають на зовнішній вигляд і, в деяких випадках, структурну цілісність частини.
Позначки раковини : товстіші секції охолоджуються повільніше, внаслідок чого поверхня зануриться всередину, створюючи видимі позначки.
Warpage : нерівна усадка між товстими та тонкими зрізами призводить до спотворення частки або викривлення, оскільки різні області охолоджуються з різними темпами.
Варіації швидкості охолодження
Неоднорідна товщина спричиняє непослідовну швидкість охолодження по всій частині. Більш товсті ділянки потребують більше часу, а тонші ділянки затверджуються швидше. Цей дисбаланс може призвести до дефектів і вимагає тривалого часу циклу, щоб забезпечити належне охолодження всіх областей, знижуючи загальну ефективність виробництва.
Проблеми з нарученням
Гірінг при лицьовій формі стає складнішим при роботі з нерівномірними стінами. Розплавлений матеріал може мати труднощі, що надходять у тонші зрізи після заповнення товстіших ділянок. Це переривання потоку може спричинити неповне наповнення або непослідовну упаковку, що призводить до дефектів та низької ефективності.
Питання зовнішнього вигляду
Неоднорідна товщина часто призводить до проблем із зовнішнім виглядом, такими як:
Лінії потоку : Варіації товщини викликають нерегулярні схеми потоку, створюючи видимі смуги або лінії на поверхні частини.
Труднощі з підтримкою контакту порожнини : Більш товсті секції можуть не підтримувати повний контакт порожнини під час охолодження, що важко досягне бажаної обробки поверхні або текстури.
Напруга зсуву та орієнтація на волокна
Неоднорідна товщина стінок також впливає на внутрішню структуру формованої частини, особливо у пластмасі, що підсилює волокном. Більш тонкі ділянки відчувають більший напруження зсуву, що призводить до різних орієнтацій волокон. Ця зміна вирівнювання волокон впливає на силу частини і може сприяти викривленню або відмові під навантаженням.
Обчислення товщини стінки за допомогою співвідношення потоку (l/t)
Визначення коефіцієнта потоку (l/t)
Коефіцієнт потоку (L/T) являє собою залежність між довжиною шляху потоку (L) та товщиною стінки (t) у литтях впорскування. Це вказує, наскільки далеко розплавлений пластик може рухатися в межах заданої товщини стінки.
Важливість співвідношення L/T
Співвідношення L/T відіграє вирішальну роль у:
Визначення оптимальних місць введення
Встановлення досяжних товщин стін
Балансування дизайну частини з виготовленням
Більш високе співвідношення L/T дозволяє робити тонші стінки або більш тривалі шляхи потоку, впливаючи на загальну конструкцію частини та ефективність виробництва.
Фактори, що впливають на обчислення співвідношення l/t
Кілька змінних впливають на співвідношення L/T:
Температура матеріалу
Температура цвілі
Поверхнева обробка
В'язкість смоли
Тиск ін'єкції
Ці фактори складно взаємодіють, що робить точні розрахунки складними. Досвідчені форми часто покладаються на приблизні діапазони та практичні знання.
Приклад розрахунку співвідношення L/T
Розглянемо частину ПК за допомогою:
L/T (загальний) = L1/T1 (бігун) + L2/T2 (продукт) = 100/5 + 200/2 = 120
Це перевищує типове співвідношення L/T для ПК (90), що вказує на потенційні труднощі з ліпленням.
Поліпшення формальності
Для підвищення формальності:
Відрегулюйте позиціонування воріт:
Змініть товщину стіни:
Ці коригування оптимізують процес формування, забезпечуючи кращу якість частини та ефективність виробництва.
Інші міркування щодо конструкції товщини стінки для лиття
Розробка правильної товщини стін для ін'єкційних деталей передбачає більше, ніж просто основні вказівки. Кілька факторів впливають на остаточну конструкцію, впливаючи як на продуктивність, так і на ефективність виробництва.
Основна структура та розмірні вимоги
Основи дизайну продукту суттєво впливають на товщину стінок:
Загальна форма та розмір диктують вимоги до мінімальної товщини
Складні геометрії можуть потребувати різної товщини стінки
Потреби структурної цілісності часто визначають мінімальні значення товщини
Дизайнери повинні збалансувати ці фактори з питаннями виготовлення для оптимізації продуктивності та ефективності виробництва.
Властивості та характеристики сировини
Вибір матеріалу відіграє вирішальну роль у дизайні товщини стін: Власність
| власності на матеріал | на товщину стін |
| Індекс потоку розплаву | Більш високі MFI дозволяє робити тонші стіни |
| Швидкість усадки | Впливає на розмірну точність та бойові вироби |
| Теплопровідність | Впливає на час охолодження та ефективність циклу |
Розуміння цих властивостей допомагає дизайнерам вибирати відповідні товщини стін для конкретних матеріалів.
Параметри процесу дизайну та впорскування
Міркування цвілі та процесів впливають на рішення про товщину стінок:
Розташування воріт та розміри впливу потоку та вимоги до товщини
Конструкція системи охолодження впливає на досяжну товщину стін
Тиск ін'єкції та обмеження швидкості можуть диктувати мінімальну товщину
Співпраця з дизайнерами цвілі та інженерами з процесів забезпечує оптимальну товщину стін для виготовлення.
Вимоги до складання та використання
Міркування щодо кінцевого використання повинні враховувати дизайн товщини стіни:
Значні підходження та живі петлі потребують специфічних співвідношень товщини до довжини
Ділянки, що несуть навантаження, можуть потребувати армованої товщини стінки
Теплові або електричні ізоляційні потреби можуть впливати на вибір товщини
Дизайнери повинні враховувати весь життєвий цикл продукту при визначенні відповідних товщин стінок.
Висновок
При проектуванні для лиття під тиском є підтримка оптимальної товщини стінок. Це впливає на силу, час охолодження та ефективність виробництва. Дотримуючись рекомендованих вказівок щодо різних матеріалів, забезпечують послідовні результати та зменшують такі дефекти, як позначки раковини або викривлення.
Робота з досвідченим виробником допомагає тонко налаштовувати товщину стіни для конкретних потреб проекту. Вони дають цінну інформацію про методи матеріальної поведінки, інструментів та ліплення.
Оптимізація товщини стін врівноважує вартість, якість та продуктивність. Це зменшує використання матеріалу, скорочує час охолодження та підвищує довговічність частини. Правильна конструкція товщини призводить до ефективного, якісного виробництва.
