Aké sú bežné chyby v dizajne vstrekovacích foriem?

Chyba zachytená počas kontroly DFM nestojí takmer nič -, je to len diskusia medzi inžiniermi. Oprava chyby zachytenej po dokončení 3D modelu zvyčajne stojí 500 až 2 000 USD. Rovnaká chyba zachytená po začatí rezania ocele stojí 5 000 až 15 000 dolárov. Po skúšobnej verzii T0 alebo T1 sa pozeráte na 10 000 až 30 000 USD na prepracovanie. A ak sa chyba dostane do sériovej výroby, opravy bežne stoja 50 000 až 200 $,000 - plus šrot zo zásob a škody vo vzťahu so zákazníkmi, ktoré je ťažké vyčísliť.

Toto 100-navýšenie nákladov naprieč jednotlivými fázami je presne tým dôvodom, prečo je DFM s predstihom tak dôležitý. Najlacnejšie miesto na opravu chyby je vždy proti prúdu a najdrahšie miesto je vždy po prúde.

Tie sú zoradené zhruba podľa toho, ako často sa objavujú v reálnych projektoch, na základe skúseností nášho tímu s prácou v stovkách programov foriem.

Chyba 1: Nedostatočné uhly ponoru

Toto je chyba číslo jedna z hľadiska frekvencie a objavuje sa všade - od jednoduchých vstrekovaných dielov až po zložité viacdutinové výrobné nástroje.

Každá plastová časť potrebuje malý kužeľ, nazývaný prievan, ktorý umožňuje hladké uvoľnenie časti z dutiny. Minimálny odporúčaný ponor je 1 stupeň na stranu pre väčšinu materiálov, pričom 1,5 až 2 stupne sa odporúča pre kozmetické povrchy -triedy A a štruktúrované prvky. Pokles pod 1 stupeň a vyhadzovacia sila sa môže zvýšiť o 30 až 50 percent, čo vedie k vybieleniu pod napätím, deformácii rozmerov a zrýchlenému opotrebovaniu formy.

Táto chyba je obzvlášť škodlivá pre zložitú vstrekovaciu formu na myši so zakrivenými kozmetickými povrchmi. Dizajnéri zameraní na estetiku niekedy zabúdajú na to, že každá zvislá plocha potrebuje ťah, čo vedie k formám, ktoré vyzerajú krásne v CAD, ale vo výrobe produkujú diely s namáhaním-.

Chyba 2: Nesprávne umiestnenie brány

Brána je miesto, kde plast vstupuje do dutiny a jej umiestnenie určuje priebeh prúdenia, polohu zvarovej línie a rozloženie tlaku. Umiestnite bránu na nesprávne miesto a na viditeľných plochách sa objavia zvarové čiary, nerovnomerné vyplnenie dielov alebo stopy po prepadnutí u svedka brány.

Pri kozmetických výrobkoch by umiestnenie brány nikdy nemalo byť na viditeľnom povrchu. V prípade vstrekovacej formy s škrupinou na myš ide brána zvyčajne na vnútorný povrch, kde ju koncový používateľ nevidí. Spodná-časti-brány, koniec-častej{5}}brány alebo skryté podmorské brány sú všetky možnosti -, ale brána nesmie byť na žiadnom povrchu, ktorý zákazník uvidí.

V prípade funkčných častí by umiestnenie brány nemalo vytvárať zvarové čiary v namáhaných-oblastiach. AVstrekovacia forma motoras bránou umiestnenou na zube ozubeného kolesa vytvorí slabé miesto presne tam, kde na sile záleží najviac.

Chyba 3: Nerovnomerná hrúbka steny

Plastové diely by mali mať rovnomernú hrúbku steny. Keď sa hrúbka stien líši, hrubšie časti sa ochladzujú pomalšie ako tenšie časti. Výsledok: stopy po potopení, deformácia a vnútorné napätie, ktoré sa môže prejaviť až po týždňoch alebo mesiacoch po formovaní.

Odvetvové pravidlo: odchýlka hrúbky by nemala presiahnuť plus{0}}alebo{1}}mínus 25 percent nominálnej hrúbky steny. Takže diel s menovitou stenou 2 mm by mal byť v rozsahu od 1,5 mm do maximálne 2,5 mm. Čokoľvek extrémnejšie - ako 1 mm prechod steny na 3 mm masívny výstupok - zaručuje problémy.

Ak si tuhosť alebo pevnosť vyžaduje hrubšie časti, použite radšej rebrá a vystuženia než pevný materiál. Tým sa dosiahne konštrukčný cieľ pri zachovaní rovnomerného chladenia.

Chyba 4: Nedostatočný dizajn chladiaceho systému

Čas chladenia predstavuje 60 až 70 percent celkového času cyklu. Forma so zle navrhnutými chladiacimi kanálmi bude vyrábať diely v pomalých cykloch počas celej svojej životnosti -, pričom výrobná kapacita a zisková marža budú stále na stole.

Toto je najdrahšia chyba pre-veľkoobjemové produkty. APlastové poháre PS vstrekovacia formaže beží 12-sekundové cykly, pričom by mal bežať 7-sekundové cykly, stojí výrobcu zhruba 70 percent potenciálnej kapacity. Viac ako 50 miliónov kusov výroby, to sú obrovské peniaze.

Správny návrh chladenia vyžaduje analýzu CFD vo fáze návrhu, vyvážené usporiadanie kanálov, ktoré zaisťuje rovnomerné rozloženie teploty v dutine, a umiestnenie kanálov v rozmedzí 1,5 až 2,5 násobku hrúbky steny povrchu dutiny. Konformné chladiace kanály v 3D-tlačených vložkách môžu poskytnúť ďalšie 15 až 30-percentné zníženie cyklov súčiastok so zložitou geometriou.

Chyba 5: Ostré vnútorné rohy

Akýkoľvek ostrý vnútorný roh pod polomerom 0,5 mm vytvára bod koncentrácie napätia. Pri zaťažení - vrátane vyhadzovacieho zaťaženia - sa tieto body stanú prirodzeným miestom zlyhania.

Priemyselné pravidlo: minimálny vnútorný polomer by mal byť aspoň 0,5-násobok miestnej hrúbky steny a ideálne väčší. Stenová časť s hrúbkou 2 mm by mala mať vnútorný polomer aspoň 1 mm. Menej a táto časť má zabudované-slabé miesto presne tam, kde ho fyzika využije.

Pre upresnenieVstrekovacia forma na ozubenie motora,toto pravidlo platí konkrétne pre korene zubov ozubeného kolesa. Korene zubov s neadekvátnymi polomermi zaoblenia zlyhajú pri únavovom zaťažení pri oveľa nižších počtoch cyklov ako správne navrhnuté zuby -, niekedy až 5 až 10 v porovnaní s očakávanou životnosťou.

Chyba 6: Zlý dizajn vetracieho otvoru

Keď roztavený plast tečie do dutiny, musí niekam vytlačiť vzduch. Nedostatočné odvetrávanie spôsobuje stlačenie vzduchu v diele, čo vedie k stopám po popálení (zachytený vzduch sa pri stlačení zapáli), krátkym výstrelom (súčiastka sa nedokáže úplne naplniť) alebo pórovitosti (vzduchové bubliny zachytené v diele).

Priemyselná-štandardná hĺbka vetracieho otvoru je 0,02 až 0,04 mm pre väčšinu termoplastov - dostatočne hlboká, aby umožnila únik vzduchu, dostatočne plytká na to, aby sa plast nemohol pretlačiť a vytvoriť záblesk. Vetracie otvory by mali byť umiestnené na posledných miestach na naplnenie, zvyčajne na koncoch prietokových ciest.

Správne odvetraná forma môže dosahovať o 10 až 20 percent vyššiu rýchlosť vstrekovania ako zle odvetraná forma, čo priamo prispieva k času cyklu a kvalite.

Chyba 7: Podcenenie požiadaviek na vysunutie

Vysunutie sa zdá jednoduché - kolíky vytlačia časť z formy. Ale vyhadzovanie je miesto, kde v skutočnosti vznikajú mnohé kozmetické a rozmerové problémy.

Medzi bežné chyby pri vyhadzovaní patrí príliš málo špendlíkov (sila sústreďuje na príliš malú plochu), špendlíky umiestnené pod kozmetickými povrchmi (vytvárajú viditeľné stopy svedkov), špendlíky s príliš malým priemerom (koncentrujúce napätie) a špendlíky umiestnené na tenkých stenách (spôsobujúce vyblednutie alebo skreslenie napätia).

Priemyselné smernice odporúčajú jeden vyhadzovací kolík na 25 až 40 cm² projektovanej plochy dielu, pričom sila na kolík zostáva pod 2 N/mm². Pre kozmetické-kritické aplikácie, ako naprVstrekovacia forma na myšvezmite do úvahy stieracie platne, ktoré rozdeľujú vyhadzovaciu silu rovnomerne po celom obvode a nie sústreďujú ju v miestach kolíkov.

Rôzne kategórie produktov zvyknú najčastejšie trpieť rôznymi chybami. Pochopenie toho, ktorá chyba je pre váš konkrétny projekt najpravdepodobnejšia, pomáha zamerať pozornosť kontroly DFM tam, kde je to najdôležitejšie.

Kontrola dizajnu pre výrobu je najvyššia{0}}aktivita návratnosti investícií v akomkoľvek projekte nástrojov. Tu je dôvod, prečo je včasné zachytenie problémov oveľa lacnejšie ako ich zachytenie neskoro.

Najlepšou praxou v tomto odvetví sú aspoň dva formálne cykly kontroly DFM na projekt: jeden vo fáze koncepcie (pred začatím podrobného návrhu) a jeden s dokončeným 3D modelom (pred začatím výroby nástrojov). Niektoré seriózne projekty pridávajú tretiu recenziu špecificky zameranú na výsledky simulácií z Moldflow alebo podobných nástrojov.

Odvetvie dizajnu foriem sa za posledných päť rokov výrazne zmenilo, najmä vďaka simulácii a nástrojom AI.

Moldflow a Moldex3D simulácia sú teraz štandardnou praxou v približne 62 percentách špičkových- závodov na vstrekovacie formy. Tieto nástroje predpovedajú vzory prúdenia, identifikujú potenciálne zvarové línie, označia riziká krátkeho-výstrelu a upozornia na problémy s chladením ešte predtým, než dôjde k rezu akejkoľvek ocele.

Analytické nástroje DFM poháňané AI- dokážu naskenovať 3D model CAD a automaticky označiť bežné konštrukčné problémy - poddimenzovaný návrh, ostré rohy, nerovnomerná hrúbka steny a iné. Niektoré platformy vytvárajú automatizované zostavy DFM v priebehu niekoľkých minút, ktoré predtým trvali hodiny inžinierskej kontroly.

Digitálne overovanie dvojčiat sa objavuje pre programy s vysokou hodnotou-, kde sa simulovaný model formy overuje v porovnaní so skutočným výkonom výroby, aby sa zdokonalili budúce návrhy.

Údaje z odvetvia ukazujú, že miera prepracovania foriem klesla z približne 35 percent (pred-simulačným obdobím) na približne 15 percent v prípade obchodov s vyspelými simulačnými procesmi -, čo predstavuje dramatické zlepšenie v úspešnosti prvých-skúšok.

Niekoľko noriem upravuje proces navrhovania formy a kritériá prijatia:

Rámec systému manažérstva kvality ISO 9001

Smernice SPE DFM pre vstrekované plasty

Norma ASTM D955 na meranie zmršťovania plastov

Štandardná prax ASTM D3641 pre vstrekovanie

IATF 16949 pre kvalitu dodávateľov pre automobilový priemysel

ISO 20457 pre rozmerové tolerancie plastových dielov

Vážnevýrobca vstrekovacích foriemdokumentuje kontrolu DFM voči týmto štandardom ako súčasť štandardných výstupov projektu.

68 % projektov vstrekovacích foriem má pri prvej skúške veľké konštrukčné problémy (údaje SPE)

Záležitosti zachytené v DFM stoja 0 až 2 000 USD; rovnaké problémy pri hromadnej výrobe stoja 50 000 – 200 USD,000+

Sedem najčastejších chýb: nedostatočný ťah, nesprávne umiestnenie brány, nerovné steny, nedostatočné chladenie, ostré rohy, zlé odvetrávanie, podcenenie vyhadzovania

Rôzne produkty trpia rôznymi typickými chybami -Vstrekovacia forma na myšprojekty často vidia chyby v umiestnení brány, projekty vstrekovacích foriem motorových ozubených kolies trpia problémami s polomerom rohov, projekty vstrekovacích foriem z plastov PS doplácajú na zlé chladenie

Dva cykly kontroly DFM sú osvedčeným postupom v odvetví

Moderná simulácia znížila mieru prepracovania foriem z 35 % na 15 %

Najlepšia návratnosť investícií do nástrojov je vždy investícia{0}}do DFM

Sedem vyššie uvedených chýb zodpovedá za približne 80 percent zlyhaní projektu vstrekovacích foriem. Každému z nich sa dá predísť správnou kontrolou DFM vo fáze návrhu - a každý z nich sa výrazne predraží, čím neskôr bude podchytený.

Spoločnosť Sunhingstones poskytuje komplexnú kontrolu DFM ako štandardný postup v rámci každého projektu: kozmetické programy vstrekovacích foriem na myši, presné nástroje na vstrekovanie motorových ozubených kolies a-veľkoobjemové projekty vstrekovacích foriem na plastové poháre PS. Porozprávajte sa s naším inžinierskym tímom o svojom návrhu ešte pred začiatkom výroby nástrojov -, je to tá najlepšia{3}}konverzácia, ktorú môžete o svojom projekte viesť.

Kontaktujte teraz

Society of Plastics Engineers (SPE) - Ročný prieskum defektov vstrekovania

Asociácia plastového priemyslu - Analýza nákladov na prepracovanie foriem

Štandardná testovacia metóda ASTM D955 - na meranie zmršťovania plastov

Štandardná prax ASTM D3641 - pre skúšobné vzorky vstrekovaním

ISO 9001:2015 - Systémy manažérstva kvality

ISO 20457 - Rozmerové tolerancie plastových dielov

Biele knihy o simulácii vstrekovania od spoločnosti Autodesk Moldflow -

Časopis Plastics Technology - Ročný priemyselný prieskum o postupoch DFM

Štandard riadenia kvality automobilového priemyslu IATF 16949 -

DME Company - Technická príručka komponentov formy