עיצוב חלק Ejection: טכניקות למזער נזקים ו Defects

עיצוב חלק Ejection

חלק ejection הוא השלב הסופי של תהליך עובש או הליהוק, שבו החלק המואץ מוסר מן העששת עובש.צעד זה עשוי להיראות פשוט, אבל זה אחד המקורות הנפוצים ביותר של פגמים, כולל פגמים משטח, דף מלחמה, סדק, ומדכאות תלת מימדיות. מערכת ejection מעוצבת גרועה יכולה להוביל לגרד, לעבודות, להגדיל, להגדיל את מחזור, פעמים השפעה ישירה, ייצור ותפוקה איכות.

תכנון עבור ejection פירושו תכנון מנגנון ההסרה בשלב פיתוח המוצר.זה דורש שיתוף פעולה בין מעצבים, יצרני עובש ומעבד מהנדסים כדי להבטיח כי חלק גיאומטריה, תכונות חומריות, ומבנה עובש לעבוד יחד עבור שחרור חלק, חוזר. מאמר זה מכסה טכניקות מוכחות שיקולים עיצוב כדי למזער נזק ופגמים במהלך הזרקת חלק, עוזר יצרנים להשיג תוצאות עקביות, באיכות גבוהה.

למה חשוב עיצוב נאות

אי הזרקתציה אינה רק צורך מכני; היא תהליך בקרת איכות.כאשר כוחות הזרקתיים הם לא אחידים או מוגזם, חלקים יכולים לפענוח לצמיתות.בתבניות הזריקה, למשל, סיכות ejector יכולים להשאיר סימנים גלויים או לגרום ללחץ לבן על פני השטח של החלק. in Die Lie, ejection לא תקין יכול להוביל למכר או לפצח.

יתר על כן, זמן מחזור מושפע מאוד על ידי ביצועים ejection.אם החלק מקלות על העשב או דורש התערבות ידנית, קו הייצור כולו מאט.מערכות ejection אוטומטיות שפועלות באופן אמין במהירות גבוהה הם חיוניים לייצור רזה. על ידי אופטימיזציה של עיצוב הזרקת, יצרנים להפחית את קצב הגרד, לשפר את התשואה הראשונה, להפחית את העלות הכוללת חלק.

לבסוף, עיצוב הזרקת נאות מרחיב את חיי עובש.כוחות יוניון יכולים לגרום ללבוש מוקדם על רכיבי עובש, misalignment, או אפילו נזק לבסיס עובש. להשקיע באסטרטגיה של אי-מחשבה בתשלום דיבידנדים על פני כל מחזור החיים עובש.

טכניקות ליבה למזער חלק נזק במהלך ההזרקה

הטכניקות הבאות מטפלות בהיבטים מכניים ותרמיים של הסרת חלק.הם חלים על תהליכים שונים, כולל עיצוב הזריקה, דחיסה עובש, ומת הליכוד.

מקום אסטרטגי של Ejector Pins

pins Ejector הם שיטת ההזרקה הנפוצה ביותר. המיקום שלהם חייב להפיץ את כוח הזריקה אפילו על פני החלק. Pins צריך להיות ממוקם באזורים של קשיחות גבוהה, כגון ribs, בוסים, או קטעים עבים, ולהימנע על קירות דקים ללא תמיכה או תכונות עדינות. אידיאלי, pins לדחוף בצד הליבה, שבו החלק נוטה לכווץ על הליבה טובה.

תוכנת עיצוב עובש מודרנית יכולה לדמות כוחות הזרקת ודמיינו את חלוקת הלחץ.שימוש בכלים אלה מאפשר למהנדסים להתאים את גודל הסיכות, מספר ומיקום לפני חיתוך פלדה.בנוסף, באמצעות סיכות גדולות יותר או יותר סיכות מפחיתות את הלחץ המקומי ומונעת חדירה משטח.

שילוב Draft אנג'לס

זוויות דאף הן משטחים מרוקנים המאפשרים לחלק להשתחרר מן המשטח עובש עם חיכוך מינימלי.המלצות סטנדרטיות הן 1 עד 2 מעלות בצד עבור רוב הפלסטיים, אבל זה יכול להשתנות בהתאם לכווץ החומרי ומשטח. עבור חללים עמוקים, הטיוטה גבוהה יותר זוויות (3 עד 5 מעלות) לעזור למנוע מתפתל צדדי.

מעצבים צריכים לשלב טיוטה לכל חומה אנכית, מהמושג הראשוני של טיוטה מאוחרת יכול לגרום לשינויים גיאומטריה חלק המשפיעים על האסלה או אסתטיקה. על ידי שילוב טיוטה מוקדם, מעצב עובש יש יותר גמישות להוסיף תכונות כמו צלעות ובוסים ללא שילוב של הזרקת.

אופטימיזציה Surface End

פני השטח של העמידות עובש ליבות משפיעות כמה בקלות החלק מחליק. משטח מלוטש מאוד מפחית חיכוכים ודבקות, במיוחד עבור חומרים כמו פוליקרבונט או אקרילי כי נוטה לדבוק.

עבור ejector pins עצמם, משטח חלק, קשיח עם סיום מלוטש ממזער ללבוש ומונע בונה חומר. כמה תבניות ליישם ציפוי דק (למשל, titanium nitride, DLC) כדי לזריקת רכיבים כדי להפחית את חיי החיכוך ולהרחיב את חיי השירות.המשטח צריך גם להיות חופשי שריטות, בורות, או קורוזיון, כמו פגמים אלה יכולים להעביר לחלקי.

מערכות Ejection מתקדמות

מעבר לזריקת סיכות פשוטה, כמה שיטות מתקדמות יכולות להפחית את הנזק:

• (ב) הצלחות או שרוולים: 10:1 עבור חלקים צילינדרים או עמוקים, צלחת פספר דוחפת באופן אחיד סביב החלק היקפי, ביטול סימני סיכה.
• (ב) ⁇ :0) אוויר מחוספס 1 (FLT:1) מפוצץ בין החלק לבין העקרב, שובר את הריק ומרים את החלק מהבסיס.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ הליבה המכנית או המכנית: ⁇ FLT ( 1:1) עבור חלקים עם פעולות צד או חוטים פנימיים, פועלים ייעודיים מחזרים את סיכות הליבה לפני או במהלך ההזרקה, מונעים מחייב.
• (FLT:0) מיצוי אווירי: FLT:1 במערכות אוטומטיות, זרוע רובוט תופס את החלק לאחר ההזרקה הראשונית או משתמש בכוסות ריק כדי להרים אותו מהתבנית.זה מבטל את סימני הסימון של ejector, אך דורש עיצוב מאחז זהיר כדי להימנע מעיוות.

לכל מערכת יש יתרונות משלה ומגבלותיה.הבחירה תלויה בגאומטריה, חומר, נפח הייצור ותקציב.לעתים קרובות, שילוב של שיטות מניב את התוצאות הטובות ביותר - לדוגמה, באמצעות הזרמים של ejector עבור הפסקה ראשונית ואחריו אוויר כדי לעזור שחרור מלא.

כוח הזרקת והאלימות

אפילו מערכת ההזרקה המעוצבת ביותר יכולה לגרום נזק אם הכוח או המהירות אינם נשלטים. מכונות הזריקה המודרנית מאפשרות שליטה מדויקת של שבץ, מהירות וכוח.ההגדרה האידיאלית דוחפת את החלק רק מספיק כדי לנקות את הליבה, ואז מחדש במהירות כדי למזער את זמן המחזור.

עבור חלקים עדינים, שלב ראשון איטי של הזרקת יכול לשבור את הריק ללא הלם, ואחריו שלב שני מהיר יותר להזרקות מלאה. חלק מהבקרים מציעים מהירויות הזרקת מרובות ומיקומים. מעבד באמצעות עיצוב ניסויים (DOE) יכול לזהות את הפרמטרים הטובים ביותר עבור עובש נתון וחומר.

דרישות עיצוב עבור Ejection-Friendly Parts

בעוד טכניקות הזרקת יישמו בתבנית, החלטות רבות מתקבלות בשלב העיצובי של החלק.השיקולים הבאים מסייעים להבטיח כי הזרקת היא חלקה וחסרת פגם.

חלק גאומטריה

להימנע מתחתונים אלא אם כן הם הכרחיים לתפקיד.תחתונים דורשים מנגנוני פעולה צדדיים המסבך את ההזרקה ולהוסיף עלות.אם הם בלתי נמנעים, להבטיח שהם מעוצבים עם מספיק נקה וכי התבנית כוללת משיכה נאותה או ליבות מתקפלות.

באופן דומה, פצעים עמוקים צריך להיות צר כדי להפחית את הלחץ הכווץ, אבל הם גם צריכים טיוטה נאותה לשחרר. עובי ריבב צריך להיות פחות עובי הקיר נומינאל כדי למנוע סימני כיור. עבור חלקים דקים, הנוקשות הכוללת חייב להיות מספיק כדי לעמוד בפני כוח הזרקת ללא flexing.

בחירה חומרית

חומרים שונים יש שיעורי התכווצות שונים, קשיחות, ודבקות על פני השטח. חומרים נמוכים-shrink (למשל, ABS, PC) לשחרר בקלות רבה יותר מאשר חומרים עתירי משקל גבוה (למשל, פוליפרופילן, ניילון) המחזיקים את הליבה בחוזקה.חומרים סמי-קריסטל נוטים להפגין התכווצויות גבוהות יותר ויכולים לדבוק יותר, הדורשים זוויות גדולות יותר.

חומרים ממולאים (למשל, ניילון מכוס-החלים) הם נוקשים יותר אבל גם יותר abrasive, אשר יכול להאיץ ללבוש על גבי pins ejector. במקרים כאלה, גלי פלדה קשיחים או הוספת carbide מומלץ.המקדם של החיכוך בין חומר חלק פלדה גם את החומר עובש; טיפולים על פני השטח יכול להפחית את החיכוך הזה.

שער ורץ עיצוב

המיקום והגודל של השערים משפיעים על חלוקת המתח הפנימי בחלק.שער הממוקם בחלק עבה יכול ליצור מתח כבד וכבד, אשר עלול לגרום דף מלחמה או סדק במהלך הזרקתה. אידיאלי, השערים ממוקמים באזורים שאינם קריטיים למראה או לתפקוד, והם צריכים להיות גדולים מספיק כדי לאפשר מילוי קל ללא לחץ זריקה גבוה.

מערכות רציפות צריכות להיות מאוזנות כך שכל חלל ממלא באופן שווה את החלקים עם שיעורי התכווצות שונים, מה שהופך את ההזרקה אחידה קשה.עבור תבניות רב-כבדות, מערכת רץ חמה עם שליטה ללא סחרחורת עצמאית יכול לשפר את העקביות.

עיצוב מערכת Cooling

קירור אחיד הוא חיוני לכווץ עקבי וזריקת כתמים חמים יכול לגרום לחלקים לדבוק או warp, בעוד over-cooling יכול ליצור מתחים תרמיים.ערוצי קירור צריך להיות ממוקם קרוב ככל האפשר על פני השטח של העמידות, לאחר החלק contour. קירור קונפוראלי, המיוצר באמצעות ייצור תוספים, הוא דרך חזקה כדי להשיג אפילו הפצה טמפרטורה.

עבור חלקים גדולים, מעגלים קירור מרובים עם בקרת טמפרטורה עצמאית מאפשרים כוונון עדין.טמפרטורת עובש צריך להיות נשמר בטווח המומלץ עבור החומר, ואת זמן הקירור צריך להיות מספיק כדי להגיע לטמפרטורה הזרקת ללא overcooling.

אנטרינג

אוויר או גז לכוד בין החלק לבין עובש יכול לגרום לצטברות לחץ, המוביל לשרוף, יריות קצרות או חלק דבק.אוורור נכון מאפשר אוויר לברוח במהלך מילוי וזריקת. ונווטים הם בדרך כלל חריצים קטנים בקו המחלק או לאורך צירים ejector. העופות צריך להיות נשלט כדי למנוע פלאש אבל לאפשר בריחה נאותה.

מיפוי משותף וכיצד למנוע את

זיהוי שורש של פגמים נפוצים עוזר מעצבים ותבניות לפעול במהירות.

Defect	Cause	Prevention
Part sticking	Insufficient draft, high shrinkage, vacuum lock, mold damage	Increase draft, use mold release, add air ejection, polish cavity
Pin marks	Ejector pin too small or placed on cosmetic surface	Use larger pins, relocate to hidden areas, use stripper plate
Cracking	Excessive ejection force, weak part geometry, material brittleness	Increase pin count, reduce ejection speed, reinforce part
Warpage	Uneven ejection force, non-uniform cooling, residual stress	Balance pin placement, optimize cooling, anneal part
Surface scuffing	Inadequate draft, rough mold surface, material adhesion	Add draft, polish mold, apply coating, use release agent

נושאים מתקדמים בעיצוב Ejection

ככל שטכנולוגיית הייצור מתקדמת, שיטות חדשות עבור חלק ejection מופיעות.אזור מבטיח אחד הוא השימוש של עובש חכם:0 â € 1 עובשsFLT 1 עם חיישנים לפקח על כוח הזרקת בזמן אמת.

(FLT:0) ייצור אדרטיבי (FLT:1) ממלא תפקיד גדל. 3D-printed קירור ערוצים ופריסת פיות ejector מותאם אישית מאפשרת העברת חום יעילה יותר והפצת כוח הזרקת.

לייצור גבוה בנפח גבוה, (FLT:0) תבניות של plate עובשsFelo 1 (עיצובים תלת-כוכביים) מאפשרות הזרקת חלקים עם מערכות גינון מורכבות.הפעולה של פסופר יכולה לשמש גם כמטאפור, לדחוף את החלק ללא סיכות.

שילוב עיצוב הזרקת מוצרים לפיתוח מוצרים

התרגול הטוב ביותר הוא לשקול דרישות ejection של שלבים המושגים המוקדמים ביותר. מעצבים תעשייתיים מתמקדים לעתים קרובות באסתטיקה ו ארגונומיה, אבל הם חייבים לעבוד עם מהנדסי עובש כדי להבטיח חלק יכול להיות מוזרק ללא פגמים.

DFM (עיצוב עבור מניפולציה) קווים מנחים צריך לכלול כללים ספציפיים, כגון זוויות טיוטה מינימלית, עומק רובר מקסימלי, ועובי קיר מועדפים, אשר הטמיעו כללים אלה לתוך תבניות CAD או רשימות להפחית את הסבירות של שינויים בשלב מאוחר.

אימות תהליכים הוא חשוב באותה מידה. במהלך הניסויים עובש, מהנדסים צריכים למדוד את כוח הזרקת, חלק טמפרטורה ב ejection, ואת זמן מחזור. על ידי כוונון עדין משתנים אלה, הם לקבוע חלון תהליך חזק. ניטור מתמשך עם SPC (בקרת תהליכים סטאטיסטיים) מבטיח כי שינויים בסביבה החומרית או לא לשנות ביצועים של הזרקת שתן.

מסקנה

תכנון לחלק ejection הוא תרגיל רב תחומי הממאזן חלק עיצוב, בנייה עובש, מאפיינים חומריים ופרמטרי תהליכים. על ידי יישום הטכניקות המפורטות במאמר זה - מיקום סיכות אסטרטג, טיוטה נאותה, השלמת פני השטח אופטימיזציה, מערכות מתקדמות וכוח מבוקר - ממצא יכול למזער נזק ופגמים, המוביל לחלקים איכותיים יותר ועלויות ייצור נמוכות יותר.

בסופו של דבר, המטרה היא להשיג מחזור של ייבוש צפוי, חוזר על עצמו, אשר שומר על גרד נמוך וארוך זמן בתכנון הזרקתות בקצה הקדמי, נמנע מפתרון בעיות יקר על רצפת הייצור. כמו טכנולוגיות חדשות כגון סימולציה ותבניות חכמות הופכות להיות נגישות יותר, היכולת לייעל את הזרקת חלק רק תשפר, להניע רווחים נוספים ביעילות הייצור.

משאבים נוספים

לקריאה נוספת על עיצוב הזרקה והזריקת הזריקה, מומלץ משאבים חיצוניים הבאים:

• (FLT:0)Plastics Technology, OnlineFLT:1 - מאמרים על עיצוב עובש, הזרקת תהליכים ואופטימיזציה.
• (ב) [15] ,0) כלכלנים של מהנדסי פלסטי (SPEIRLT) 1:1 - מאמרים טכניים וכנסים על עיצוב הזרקת.
• (FLT:0)Proto Labs Design Tipsigue TipsFLT:1 - הנחיות מעשיות לתכנון עבור מניפולציה, כולל טיוטה וזריקת.