Table of Contents

Θεμελιώδη στοιχεία της εξαγωγής φορμών και της απομάκρυνσης αέρα

Η χύτευση εγχύσεων είναι μια διαδικασία υψηλής πίεσης όπου το λιωμένο πλαστικό αναγκάζεται σε μια κλειστή κοιλότητα μούχλας. Καθώς η τήξη εμπρός προχωρά, πρέπει να εκτοπίσει τον αέρα που υπάρχει στην κοιλότητα. Αν αυτός ο αέρας δεν μπορεί να ξεφύγει αρκετά γρήγορα, γίνεται συμπιεσμένο, θερμαινόμενο, και μπορεί να προκαλέσει σημάδια καψίματος, μικρές βολές, ή ακόμη και βλάβη μούχλα. Η σωστή εξαερισμός είναι η ελεγχόμενη απελευθέρωση παγιδευμένου αέρα και αερίων. Ο σχεδιασμός του ίδιου του μέρους ⁇ η γεωμετρία του ⁇ υπαγορεύει άμεσα πόσο εύκολα μπορεί να αποβληθεί ο αέρας. Η κατανόηση αυτής της σχέσης είναι απαραίτητη για τους σχεδιαστές καλουπιών, μηχανικούς διεργασιών, και προγραμματιστές προϊόντων που στοχεύουν σε κατασκευή μηδενικών απολήψεων.

Η εξαερισμός επιτυγχάνεται συνήθως μέσω ρηχών καναλιών κομμένων στη γραμμή διαχωρισμού ή σε συγκεκριμένες θέσεις της κοιλότητας. Οι αεραγωγοί αυτοί πρέπει να είναι αρκετά βαθείς ώστε να επιτρέπουν την διέλευση του αέρα αλλά αρκετά ρηχές για να αποτρέψουν την πλαστική λάμψη. Η μερική γεωμετρία επηρεάζει το πού παγιδεύεται ο αέρας και πόσο γρήγορα μπορεί να εκκενωθεί.

Πώς το Μέρος Γεωμετρία επηρεάζει την απόδοση εξαερισμού

Κάθε γεωμετρικό χαρακτηριστικό σε ένα μέρος επηρεάζει τη ροή εμπρός συμπεριφορά και τη θέση της τελευταίας πλήρωσης. Αέρας συσσωρεύεται σε περιοχές που γεμίζουν τελευταία, οι οποίες είναι συχνά η βαθύτερη, λεπτότερη, ή πιο βασανιστική τμήματα.

Αιχμή γωνιών και άκρων

Οι αιχμηρές εσωτερικές γωνίες δημιουργούν νεκρές ζώνες όπου ο αέρας μπορεί να απομονωθεί από την κύρια διαδρομή ροής. Καθώς η τήξη περιβάλλει τη γωνία, μια τσέπη αέρα μπορεί να παραμείνει παγιδευμένη αν δεν παρέχεται εξαερισμός απευθείας στη γωνία. Οι έντονες αυλακώσεις στις αιχμηρές εσωτερικές γωνίες είναι συχνά απαραίτητες για την πρόληψη εγκαυμάτων. Ομοίως, οι αιχμηρές άκρες στο εξωτερικό μέρος μπορούν να προκαλέσουν το λιώσιμο να χωριστεί και να ανασυνδυαστεί, παγιδεύοντας τον αέρα στη γραμμή συγκόλλησης που προκύπτει.

Βαθιές κοιλότητες και Τυφλές Τρύπες

Ο αέρας ανεβαίνει στο υψηλότερο σημείο της κοιλότητας (όταν το καλούπι είναι προσανατολισμένο κατάλληλα). Αν αυτό το σημείο δεν εξαερίζεται, ο συμπιεσμένος αέρας θα αποτρέψει την πλήρη πλήρωση ή θα προκαλέσει ένα σημάδι καψίματος. Οι σχεδιαστές πρέπει να τοποθετούν αεραγωγούς στα βαθύτερα τμήματα, συχνά χρησιμοποιώντας ακίδες εκτίναξης ή αεραγωγούς ως πρόσθετες οδούς διαφυγής αέρα.

Τμήματα με λεπτό περιτύλιγμα

Τα λεπτά τοιχώματα προσφέρουν υψηλή αντοχή στη ροή τήξης, προκαλώντας πίεση για να κατασκευαστεί και αέρας που πρέπει να συμπιέζεται μπροστά από το μέτωπο ροής. Σε ακραία λεπτό-τοίχωμα μούχλα ([[[LFT:0]]]Πολλαπλές μικρές αεραγωγές κατά μήκος του λεπτού τμήματος[[LFT:1]] απαιτείται για την αποφυγή παγίδευσης αερίου. Η αναλογία διαστάσεων (μήκος/πάχος) θέματα: μεγαλύτερα λεπτά τμήματα χρειάζονται όλο και πιο αποτελεσματικό εξαερισμό.

Complex λεπτομέρειες: Παϊδάκια, Undercuts, και Υφή

Τα παϊδάκια που είναι βαθιά σε σχέση με το πλάτος τους μπορούν να λειτουργήσουν ως μικροσκοπικές κοιλότητες. [[LFT:0]]Τα πτερύγια πρέπει να τοποθετούνται στο τέλος κάθε πτερυγίου[[LFT:1]] όπου το πώμα τήξης διαρκεί. Οι υποκλοπές απαιτούν συχνά συρόμενους μηχανισμούς (πλευρικοί πυρήνες) που εισάγουν πρόσθετες γραμμές διαχωρισμού ⁇ αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως επιφάνειες εξαερισμού. Οι επιφάνειες που έχουν υποστεί τύπωση αυξάνουν την επιφάνεια και μπορεί να παγιδεύουν τον αέρα σε μικρο-πυκάκια.

Στρατηγικές σχεδιασμού για Βελτιστοποιημένη Εξαερισμό

Προωθητικός σχεδιασμός για εξαερισμό μπορεί να μειώσει δραστικά τις δοκιμές μούχλας.

Στρατηγική τοποθέτηση εξαερισμού με βάση την προσομοίωση ροής

Το λογισμικό προσομοίωσης πλήρωσης φορμών (π.χ., Moldex3D, Autodesk Moldflow) προβλέπει τη θέση των γραμμών συγκόλλησης, των παγίδων αέρα και των τελευταίων περιοχών πλήρωσης. Οι αεραγωγοί σε κάθε προβλεπόμενη παγίδα αέρα. Η σύγχρονη προσομοίωση μπορεί ακόμη και να μοντελοποιήσει τη δυναμική συμπίεση του αέρα και την επίδρασή της στη θερμοκρασία τήξης. Η Moldflow Autodesk παρέχει εργαλεία για την αξιολόγηση της επάρκειας εξαερισμού νωρίς στο σχεδιασμό.

Χρήση Pins Εκχυτήρα και Καρφιτσών Πυρήνων ως εξαερισμού

Οι ακίδες εκχυλίσεως συχνά βρίσκονται σε βαθιά τμήματα του καλούπι. Με το άλεσμα ενός μικρού επίπεδο στη μια πλευρά του καρφίτσα, ένα μονοπάτι εξαερισμού δημιουργείται κατά μήκος του πείρου και του γύρω χάλυβα. Αυτός είναι ένας οικονομικά αποδοτικός τρόπος για να προσθέσετε εξαερισμό χωρίς να επεξεργάζεται επιπλέον αεραγωγούς γραμμή αποχωρισμού.

Σχεδιασμός ειδικών καναλιών εξαερισμού

Για μέρη με ακραίες γεωμετρίες, τα ειδικά κανάλια εξαερισμού μπορούν να προστεθούν στο ίδιο το σχέδιο μέρος ⁇ ρηχά πλευρά ή αυλάκια στην πλευρά της κοιλότητας που συνδέονται με τη γραμμή διαχωρισμού. Αυτά αφαιρούνται αργότερα κατά την μετα-επεξεργασία αν επηρεάζουν την αισθητική. Εναλλακτικά, τα πορώδη μεταλλικά ένθετα (π.χ., επιτηγμένα μπρούντζος) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επιτρέψουν ομοιόμορφη διαφυγή αέρα σε μια επιφάνεια.

⁇ βάθους και πλάτους εξαερισμού

Για υλικά υψηλής ροής όπως το Νάιλον, χρειάζονται αεραγωγοί τόσο ρηχοί όσο και 0.005 ίντσες, για περισσότερα παχύρρευστα υλικά όπως το PC/ABS, 0.002 ίντσες μπορεί να είναι αποδεκτές. Οι αεραγωγοί μειώνουν την πτώση της πίεσης[, αλλά πρέπει να είναι πολλαπλές ρηχές υποδοχές και όχι μια ενιαία υποδοχή για να αποφευχθεί το φλας.

Επίδραση στην απόδοση και την ποιότητα της μεταποίησης

Όταν ο αέρας δεν εξαερίζεται επαρκώς, γίνεται μια αντιστασιακή δύναμη που επιβραδύνει την πλήρωση και αυξάνει την απαιτούμενη πίεση ένεσης. Υψηλότερες πιέσεις οδηγούν σε υψηλότερες δυνάμεις σφιγκτήρα και δυνητική λάμψη. Η αποτελεσματική εξαερισμός μπορεί να μειώσει το χρόνο του κύκλου κατά 5 ⁇ 5% επιτρέποντας γρηγορότερες ταχύτητες έγχυσης και χαμηλότερες πιέσεις κοιλότητας.

Οι βλάβες που αποβάλλονται με καλό αερισμό περιλαμβάνουν:

  • Σημάδια κάψουλες (διηλεκτρικά θερμαινόμενος αέρας) ⁇ ο συμπιεσμένος αέρας μπορεί να φτάσει τους 600°C, προκαλώντας την ανθρακοποίηση.
  • Σύντομες βολές ⁇ ελλιπής γέμιση λόγω αντίθλιψης από παγιδευμένο αέρα.
  • Των γραμμών συγκόλλησης ⁇ η παγίδευση αέρα μπορεί να προκαλέσει αδύναμες γραμμές πλεκτών.
  • Σχίσιμο/ασημένιο σερί[ ⁇ υγρασία και πτητικά που δεν εξαερίζονται σωστά προκαλούν αισθητικά ελαττώματα.

Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο ] Περιοδικό Τεχνολογίας Συγχώνευσης εγχύσεων διαπίστωσε ότι η βελτιστοποιημένη εξαερισμός μείωσε τους ρυθμούς των απορριμμάτων κατά 30% περίπου σε ένα σύνθετο συστατικό αυτοκινήτων. Βλέπε αυτή η συνδεδεμένη έρευνα για περαιτέρω δεδομένα.

Επίδραση στη μετα-επεξεργασία και συντήρηση

Οι εξαερισμοί μπορούν να βουλώσουν με καμένα υπολείμματα, τα εύκολα προς καθαρισμό σχέδια εξαερισμού (π.χ., αφαιρούμενα ένθετα εξαερισμού) μειώνουν το χρόνο διακοπής της λειτουργίας. Επιπλέον, τα μέρη με την κατάλληλη εξαερισμό παρουσιάζουν πιο συνεπή συρρίκνωση και εμπόλεμη σελίδα, μειώνοντας τις τελικές αποτυχίες επιθεώρησης.

Προχωρημένες σκέψεις: Υλικά, θερμοκρασία και κενό εξαερισμού

Για παράδειγμα, τα υλικά που παράγουν περισσότερο αέριο κατά τη διάρκεια της τήξης (π.χ. ABS, νάιλον) απαιτούν μεγαλύτερη ικανότητα εξαερισμού.

Εξαερισμός κενού για σύνθετες γεωμετρίες

Σε ακραίες περιπτώσεις, όπως τα περιβλήματα ηλεκτρονικών με λεπτό τοίχο ή μέρη με εξαιρετικά βαθείς πυρήνες, η παθητική προσέγγιση εξαερισμού είναι ανεπαρκής. Τα συστήματα εξαερισμού κενού τραβούν ενεργά ένα κενό στην κοιλότητα της μούχλας πριν την ένεση, αφαιρώντας όλο τον αέρα. Αυτή η τεχνική επιτρέπει στο καλούπι να γεμίζει γρηγορότερα και με χαμηλότερη πίεση, ακόμη και με προκλητικές γεωμετρίες. Η τεχνολογία της plastics παρέχει μια επισκόπηση των συστημάτων εξαερισμού κενού. Είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για μέρη με πολλά βαθιά πλευρά ή πολύ λεπτά τοιχώματα (< 0,5 mm).

Διαχείριση εξαερισμού σε φορμά πολλαπλών κοιλοτήτων

Όταν τα μέρη έχουν διαφορετικές γεωμετρίες στην ίδια φόρμα, κάθε κοιλότητα πρέπει να εξαερίζεται μεμονωμένα. Η πιο γεωμετρικά προκλητική κοιλότητα υπαγορεύει τις συνολικές παραμέτρους της ένεσης. Οι σχεδιαστές μπορεί να ισορροπήσουν τον εξαερισμό χρησιμοποιώντας ρυθμιζόμενα μπλοκ εξαερισμού που επιτρέπουν το συντονισμό κατά τη διάρκεια δοκιμής μούχλας.

Συμπέρασμα

Η κατανόηση της επίδρασης της μερικής γεωμετρίας στην έξοδο μούχλας και την αφαίρεση αέρα δεν είναι πλέον μια δεύτερη σκέψη ⁇ είναι μια θεμελιώδης δραστηριότητα σχεδιασμού. Από τις αιχμηρές γωνίες μέχρι τους βαθείς πυρήνες, κάθε χαρακτηριστικό δημιουργεί μια πιθανή παγίδα αέρα που πρέπει να αντιμετωπιστεί μέσω της στρατηγικής τοποθέτησης εξαερισμού, των κατάλληλων διαστάσεων εξαερισμού και μερικές φορές των ειδικών συστημάτων εκκένωσης αερίου. Καθώς οι διαμορφωτές πιέζουν τα όρια του λεπτού τοίχου και της σύνθετης γεωμετρίας, ο ρόλος της εξαερισμού γίνεται ακόμα πιο κρίσιμος. Τα σύγχρονα εργαλεία προσομοίωσης, σε συνδυασμό με πρακτικές στρατηγικές σχεδιασμού, επιτρέπουν στους μηχανικούς να προβλέπουν και να επιλύουν τις προκλήσεις εξαερισμού πριν κοπεί ο χάλυβας. Με την ολοκλήρωση των εκτιμήσεων εξαερισμού νωρίς στον κύκλο σχεδιασμού του προϊόντος, οι κατασκευαστές μπορούν να επιτύχουν ταχύτερους κύκλους, υψηλότερη ποιότητα και χαμηλότερο συνολικό κόστος. Οι μελλοντικές τάσεις δείχνουν την αύξηση της χρήσης των αισθητήρων εσωτερικής κοιλίας για ενεργό έλεγχο της εξαερισμού σε πραγματικό χρόνο, περαιτέρω βελτίωση της ανθεκτικότητας της διαδικασίας.