Projektując formę z tworzywa sztucznego, po określeniu struktury formy, można szczegółowo zaprojektować różne części formy, to znaczy określić rozmiar każdego szablonu i części, rozmiar wnęki i rdzenia itp. W tym momencie uwzględnione zostaną główne parametry projektowe, takie jak stopień skurczu materiału. Dlatego tylko dzięki dokładnemu opanowaniu współczynnika skurczu formowanego tworzywa sztucznego można określić rozmiar każdej części wnęki. Nawet jeśli wybrana konstrukcja formy jest prawidłowa, nie da się wyprodukować części z tworzywa sztucznego o kwalifikowanej jakości, jeśli zastosowane parametry są nieodpowiednie.
Szybkość skurczu plastycznego i czynniki na niego wpływające
Właściwości tworzyw termoplastycznych polegają na tym, że rozszerzają się po podgrzaniu i kurczą się po ochłodzeniu. Oczywiście objętość również zmniejszy się po zwiększeniu ciśnienia. W procesie formowania wtryskowego stopione tworzywo sztuczne jest najpierw wtryskiwane do wnęki formy. Po zakończeniu napełniania stopiony materiał ochładza się i krzepnie. Po wyjęciu plastikowej części z formy kurczy się. Skurcz ten nazywany jest skurczem przy formowaniu. W okresie od wyjęcia plastikowej części z formy do stabilizacji rozmiar będzie się jeszcze nieznacznie zmieniał. Jedną ze zmian jest ciągły skurcz, nazywany skurczem post-. Kolejną zmianą jest to, że niektóre higroskopijne tworzywa sztuczne rozszerzają się w wyniku wchłaniania wilgoci. Na przykład, gdy zawartość wilgoci w nylonie 610 wynosi 3%, wzrost rozmiaru wynosi 2%; gdy zawartość wilgoci w nylonie 66 wzmocnionym włóknem szklanym wynosi 40%, wzrost rozmiaru wynosi 0,3%. Jednak głównym czynnikiem jest skurcz formy. Obecnie metoda określania współczynnika skurczu różnych tworzyw sztucznych (skurcz przy formowaniu + skurcz po-) ogólnie zaleca postanowienia normy DIN16901 niemieckiej normy krajowej. Oznacza to, że oblicza się go na podstawie różnicy między rozmiarem wnęki formy w temperaturze 23 stopni ± 0,1 stopnia a odpowiadającym rozmiarem części z tworzywa sztucznego zmierzonego w temperaturze 23 stopni i przy wilgotności względnej 50 ± 5% po 24 godzinach formowania.
Stopień skurczu S wyraża się następującym wzorem: S={(D-M)/D}×100%(1)
Gdzie: S-stopień skurczu; D-rozmiar formy; M-rozmiar części z tworzywa sztucznego.
Jeśli gniazdo formy zostanie obliczone na podstawie znanego rozmiaru części z tworzywa sztucznego i współczynnika skurczu materiału, wówczas D=M/(1-S). Aby uprościć obliczenia podczas projektowania formy, do obliczenia rozmiaru formy zwykle stosuje się następujący wzór:
D=M+MS(2)
Jeśli wymagane jest dokładniejsze obliczenie, stosuje się następujący wzór: D=M+MS+MS2(3)
Jednakże przy określaniu stopnia skurczu, ponieważ na rzeczywistą szybkość skurczu wpływa wiele czynników, można zastosować jedynie wartość przybliżoną. Dlatego użycie wzoru (2) do obliczenia wielkości wnęki może w zasadzie spełnić wymagania. Podczas produkcji formy wnęka jest obrabiana zgodnie z dolnym odchyleniem, a rdzeń zgodnie z górnym odchyleniem, tak aby w razie potrzeby można było wykonać odpowiednie przycięcie.
Głównym powodem, dla którego trudno jest dokładnie określić stopień skurczu, jest to, że stopień skurczu różnych tworzyw sztucznych nie jest wartością stałą, ale zakresem. Ponieważ stopień skurczu tego samego materiału produkowanego w różnych fabrykach jest inny, nawet stopień skurczu tego samego materiału produkowanego przez różne partie tej samej fabryki jest inny. Mold Master WeChat: mojuren Dlatego każda fabryka może udostępnić użytkownikom jedynie zakres skurczu tworzyw sztucznych produkowanych przez fabrykę. Po drugie, na rzeczywistą wielkość skurczu podczas procesu formowania wpływają również takie czynniki, jak kształt części z tworzywa sztucznego, struktura formy i warunki formowania. Poniżej znajduje się wprowadzenie do wpływu tych czynników.
Zdjęcie
Kształt części z tworzywa sztucznego
W przypadku grubości ścianki uformowanej części stopień skurczu jest na ogół większy, ponieważ czas chłodzenia grubej ścianki jest dłuższy, jak pokazano na rysunku 1. W przypadku ogólnych części z tworzyw sztucznych, gdy różnica między wymiarem L w kierunku przepływu stopu a wymiarem W prostopadłym do kierunku przepływu stopu jest duża, różnica szybkości skurczu jest również duża. Z punktu widzenia odległości przepływu stopu, strata ciśnienia części znajdującej się daleko od przewężki jest duża, więc stopień skurczu jest tam również większy niż części znajdującej się blisko przewężki. Ponieważ kształty takie jak żebra, otwory, występy i rzeźby mają odporność na skurcz, stopień skurczu tych części jest niewielki.
Struktura formy
Forma bramy wpływa również na stopień skurczu. Gdy używana jest mała bramka, stopień skurczu części z tworzywa sztucznego wzrasta, ponieważ bramka twardnieje przed zakończeniem utrzymywania ciśnienia. Struktura obwodu chłodzącego w formie wtryskowej jest również kluczem do projektu formy. Jeżeli obwód chłodzący nie zostanie odpowiednio zaprojektowany, różnica skurczu będzie wynikać z nierównomiernej temperatury części z tworzywa sztucznego, co spowoduje, że część z tworzywa sztucznego będzie poza tolerancją lub będzie zdeformowana. W przypadku cienkościennych-części wpływ rozkładu temperatury formy na skurcz jest bardziej oczywisty.
Obraz
Warunki formowania
Temperatura beczki: Gdy temperatura beczki (temperatura tworzywa sztucznego) jest wysoka, przenoszenie ciśnienia jest lepsze, a siła skurczu jest zmniejszona. Jednakże, gdy używana jest mała bramka, skurcz jest nadal duży, ponieważ bramka wcześnie twardnieje. W przypadku grubych-części z tworzyw sztucznych, nawet jeśli temperatura cylindra jest wysoka, skurcz jest nadal duży.
Podawanie: W warunkach formowania staraj się zmniejszyć podawanie, aby utrzymać stabilny rozmiar części z tworzywa sztucznego. Jednak niewystarczające podawanie nie będzie w stanie utrzymać ciśnienia, co również zwiększy skurcz.
Ciśnienie wtrysku: Ciśnienie wtrysku jest czynnikiem mającym większy wpływ na skurcz, zwłaszcza ciśnienie docisku po napełnieniu. Ogólnie rzecz biorąc, gdy ciśnienie jest wysokie, skurcz jest niewielki ze względu na dużą gęstość materiału.
Szybkość wtrysku: Prędkość wtrysku ma niewielki wpływ na skurcz. Jednakże w przypadku cienkościennych-części z tworzyw sztucznych lub bardzo małych bramek oraz gdy stosowane są materiały wzmocnione, skurcz jest niewielki przy zwiększaniu prędkości wtrysku.
Temperatura formy: Generalnie skurcz jest większy, gdy temperatura formy jest wyższa. Jednak w przypadku cienkościennych-części z tworzyw sztucznych im wyższa temperatura formy, tym mniejszy opór przepływu stopionego materiału i mniejszy współczynnik skurczu.
Cykl formowania: Nie ma bezpośredniego związku pomiędzy cyklem formowania a szybkością skurczu. Należy jednak zauważyć, że gdy cykl formowania zostanie przyspieszony, temperatura formy, temperatura topnienia itp. nieuchronnie ulegną zmianie, co będzie miało również wpływ na zmianę szybkości skurczu. Podczas testowania materiałów formowanie należy przeprowadzać zgodnie z cyklem formowania określonym przez wymaganą wydajność i należy sprawdzić rozmiar części z tworzywa sztucznego. Poniżej znajduje się przykład użycia tej formy do badania współczynnika skurczu plastycznego. Wtryskarka: siła zwarcia 70t średnica ślimaka Φ35mm prędkość ślimaka 80 obr./min warunki formowania: maksymalne ciśnienie wtrysku 178MPa temperatura cylindra 230 (225-230-220-210) stopień 240 (235-240-230-220) stopień 250 (245-250-240-230) stopień 260 (225-260-250-240) stopień prędkość wtrysku 57cm3/s czas wtrysku 0,44-0,52 s czas przetrzymywania 6,0 s czas chłodzenia 15,0 s
Zdjęcie
Rozmiar formy i tolerancja produkcyjna
Oprócz obliczania podstawowego rozmiaru za pomocą wzoru D=M(1+S), przy przetwarzaniu rozmiaru gniazda formy i rdzenia również występuje problem tolerancji przetwarzania. Zgodnie z konwencją tolerancja obróbki formy wynosi 1/3 tolerancji części z tworzywa sztucznego. Jednakże ze względu na różnice w zakresie skurczu i stabilności tworzyw sztucznych, należy najpierw racjonalnie określić tolerancję wymiarową części z tworzyw sztucznych utworzonych z różnych tworzyw sztucznych. Oznacza to, że tolerancja wymiarowa części z tworzyw sztucznych utworzonych z tworzyw sztucznych o większym zakresie skurczu lub słabej stabilności skurczu powinna być większa. W przeciwnym razie może pojawić się duża ilość odpadów o nadmiernych wymiarach. Z tego powodu kraje specjalnie sformułowały normy krajowe lub standardy branżowe dotyczące tolerancji wymiarowej części z tworzyw sztucznych. Chiny sformułowały także ministerialne standardy zawodowe. Jednak większość z nich nie ma odpowiednich tolerancji wymiarowych dla wnęk formy. Niemiecka norma krajowa szczegółowo formułuje normę DIN16901 dotyczącą tolerancji wymiarowej części z tworzyw sztucznych i odpowiednią normę DIN16749 dotyczącą tolerancji wymiarowej wnęk formy. Norma ta ma ogromny wpływ na świat i może być stosowana jako punkt odniesienia dla branży form do tworzyw sztucznych. Magazyn Mold People WeChat, pierwszy w branży!
O tolerancji wymiarowej i dopuszczalnym odchyleniu części z tworzyw sztucznych
W celu rozsądnego określenia tolerancji wymiarowej części z tworzyw sztucznych formowanych z materiałów o różnej charakterystyce skurczu, norma wprowadza pojęcie różnicy skurczu przy formowaniu △VS.
△VS＝VSR_VST(4)
Gdzie: VS – Różnica skurczu formierskiego VSR – Stopień skurczu formierskiego w kierunku płynięcia stopu VST – Stopień skurczu formierskiego w kierunku prostopadłym do płynięcia stopu.
Zgodnie z wartością △VS tworzywa sztucznego właściwości skurczu różnych tworzyw sztucznych są podzielone na 4 grupy. Grupa o najmniejszej wartości △VS to grupa o wysokiej-precyzji i tak dalej, grupa o największej wartości △VS to grupa o niskiej-precyzji. Według podstawowych wymiarów, technologii precyzyjnej, zestawiane są grupy tolerancji 110, 120, 130, 140, 150 i 160. Postanowiono również, że tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych utworzonych z tworzyw sztucznych o najbardziej stabilnych charakterystykach skurczu można wybierać z grup 110, 120 i 130.
Tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych utworzonych z tworzyw sztucznych o umiarkowanie stabilnej charakterystyce skurczu wybiera się z grup 120, 130 i 140. Jeśli tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych utworzonych z tego rodzaju tworzyw sztucznych zostaną wybrane z grupy 110, można wyprodukować dużą liczbę części z tworzyw sztucznych o wymiarach-spoza-tolerancji. Tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych utworzonych z tworzyw sztucznych o słabej charakterystyce skurczu wynoszą 130, 140 i 150 grup.
Tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych utworzonych z tworzyw sztucznych o najgorszej charakterystyce skurczu wynoszą 140, 150 i 160 grup. Korzystając z tej tabeli tolerancji, należy również zwrócić uwagę na następujące punkty. Tolerancje ogólne podane w tabeli dotyczą tolerancji wymiarowych, które nie wskazują tolerancji.
Tolerancje z odchyleniami bezpośrednimi służą do oznaczenia pasm tolerancji dla wymiarów części z tworzywa sztucznego. Odchyłki górne i dolne mogą zostać określone przez projektanta. Na przykład, jeśli zakres tolerancji wynosi 0,8 mm, można wybrać następujące górne i dolne odchylenie. 0.0;-0,8;±0,4;-0,2;-0,5 itd. W każdej grupie tolerancji znajdują się dwie grupy wartości tolerancji, A i B. Wśród nich A jest wielkością powstałą w wyniku połączenia części formy, co zwiększa błąd spowodowany brakiem szczelności na połączeniu części formy.
Ta wartość dodana wynosi 0,2 mm. Wśród nich B to rozmiar bezpośrednio określony przez części formy. Technologia precyzyjna to zestaw wartości tolerancji ustalonych specjalnie dla części z tworzyw sztucznych o wysokich wymaganiach dotyczących precyzji. Przed użyciem tolerancji części z tworzyw sztucznych należy najpierw wiedzieć, które grupy tolerancji mają zastosowanie do stosowanych tworzyw sztucznych.
