Ключевые соображения по проектированию для успешного вентилирования литьевых форм

Понимание вентиляции в литьевых формах

Вентиляция в Литьевая пресс-форма относится к процессу, позволяющему захваченным газам и воздуху выходить из полости формы на этапе заполнения. Без адекватной вентиляции эти захваченные газы могут привести к различным проблемам, включая неполное заполнение, дефекты поверхности и структурные недостатки готовой детали. Основная цель вентиляции — создать пути для выхода газов, позволяя расплавленному материалу эффективно заполнять полость формы.

Свойства материала

Выбор материала существенно влияет на требования к вентиляции. Такие материалы, как смолы Texin и Desmopan, которые известны своей текучестью при температуре расплава, требуют тщательного проектирования вентиляции. Даже очень неглубокая вентиляция может привести к образованию вспышек на детали из-за их высокой текучести. Поэтому важно проектировать деталь и инструмент так, чтобы обеспечить равномерный поток и впрыскивать расплав медленно, чтобы обеспечить постепенный выход захваченных газов или воздуха.

Типы вентиляции в литьевых формах

Существует несколько типов методов вентиляции, каждый из которых предназначен для решения конкретных потребностей и задач в конструкции пресс-формы. Ниже приведены основные типы вентиляции, используемые в литье под давлением:

Внешняя вентиляция

Это подразумевает создание вентиляционных отверстий на внешних поверхностях формы, что позволяет воздуху выходить при попадании расплавленного материала. Внешние вентиляционные отверстия могут быть стратегически размещены в некритических областях формы, чтобы свести к минимуму их влияние на эстетику детали.

Наши преимущества:

• Просто реализовать.
• Эффективен для многих стандартных применений.
• Может быть стратегически размещен, чтобы минимизировать визуальное воздействие на конечную часть.

Недостатки бонуса без депозита:

• Ограничено в применении для сложных геометрических форм.
• Может потребоваться осторожное размещение, чтобы не ухудшить эстетический вид детали.

Внутренняя вентиляция

Этот метод включает каналы или канавки в конструкции формы для облегчения выхода газов. Внутренняя вентиляция часто предпочтительна для сложных геометрий, поскольку ее можно адаптировать к определенным путям потока.

Наши преимущества:

• Позволяет лучше контролировать удаление газа.
• Может быть адаптирован к сложной геометрии деталей, что повышает скорость заполнения.

Недостатки бонуса без депозита:

• Более сложная в проектировании и производстве.
• Требует точного проектирования, чтобы избежать влияния на прочность или целостность детали.

Автоматические системы вентиляции

Некоторые усовершенствованные формы включают в себя автоматические системы вентиляции, которые могут адаптироваться к изменяющемуся давлению в процессе впрыска. Эти системы используют механические компоненты, которые открывают и закрывают вентиляционные отверстия на основе динамики потока расплавленного материала.

Наши преимущества:

• Позволяет оптимизировать вентиляцию в режиме реального времени, адаптируясь к изменяющимся условиям.
• Снижает риск скопления газа и сокращает время цикла.

Недостатки бонуса без депозита:

• Более высокая первоначальная стоимость из-за сложности.
• Для обеспечения надлежащего функционирования может потребоваться техническое обслуживание.

Вентилирование штифта

Вентиляционные штифты используют небольшие штифты, помещенные в полость формы, для создания крошечных вентиляционных каналов. Эти штифты позволяют газам выходить, сводя к минимуму воздействие на отделку поверхности детали.

• Наши преимущества:
  • Идеально подходит для деталей сложной конструкции.
  • Сохраняет хороший эстетический вид детали.
• Недостатки бонуса без депозита:
  • Для эффективности требуется тщательное позиционирование.
  • Может не подходить для всех материалов или форм деталей.

Последствия недостаточной вентиляции плесени

Правильная вентиляция обеспечивает бесперебойный поток расплавленного материала, позволяя при этом выходить захваченному воздуху и газам. И наоборот, недостаточная вентиляция может привести к множеству проблем, которые не только ухудшают качество продукции, но и нарушают эффективность производства.

1. Дефекты формованных деталей

Одним из самых непосредственных последствий недостаточной вентиляции является возникновение дефектов в формованных деталях. К распространенным дефектам относятся:

• Неполное заполнение: Когда в полости формы остается воздух, расплавленный материал не может заполнить все пространство, что приводит к отсутствию секций или образованию пустот в готовом изделии.
• Следы ожогов: Захваченный воздух может нагреваться и создавать локальные горячие точки, что приводит к появлению следов ожогов на поверхности формованных деталей. Это не только влияет на эстетику, но и может ослабить структурную целостность изделия.
• Дефекты поверхности: Плохо вентилируемые формы могут привести к появлению неровностей на поверхности, таких как вздутия или неровности отделки, что снижает общее качество детали.

2. Увеличение продолжительности цикла

Недостаточная вентиляция может привести к увеличению продолжительности цикла из-за необходимости доработки или корректировки. При возникновении дефектов производители могут быть вынуждены остановить производство для устранения проблем, которые могут включать:

• Изменения в конструкции пресс-формы: Могут потребоваться модификации для улучшения размещения или размера вентиляционных отверстий, что увеличит время и затраты на производственный процесс.
• Усиленный контроль и тестирование: Для обеспечения соответствия деталей стандартам могут потребоваться более строгие проверки качества, что потребует дополнительных затрат времени и ресурсов.

3. Увеличение отходов материалов

Наличие дефектов из-за плохой вентиляции часто приводит к увеличению отходов материала. Дефектные детали могут потребовать утилизации или переработки, что приведет к более высоким эксплуатационным расходам и снижению рентабельности. Эти отходы не только влияют на конечный результат, но и имеют экологические последствия, поскольку для компенсации производственных потерь требуется больше сырья.

4. Нагрузка на оборудование

Недостаточная вентиляция может привести к дополнительной нагрузке на литьевое оборудование. Когда захваченный воздух создает колебания давления внутри формы, это может привести к:

• Повышенный износ: Оборудование может подвергаться ускоренному износу из-за дополнительной нагрузки, вызванной дисбалансом давления, что потребует более частого технического обслуживания и ремонта.
• Потенциальный ущерб оборудованию: В тяжелых случаях чрезмерное повышение давления может привести к сбоям в работе оборудования или даже к катастрофическим отказам, что приведет к дорогостоящему простою и ремонту.

5. Проблемы контроля качества

Контроль качества становится все более сложным, когда преобладают проблемы с вентиляцией. Возникновение дефектов может привести к:

• Непостоянное качество продукции: Изменчивость качества деталей может привести к недовольству клиентов и повлиять на репутацию бренда. Поддержание постоянного стандарта качества имеет важное значение для укрепления доверия и обеспечения повторных сделок.
• Увеличение расходов на инспекцию: Компаниям, возможно, придется инвестировать в более комплексные меры контроля качества, чтобы выявлять дефекты на ранних стадиях, что может привести к увеличению эксплуатационных расходов и увеличению сроков производства.

6. Ограничения гибкости дизайна

Недостаточная вентиляция также может накладывать ограничения на конструкцию и сложность пресс-формы. Инженерам, возможно, придется упрощать конструкции или избегать сложных геометрий, чтобы смягчить проблемы с вентиляцией. Это может привести к:

• Сокращение инноваций: Ограничения при проектировании пресс-форм могут сдерживать инновации и ограничивать возможность создания сложных или индивидуальных деталей, отвечающих конкретным потребностям клиентов.
• Конкурентоспособность: На высококонкурентном рынке неспособность производить инновационные и высококачественные детали может подорвать рыночные позиции компании.

Стратегическое размещение вентиляционных отверстий в литьевых формах

Чтобы оптимизировать ваш процесс литья под давлением, определение правильного расположения вентиляционных отверстий имеет решающее значение. Эффективная вентиляция позволяет выходить захваченному воздуху и газам, обеспечивая плавный поток расплавленного материала и снижая риск дефектов. Вот основные соображения по размещению вентиляционных отверстий в литьевых формах:

• Вентиляционные отверстия на линии разъема: Устанавливается вдоль линии разъема формы, чтобы обеспечить выход воздуха по мере заполнения полости расплавленным материалом и предотвратить попадание воздуха.
• Краевые вентиляционные отверстия: Располагаются по краям или углам полости формы для облегчения выпуска воздуха в изделиях сложной геометрии или толстых секциях.
• Через вентиляционные отверстия: Разработаны для полного прохождения через форму, идеально подходят для толстостенных деталей, обеспечивая быстрый выход воздуха и предотвращая утечку материала.
• Отверстия для сброса давления: Стратегически расположен внутри формы для снижения избыточного давления во время впрыска, предотвращая повреждение формы или машины.
• Вентиляционные отверстия в глубоких секциях: Располагаются в самых глубоких точках или изгибах формы для обеспечения эффективного выхода воздуха в зонах, подверженных скоплению.
• Вентиляционные отверстия возле ворот: Устанавливается близко к впрыскивающему литнику, чтобы свести к минимуму попадание воздуха в начале впрыска, что улучшает скорость заполнения и уменьшает следы пригорания.
• Несколько мест расположения вентиляционных отверстий: Распределяется по более крупным или сложным формам для улучшения воздушного потока, снижения нарастания давления и повышения общего качества деталей.

Принципы проектирования вентиляционных отверстий для литьевых форм

Неглубокая вентиляция

Если вентиляция необходима, она должна быть как можно более мелкой, чтобы свести к минимуму риск вспышки. Начните с глубины 1/2 мил и увеличивайте глубину по мере необходимости. Такой подход гарантирует эффективность вентиляции, сводя к минимуму вероятность утечки материала.

Равномерный поток

Спроектируйте деталь и форму так, чтобы обеспечить равномерный поток расплавленного пластика. Этого можно добиться путем оптимизации расположения литника, конструкции литника и геометрии детали. Равномерный поток минимизирует образование захваченных газов и воздушных карманов, делая вентиляцию более эффективной.

Усадка пресс-формы

Значения усадки различаются в зависимости от материала и конструкции детали. Для смол Texin и Desmopan TPU типичные значения усадки находятся в диапазоне от 0.007 до 0.020 дюйм/дюйм (мм/мм) в зависимости от толщины детали. Сложные конструкции деталей и схемы течения могут усложнить прогнозирование и контроль усадки. Поэтому важно учитывать усадку при проектировании вентиляционных отверстий, чтобы гарантировать, что они не будут способствовать неточностям размеров.

Размеры вентиляционной зоны

Термин «выпускное отверстие» описывает область между полостью формы и поверхностью формы. Стандартная ширина выпускного отверстия составляет 0.06 дюйма, при этом зазоры выпускного отверстия обычно составляют от 0.12 до 0.50 дюйма в ширину и глубину 0.02 дюйма. Эти характеристики имеют жизненно важное значение для эффективного выпуска воздуха. Хотя большинство выпускных отверстий шлифуются, любые фрезерованные выпускные отверстия должны быть отполированы для достижения гладкой поверхности.

Стандартная глубина вентиляционных отверстий для различных пластиков

Различные пластиковые материалы требуют определенной глубины вентиляционных отверстий для обеспечения надлежащего отвода воздуха и предотвращения захвата. Следующая таблица служит в качестве краткого справочника по общим глубинам вентиляционных отверстий для различных пластиков:

Пластмасса	Рекомендуемый диапазон глубины вентиляционных отверстий (в дюймах)
ABS	0.001 – 0.0015
Acetal	0.0005 – 0.001
акрил	0.0015 – 0.002
Ацетат целлюлозы (CAB)	0.001 – 0.0015
Этиленвинилацетат	0.001 – 0.0015
Иономерная	0.0005 – 0.001
LCP	0.0005 – 0.0007
нейлон	0.0003 – 0.0005
ППО/ППС (Норил)	0.001 – 0.002
поликарбонат	0.0015 – 0.0025
ПЭТ, ПБТ, полиэстеры	0.0005 – 0.0007
полисульфон	0.001 – 0.002
полиэтилен	0.0005 – 0.0012
полипропилен	0.0005 – 0.0012
Полистирол	0.0007 – 0.0012
Ударопрочный полистирол	0.0008 – 0.0012
ПВХ (жесткий)	0.0006 – 0.001
ПВХ (гибкий)	0.0005 – 0.0007
полиуретан	0.0004 – 0.0008
SAN	0.001 – 0.0015
Т/П эластомер	0.0005 – 0.0007

Технические характеристики вентиляционной зоны по периметру

Периметр вентиляционной зоны окружает полость формы и должна поддерживать минимальную ширину 0.125 дюйма и максимальную ширину 0.250 дюйма. Соответствующая вентиляция по периметру необходима для выпуска воздуха, захваченного в полости во время цикла впрыска, тем самым улучшая поток материала и общее качество детали.

Пресс-формы для стали

Для смол Texin и Desmopan обычно используются такие стали для форм, как AISI P-20, S-7 и H-13. Эти материалы обладают хорошей износостойкостью и обрабатываемостью, что важно для долговременной работы форм. Алюминий (тип 6061 T-6) можно использовать для мелкосерийных или прототипных форм из-за его низкой стоимости и простоты обработки.

Чистота поверхности

Смолы Texin и Desmopan TPU могут прилипать к высокополированным поверхностям, что делает более грубую отделку поверхности формы предпочтительной. Отделка SPID-2 (ранее SPE/SPI #5 или паровой хон) является отличным выбором для смол TPU. Распространение обработки поверхности на литниковые втулки, литники и другие компоненты формы помогает обеспечить легкое извлечение всего впрыска.

Уклон и конусность

Щедрая вытяжка и конусность помогают избежать проблем с извлечением детали из формы. Рекомендуется включение конусности 2° или больше на всех стенках детали в направлении вытяжки. Меньшая конусность может потребовать частого использования разделительного состава для облегчения извлечения детали.

Подрезы

Детали с поднутрениями, которые выталкиваются из формы без бокового воздействия, могут не выдерживать жесткие допуски. В таких случаях следует рассмотреть альтернативные методы выталкивания или конструкции форм, чтобы обеспечить надлежащее извлечение детали и точность размеров.

Заключение

Успешное вентилирование литьевой формы требует тщательного рассмотрения свойств материала, конструкции формы и геометрии детали. Следуя принципам, изложенным в этой статье, производители могут минимизировать дефекты и производить высококачественные формованные детали. Эффективное вентилирование необходимо для достижения оптимальной производительности и снижения затрат в процессе литья под давлением.