Đúc phun đòi hỏi độ chính xác, và một yếu tố quan trọng thường bị bỏ qua: độ dày thành. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và chi phí như thế nào?
Độ dày tường trong các bộ phận nhựa tác động đến sức mạnh, thời gian làm mát và dòng chảy vật liệu. Độ dày không phù hợp dẫn đến các khiếm khuyết như cong vênh hoặc dấu chìm.
Trong bài đăng này, bạn sẽ học các hướng dẫn thiết yếu để thiết kế độ dày tường tối ưu cho nhựa thông thường. Chúng tôi sẽ bao gồm các thực tiễn tốt nhất, phạm vi được đề xuất cho vật liệu và các yếu tố chính ảnh hưởng đến lựa chọn của bạn.
Độ dày của tường trong ép phun là gì?
Độ dày tường đề cập đến khoảng cách giữa hai bề mặt song song của một phần đúc. Đó là một tham số thiết kế quan trọng ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc, ngoại hình và khả năng sản xuất của bộ phận.
Ý nghĩa của độ dày tường trong thiết kế sản phẩm
Thiết kế độ dày tường thích hợp là rất quan trọng để ép phun thành công. Nó tác động đến một số khía cạnh chính của phát triển và sản xuất sản phẩm:
Giảm sử dụng nguyên liệu thô
Độ dày tường tối ưu giúp giảm thiểu tiêu thụ vật liệu. Điều này dẫn đến:
Cải thiện chất lượng bộ phận
Độ dày tường được thiết kế tốt góp phần vào chất lượng phần tốt hơn bằng cách:
Giảm thiểu các khuyết tật như dấu chìm, warpage và khoảng trống
Tăng cường sức mạnh cấu trúc và độ cứng
Cải thiện độ chính xác bề mặt và độ chính xác kích thước
Tốc độ sản xuất nhanh hơn
Độ dày tường thích hợp có thể tăng tốc đáng kể sản xuất:
Thời gian làm mát ngắn hơn, giảm thời gian chu kỳ tổng thể
Cải thiện lưu lượng vật liệu, tạo điều kiện cho việc lấp khuôn dễ dàng hơn
Yêu cầu xử lý hậu kỳ ít hơn, hợp lý hóa sản xuất
Độ dày tường được đề xuất cho nhựa thông thường
Khuyến nghị độ dày tường khác nhau tùy thuộc vào vật liệu nhựa cụ thể. Nói chung, chúng dao động từ 0,020 inch đến 0,500 inch. Những hướng dẫn này đảm bảo hiệu suất và khả năng sản xuất phần tối ưu.
Biểu đồ độ dày thành nhựa cho nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng
Đối với các loại nhựa khác nhau, độ dày tường lý tưởng nằm trong một số phạm vi nhất định. Dưới đây là một biểu đồ cho thấy độ dày được đề xuất cho các vật liệu thường được sử dụng trong các quy trình ép phun: Độ dày tường được khuyến nghị
| Vật liệu | (IN) | Độ dày tường được đề xuất (mm) |
| Abs | 0,045 - 0,140 | 1.14 - 3,56 |
| PC+abs | 0,035 - 0,140 | 0,89 - 3,56 |
| Acetal | 0,030 - 0,120 | 0,76 - 3.05 |
| Acrylic | 0,025 - 0,500 | 0,64 - 12,7 |
| Nylon | 0,030 - 0,115 | 0,76 - 2,92 |
| Polycarbonate (PC) | 0,040 - 0,150 | 1.02 - 3,81 |
| Polyetylen (PE) | 0,030 - 0,200 | 0,76 - 5,08 |
| Polypropylen (PP) | 0,025 - 0,150 | 0,64 - 3,81 |
| Polystyrene (PS) | 0,035 - 0,150 | 0,89 - 3,81 |
| Polyurethane | 0,080 - 0,750 | 2.03 - 19,05 |
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn vật liệu
Chọn nhựa phù hợp cho một phần liên quan đến nhiều hơn là chỉ chọn độ dày tường chính xác. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn vật chất, cuối cùng xác định hiệu suất và tuổi thọ của phần đúc.
Khả năng kháng hóa chất và tia cực tím
Vật liệu phải chịu được tiếp xúc với hóa chất, dung môi và tia cực tím (UV). Nhựa như ABS và PC+ABS cung cấp khả năng kháng hóa chất vừa phải nhưng có thể làm suy giảm dưới mức tiếp xúc với tia cực tím. Ngược lại, polypropylen (PP) và acrylic duy trì khả năng chống tia cực tím tốt, làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng ngoài trời.
Điện trở nhiệt
Điện trở nhiệt là một cân nhắc quan trọng khác. Polycarbonate (PC) có thể xử lý nhiệt độ cao hơn so với ABS, làm biến dạng ở mức nhiệt thấp hơn. Nylon cung cấp khả năng chịu nhiệt tốt với việc bổ sung chất độn, trong khi PE và PP vượt trội trong môi trường nhiệt độ thấp đến trung bình.
Sức mạnh và sự linh hoạt
Sức mạnh vật chất và tính linh hoạt chỉ ra độ bền một phần dưới căng thẳng cơ học. ABS cung cấp sức mạnh vừa phải với khả năng chống va đập tốt, trong khi nylon và PC+ABS được biết đến với độ bền kéo cao hơn. Đối với các bộ phận linh hoạt, polyurethane và polypropylen thường là vật liệu được lựa chọn.
Màu sắc và độ mờ
Các yêu cầu thẩm mỹ của phần sẽ ảnh hưởng đến lựa chọn vật liệu. Một số nhựa, chẳng hạn như acrylic và polycarbonate, được ưu tiên cho độ trong suốt và rõ ràng quang học của chúng. ABS và PP có thể dễ dàng được sắc tố để đạt được màu sắc cụ thể, đồng thời duy trì tính đồng nhất một phần.
Khả năng tương thích điện từ
Một số ứng dụng yêu cầu vật liệu có đặc tính điện từ cụ thể. Hỗn hợp polycarbonate và ABS (PC+ABS) thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử trong đó cần che chắn nhiễu điện từ (EMI), trong khi các vật liệu như nylon có thể được chọn cho các đặc tính cách điện của chúng trong các thành phần điện.
Nguyên tắc thiết kế độ dày bộ phận nhựa
Nguyên tắc độ dày tường thống nhất
Duy trì độ dày tường đồng đều là rất quan trọng cho hiệu suất phần tối ưu:
Giữ các biến thể độ dày trong phạm vi 25% độ dày tường cơ bản
Đảm bảo độ dày thành tối thiểu 0,4mm trong suốt phần
Hướng dẫn độ dày cụ thể
Các thành phần khác nhau yêu cầu phạm vi độ dày riêng: Độ dày được đề xuất
| thành phần | (mm) |
| Vỏ (hướng dày) | 1.2 - 1.4 |
| Bức tường bên | 1,5 - 1.7 |
| Bề mặt hỗ trợ ống kính bên ngoài | 0.8 |
| Bề mặt hỗ trợ ống kính bên trong | 0,6 |
| Vỏ pin | 0,8 - 1,0 |
Chuyển đổi độ dày dần dần
Chuyển đổi trơn tru giữa độ dày khác nhau ngăn ngừa khiếm khuyết:
Duy trì sự khác biệt về độ dày nhỏ ở các kết nối tường mỏng
Mục tiêu cho 40-60% độ dày tường liền kề
Thực hiện chuyển đổi hồ quang tại các điểm nối tường
Dòng vật liệu và các thuộc tính lấp đầy
Độ dày của tường ảnh hưởng đến lưu lượng vật liệu trong quá trình tiêm:
Đường dẫn dòng chảy dài hơn đòi hỏi những bức tường hơi dày hơn
Các vật liệu khác nhau thể hiện chiều dài dòng chảy khác nhau ở độ dày 2,5mm
Giảm thiểu độ dày tường
Chức năng cân bằng và hiệu quả vật liệu:
Đặt độ dày tối thiểu thành 0,6-0,9mm
Mục tiêu cho một phạm vi chung 2-5mm
Giảm độ dày khi có thể tiết kiệm vật liệu và chi phí thấp hơn
Xem xét độ nhớt vật liệu
Tính chất vật liệu ảnh hưởng đến thiết kế độ dày:
Thiết kế độ dày tường dựa trên các nguyên tắc chi phí
Mối quan hệ giữa thời gian làm mát và độ dày tường
Độ dày của tường ảnh hưởng đáng kể đến thời gian làm mát, ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất và chi phí:
Bức tường dày hơn đòi hỏi thời gian làm mát dài hơn
Thời gian làm mát kéo dài làm giảm năng suất tổng thể
Thời gian chu kỳ tăng dẫn đến chi phí đơn vị cao hơn
Hãy xem xét mối quan hệ sau:
| Độ dày tường tăng | thời gian làm mát gần đúng |
| 10% | 20% |
| 20% | 45% |
| 30% | 70% |
Giảm thiểu độ dày tường cho hiệu quả tối ưu
Cân bằng chức năng và hiệu quả đòi hỏi phải xem xét cẩn thận:
Yêu cầu chức năng:
Tính toàn vẹn về cấu trúc:
Tối ưu hóa làm mát:
Đảm bảo chất lượng:
Bằng cách tối ưu hóa các yếu tố này, các nhà thiết kế có thể:
Tác động của độ dày tường không đồng đều
Độ dày tường không đồng nhất trong ép phun có thể dẫn đến một loạt các vấn đề ảnh hưởng đến cả chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất. Những biến thể này có thể gây ra khiếm khuyết, mất cân bằng làm mát và khó khăn trong quá trình đúc.
Khiếm khuyết mỹ phẩm
Một trong những vấn đề phổ biến nhất do độ dày tường không đồng nhất là khiếm khuyết mỹ phẩm. Những sự không hoàn hảo này ảnh hưởng đến sự xuất hiện và, trong một số trường hợp, tính toàn vẹn cấu trúc của bộ phận.
Dấu chìm : Các phần dày hơn nguội chậm hơn, khiến bề mặt chìm vào trong, tạo ra các dấu hiệu có thể nhìn thấy.
Warpage : Sự co ngót không đều giữa các phần dày và mỏng dẫn đến biến dạng một phần, hoặc cong vênh, vì các khu vực khác nhau nguội ở các tốc độ khác nhau.
Biến thể tốc độ làm mát
Độ dày không đồng nhất gây ra tốc độ làm mát không nhất quán trong phần. Các phần dày hơn mất nhiều thời gian hơn để làm mát, trong khi các khu vực mỏng hơn củng cố nhanh hơn. Sự mất cân bằng này có thể dẫn đến khiếm khuyết và yêu cầu thời gian chu kỳ kéo dài để đảm bảo tất cả các khu vực được làm mát đúng cách, giảm hiệu quả sản xuất tổng thể.
Thử thách
Gating trong ép phun trở nên phức tạp hơn khi xử lý các bức tường không đồng nhất. Vật liệu nóng chảy có thể gặp khó khăn trong các phần mỏng hơn sau khi lấp đầy các khu vực dày hơn. Sự gián đoạn dòng chảy này có thể gây ra sự lấp đầy không đầy đủ hoặc đóng gói không nhất quán, dẫn đến khiếm khuyết và hiệu quả kém.
Vấn đề ngoại hình
Độ dày không đồng nhất thường dẫn đến các vấn đề ngoại hình như:
Dòng chảy : Biến thể độ dày gây ra các mẫu dòng chảy không đều, tạo ra các vệt hoặc đường có thể nhìn thấy trên bề mặt bộ phận.
Khó khăn duy trì tiếp xúc khoang : Các phần dày hơn có thể không duy trì tiếp xúc với khoang hoàn toàn trong quá trình làm mát, khiến cho việc đạt được hoàn thiện bề mặt mong muốn hoặc kết cấu mong muốn.
Ứng suất cắt và định hướng sợi
Độ dày tường không đồng nhất cũng tác động đến cấu trúc bên trong của phần đúc, đặc biệt là trong nhựa được gia cố sợi. Các khu vực mỏng hơn trải qua căng thẳng cắt cao hơn, dẫn đến các định hướng sợi khác nhau. Sự thay đổi trong căn chỉnh sợi này ảnh hưởng đến sức mạnh của bộ phận và có thể góp phần làm cong vênh hoặc thất bại khi tải.
Tính toán độ dày tường bằng tỷ lệ dòng chảy (L/T)
Định nghĩa tỷ lệ dòng chảy (L/T)
Tỷ lệ dòng chảy (L/T) thể hiện mối quan hệ giữa chiều dài đường dẫn dòng (L) và độ dày thành (t) trong đúc phun. Nó cho biết nhựa nóng chảy có thể đi được bao xa trong một độ dày tường nhất định.
Tầm quan trọng của tỷ lệ L/T
Tỷ lệ L/T đóng một vai trò quan trọng trong:
Xác định vị trí điểm tiêm tối ưu
Thiết lập độ dày tường có thể đạt được
Cân bằng thiết kế bộ phận với khả năng sản xuất
Tỷ lệ L/T cao hơn cho phép các bức tường mỏng hơn hoặc đường dẫn dòng dài hơn, ảnh hưởng đến thiết kế bộ phận và hiệu quả sản xuất tổng thể.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán tỷ lệ L/T
Một số biến ảnh hưởng đến tỷ lệ L/T:
Nhiệt độ vật chất
Nhiệt độ khuôn
Bề mặt hoàn thiện
Độ nhớt nhựa
Áp lực tiêm
Những yếu tố này tương tác phức tạp, làm cho các tính toán chính xác trở nên khó khăn. Những người đúc có kinh nghiệm thường dựa vào phạm vi gần đúng và kiến thức thực tế.
Ví dụ Tính toán tỷ lệ L/T
Xem xét một phần PC với:
Độ dày tường: 2 mm
Khoảng cách lấp đầy sản phẩm: 200mm
Chiều dài người chạy: 100mm
Đường kính người chạy: 5 mm
L/T (Tổng cộng) = L1/T1 (Người chạy) + L2/T2 (Sản phẩm) = 100/5 + 200/2 = 120
Điều này vượt quá tỷ lệ L/T điển hình cho PC (90), cho thấy những khó khăn đúc tiềm năng.
Cải thiện khả năng đúc
Để tăng cường khả năng chuyển nhượng:
Điều chỉnh định vị cổng:
Sửa đổi độ dày tường:
Những điều chỉnh này tối ưu hóa quá trình đúc, đảm bảo chất lượng bộ phận và hiệu quả sản xuất tốt hơn.
Những cân nhắc khác cho thiết kế độ dày tường phun
Thiết kế độ dày tường chính xác cho các bộ phận được đúc tiêm liên quan đến nhiều hơn chỉ là các hướng dẫn cơ bản. Một số yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế cuối cùng, tác động đến cả hiệu suất và hiệu quả sản xuất.
Cấu trúc cơ bản và các yêu cầu kích thước
Thiết kế sản phẩm Nguyên tắc cơ bản ảnh hưởng đáng kể đến độ dày tường:
Hình dạng tổng thể và kích thước chỉ ra các yêu cầu độ dày tối thiểu
Hình học phức tạp có thể đòi hỏi độ dày thành khác nhau
Nhu cầu toàn vẹn cấu trúc thường xác định giá trị độ dày tối thiểu
Các nhà thiết kế phải cân bằng các yếu tố này với mối quan tâm về khả năng sản xuất để tối ưu hóa hiệu suất một phần và hiệu quả sản xuất.
Tính chất và đặc điểm của nguyên liệu thô
Lựa chọn vật liệu đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế độ dày tường: Tác động
| của vật liệu | đến độ dày tường |
| Chỉ số dòng chảy tan chảy | MFI cao hơn cho phép các bức tường mỏng hơn |
| Tốc độ co rút | Ảnh hưởng đến độ chính xác về chiều và warpage |
| Độ dẫn nhiệt | Ảnh hưởng đến thời gian làm mát và hiệu quả chu kỳ |
Hiểu các tính chất này giúp các nhà thiết kế chọn độ dày tường phù hợp cho các vật liệu cụ thể.
Thiết kế khuôn và các thông số quy trình ép phun
Các cân nhắc về nấm mốc và quá trình ảnh hưởng đến các quyết định độ dày tường:
Vị trí cổng và kích thước mô hình dòng chảy tác động và yêu cầu độ dày
Thiết kế hệ thống làm mát ảnh hưởng đến độ dày tường có thể đạt được
Áp lực tiêm và giới hạn tốc độ có thể chỉ ra độ dày tối thiểu
Phối hợp với các nhà thiết kế khuôn và kỹ sư xử lý đảm bảo độ dày tường tối ưu cho khả năng sản xuất.
Yêu cầu lắp ráp và sử dụng
Cân nhắc sử dụng cuối phải là yếu tố vào thiết kế độ dày tường:
Snap phù hợp và bản lề sống đòi hỏi tỷ lệ độ dày trên chiều dài cụ thể
Các khu vực chịu tải có thể cần độ dày tường gia cố
Nhu cầu cách nhiệt hoặc điện có thể ảnh hưởng đến các lựa chọn độ dày
Các nhà thiết kế nên xem xét toàn bộ vòng đời sản phẩm khi xác định độ dày tường thích hợp.
Phần kết luận
Trong việc thiết kế để ép phun, duy trì độ dày tường tối ưu là chìa khóa. Nó tác động đến sức mạnh, thời gian làm mát và hiệu quả sản xuất. Theo các hướng dẫn được đề xuất cho các vật liệu khác nhau đảm bảo kết quả nhất quán và giảm các khiếm khuyết như dấu chìm hoặc cong vênh.
Làm việc với một nhà sản xuất có kinh nghiệm giúp tinh chỉnh độ dày tường cho các nhu cầu dự án cụ thể. Họ cung cấp những hiểu biết có giá trị về hành vi vật chất, công cụ và kỹ thuật đúc.
Tối ưu hóa độ dày tường cân bằng chi phí, chất lượng và hiệu suất. Nó làm giảm việc sử dụng vật liệu, rút ngắn thời gian làm mát và tăng cường độ bền một phần. Thiết kế độ dày thích hợp dẫn đến sản xuất hiệu quả, chất lượng cao.
