وبلاگ در باره بهینه سازی ضخامت دیوار باعث افزایش کارایی قالب گذاری تزریق می شود

تصور کنید که یک محفظه پلاستیکی به زیبایی طراحی شده به دلیل ضخامت ناهموار دیوار بی فایده شده است - با نقص ها خراب شده یا حتی کاملاً خراب شده است.این سناریو بیشتر از صرف مواد و وقت استدر قالب گیری تزریقی، طراحی ضخامت دیوار فقط در مورد مشخصات ابعاد نیست؛ این یک عامل حیاتی برای تعیین کیفیت قطعات است.,بهره وری تولید و کنترل هزینه ها. این مقاله بهترین شیوه های طراحی ضخامت دیوار را در قالب تزریق بررسی می کند تا قطعات را که عملکرد و اقتصاد را متعادل می کنند، ایجاد کند.

قالب گذاری تزریقی همچنان یکی از گسترده ترین فرآیندهای تولید برای اجزای پلاستیکی تولید انبوه است.این روش شامل تزریق پلاستیک ذوب شده به یک حفره قالب است که در آن خنک می شود و به شکل مورد نظر جامد می شودبه طور معمول، قطعات تزریق شده دارای ساختارهای شبیه پوسته ای هستند که از سطوح بیرونی و عناصر حمایتی مانند دیواره ها، دنده ها و گاسه ها تشکیل شده اند. دیواره ها شکل اساسی اجزای را تشکیل می دهند.با ضخامت آنها که به طور مستقیم بر قدرت تاثیر می گذارد، سفتی، ظاهر و هزینه های تولید.

به طور کلی، قطعات تزریق شده دارای ضخامت دیواری بین 1 mm و 5 mm هستند.ضخامت مطلوب یک مقدار ثابت نیست بلکه به عوامل متعددی از جمله نوع مواد پلاستیکی بستگی دارد.برای بهترین نتایج ، دیوارها باید هر زمان که ممکن است ضخامت ثابت را حفظ کنند و از تغییرات قابل توجهی اجتناب کنند.در حالی که یکنواخت کامل اجباری نیست، طراحان به طور معمول زاویه های کشش را در خود جای می دهند - که کمی از پایه قطعه تا بالای آن مخروطی می شود. حداقل 0.5 درجه زاویه کشش باعث آسان شدن پرتاب قطعه می شود و از آسیب جلوگیری می کند.

در طول توسعه محصول، ملاحظات ضخامت دیواره بر سه حوزه مهم تاثیر می گذارد:

• کاهش هزینه های مواد:ضخامت دیواره بهینه شده مصرف پلاستیک را کاهش می دهد، وزن قطعات و هزینه های مواد را کاهش می دهد. اغلب، دیواره های نازک تر می توانند بدون از دست دادن عملکرد، جایگزین دیواره های ضخیم تر شوند.
• کیفیت بهتر قطعات:ضخامت نادرست دیوار اغلب باعث ایجاد نقص هایی مانند لکه های سینک، انحراف و شات های کوتاه می شود. این نقص ها نرخ رد را افزایش می دهند و در نهایت کل هزینه های قطعات را افزایش می دهند.طراحی ضخامت مناسب دقت ابعاد و کیفیت سطح را تضمین می کند.
• بهره وری تولید:دیوارهای ضخیم تر نیاز به دوره های خنک کننده ای طولانی تر از دیوارهای نازک دارند. خنک سازی مناسب برای قالب بندی تزریقی ضروری است زیرا شکل نهایی و ثبات ابعاد یک قطعه را تعیین می کند. در نتیجه،ضخامت دیوار بر سرعت خنک کننده و زمان چرخه کلی تاثیر می گذاردضخامت بهینه شده مدت زمان خنک شدن را کاهش می دهد و تولید را افزایش می دهد.

یکنواختگی نمی خواهد که ضخامت یکسان برای هر دیوار باشد. تغییرات متوسط قابل قبول باقی می ماند. به طور معمول، ضخامت یک دیوار نباید کمتر از 40 تا 60 درصد از دیوار های مجاور باشد.تغییرات ناگهانی اغلب باعث نقص هایی مثل انحراف می شوند.علاوه بر این، ضلع ها و دیوارهای حمایتی لزوماً با ضخامت دیوارهای اصلی مطابقت ندارند - این موارد می توانند با توجه به نیازهای خاص طراحی شوند.

طراحی قطعات تزریقی مدرن به طور معمول از نرم افزار CAD (طراحی با کمک کامپیوتر) استفاده می کند که از اصول DFM (طراحی برای تولید) پیروی می کند.اکثر بسته های CAD شامل مجموعه ابزار قوی با توابع تخصصی برای طراحی قالب بندی تزریق. این ابزارها اصلاحات ضخامت دیوار و برنامه های زاویه طراحی را ساده می کنند. اصول DFM بر برقراری محدودیت های تولید در مراحل طراحی برای به حداقل رساندن مشکلات تولید تاکید دارند.

جدول زیر لیستی از محدوده ضخامت دیوار (در هر دو اینچ و میلی متر) برای مواد تزریق تزریق که اغلب استفاده می شود را ارائه می دهد.توجه داشته باشید که این مقادیر به عنوان دستورالعمل های کلی عمل می کنند - کاربردهای واقعی نیاز به تنظیمات بر اساس شرایط خاص دارند.

حداقل ضخامت دیوار به نازکترین ابعاد توصیه شده برای انواع پلاستیکی خاص اشاره دارد. هنگام مشخص کردن این اندازه گیری،طراحان باید عوامل متعددی از جمله شرایط بار انتظار را ارزیابی کنند.قطعات تزئینی در مقایسه با قطعات کاربردی مانند دکمه ها سطح استرس متفاوتی را تجربه می کنند. به طور معمول طراحان با توصیه حداقل ضخامت یک ماده شروع می کنند.سپس انجام تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) با استفاده از سناریوهای بار از پیش تعریف شدهنتایج FEA به وضوح نشان می دهد که آیا ضخامت کافی است. اگر دیواره ها بیش از حد نازک به نظر می رسند، طراحان می توانند ضخامت را تنظیم کنند یا مواد جایگزین را انتخاب کنند.1 میلی متر ظریف ترین ضخامت عملی دیوار است.، اگرچه مواد خاصی اجازه می دهند که دیوارها حتی نازک تر باشند.

حداکثر ضخامت دیواره، حد بالا توصیه شده برای پلاستیک های خاص را نشان می دهد.دیوارهای بیش از حد ضخیم توصیه نمی شود زیرا اغلب باعث نقص قطعات می شوندبا این حال، کاربردهای خاص به دلیل الزامات بار بالا، نیازهای عایق حرارتی، یا به سادگی برای افزایش دوام و وزن درک شده، دیوارهای ضخیم تری را نیاز دارند.بیشتر پلاستیک های قابل قالب بندی دارای محدودیت های بالایی هستند که فراتر از آن مشکلات مانند شات های کوتاهبه عنوان یک قاعده، حداکثر ضخامت دیوار باید به 5 میلی متر محدود شود. مانند حداقل ضخامت، مقادیر حداکثر بستگی به خواص مواد دارد.

• انتخاب مواد:پلاستیک های مختلف دارای ویژگی های مختلف جریان، خواص قدرت و رفتار حرارتی هستند - که همه آنها بر ضخامت دیواره مطلوب تأثیر می گذارند. به عنوان مثال،مواد جریان بالا می توانند حفره های نازک تری را پر کنند در حالی که مواد قوی در ضخامت های کاهش یافته تحمل بار بیشتری دارند.
• هندسه بخش:اندازه و پیچیدگی قطعات بر تصمیم گیری در مورد ضخامت دیوار تأثیر می گذارد. قطعات بزرگ یا پیچیده اغلب برای اطمینان از قدرت و سفتی کافی به دیوارهای ضخیم تر نیاز دارند.
• الزامات عملکردی:استفاده مورد نظر از یک قطعه - از جمله ظرفیت تحمل بار ، مقاومت در برابر ضربه یا مقاومت در دمای بالا - بر طراحی ضخامت تأثیر می گذارد. قطعات با استرس بالا معمولاً به دیواره های ضخیم تری نیاز دارند.
• کیفیت سطح:ضخامت دیوار بر روی سطح اثر می گذارد. دیواره های بیش از حد نازک ممکن است باعث ایجاد نشانه های سینک یا خطوط جریان شوند، در حالی که دیواره های بیش از حد ضخیم خطر انحراف یا خنک شدن نامناسب را دارند.انتخاب ضخامت مناسب کیفیت سطح خوب را تضمین می کند.
• طراحی قالب:پیکربندی قالب - به ویژه طراحی دروازه و سیستم خنک کننده - بر تصمیم گیری در مورد ضخامت دیوار تأثیر می گذارد. قالب های به خوبی طراحی شده اطمینان از پر شدن یکنواخت حفره و خنک شدن بخش کارآمد را تضمین می کنند.

• در صورت امکان، ضخامت یکنواخت دیواره را حفظ کنید تا از نشانه های انحراف و غرق شدن جلوگیری شود.
• شامل دنده ها به جای افزایش ضخامت دیوار برای افزایش قدرت / سفتی
• استفاده از gussets در گوشه ها برای افزایش قدرت و سفتی
• استفاده از زاویه های کشش به دیوارهای عمودی برای آسان تر قطعات اخراج
• انجام تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) برای بررسی کفایت ضخامت
• برای توصیه های تخصصی طراحی، از متخصصین قالب گذاری تزریقی مشورت کنید

انتخاب ضخامت مناسب دیوار برای قطعات تزریقی شامل تعادل هزینه، قدرت، زمان چرخه و عوامل دیگر است.دستیابی به این تعادل نیازمند دانش تخصصی و تجربه عملی استبا دقت در نظر گرفتن خواص مواد، هندسه قطعات، نیازهای کاربردی، کیفیت سطح و طراحی قالب، تولید کنندگان می توانند ضخامت دیوار را بهینه کنند تا کیفیت بالا تولید کنند.اجزای مقرون به صرفههمکاری با ارائه دهندگان تولیدات تزریقی با تجربه، بازخورد ارزشمند DFM را به دست می آورد که طرح ها را بهبود می بخشد و جدول زمانی تولید را تسریع می کند.