Podczas projektowania formy z tworzywa sztucznego, po określeniu struktury formy, można przeprowadzić szczegółowy projekt każdej części formy, to znaczy rozmiar każdego szablonu i części, rozmiar wnęki i rdzenia itp. Są określony. Będzie to dotyczyło kluczowych parametrów projektowych, takich jak skurcz materiału. Dlatego rozmiar każdej części wnęki można określić tylko znając szybkość skurczu uformowanego tworzywa sztucznego. Nawet jeśli wybrana konstrukcja formy jest poprawna, ale zastosowane parametry nie są odpowiednie, niemożliwe jest wyprodukowanie zakwalifikowanych części z tworzyw sztucznych.
Cechą charakterystyczną tworzyw termoplastycznych jest to, że rozszerzają się po podgrzaniu i kurczą po schłodzeniu, a także oczywiście zmniejszają swoją objętość po zwiększeniu ciśnienia. W procesie formowania wtryskowego stopione tworzywo sztuczne jest najpierw wtryskiwane do wnęki formy, a po napełnieniu stopiony materiał ochładza się i zestala oraz kurczy się, gdy część z tworzywa sztucznego jest wyjmowana z formy, co nazywa się skurczem formowania. W czasie, gdy część z tworzywa sztucznego jest wyjmowana z formy i stabilizowana, nadal będą występować niewielkie zmiany rozmiaru. Jednym z rodzajów zmian jest dalsze kurczenie się, a kurczenie to nazywa się postkurczeniem.
Inną odmianą jest to, że niektóre higroskopijne tworzywa sztuczne pęcznieją z powodu wchłaniania wilgoci. Na przykład, gdy zawartość wody w nylonie 610 wynosi 3 procent, wzrost rozmiaru wynosi 2 procent; gdy zawartość wody w nylonie 66 wzmocnionym włóknem szklanym wynosi 40 procent, wzrost rozmiaru wynosi 0,3 procent. Ale to skurcz formujący odgrywa główną rolę.
Obecnie metoda określania stopnia skurczu różnych tworzyw sztucznych (skurcz tworzący plus skurcz po skurczu) zasadniczo zaleca przepisy normy DIN16901 niemieckiej normy krajowej. Oznacza to, że obliczana jest różnica między rozmiarem wnęki formy przy 23 stopniach ± 0,1 stopnia a odpowiednim rozmiarem części z tworzywa sztucznego mierzonej przy 23 stopniach i wilgotności względnej 50 ± 5 procent po formowaniu przez 24 godziny.
Współczynnik skurczu S wyraża się następującym wzorem: S={(D－M)/D}×100 procent (1)
Wśród nich: S- współczynnik skurczu; D- rozmiar formy; M-plastikowy rozmiar części.
Jeśli gniazdo formy jest obliczane zgodnie ze znanym rozmiarem części z tworzywa sztucznego i szybkością skurczu materiału, wynosi ona D=M/(1-S). Aby uprościć obliczenia w projektowaniu form, do znalezienia rozmiaru formy stosuje się zwykle następującą formułę:
D=M plus MS(2)
Jeżeli wymagane jest dokładniejsze obliczenie, należy zastosować następujący wzór: D=M plus MS plus MS2(3)
Jednak przy określaniu szybkości skurczu, ponieważ na rzeczywistą szybkość skurczu wpływa wiele czynników, można stosować tylko wartości przybliżone, więc obliczenie wielkości wnęki za pomocą wzoru (2) zasadniczo spełnia wymagania. Podczas produkcji formy wnęka jest przetwarzana zgodnie z dolnym odchyleniem, a rdzeń jest przetwarzany zgodnie z górnym odchyleniem, aby w razie potrzeby można go było odpowiednio przyciąć.
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 przez różne fabryki jest różny, nawet stopień skurczu tego samego materiału produkowanego przez różne partie w fabryce jest również inny.
Dlatego każda fabryka może podać użytkownikom tylko zakres skurczu tworzyw sztucznych produkowanych przez fabrykę. Po drugie, na rzeczywistą szybkość skurczu podczas procesu formowania wpływają również takie czynniki, jak kształt części z tworzywa sztucznego, struktura formy i warunki formowania. Wpływ tych czynników przedstawiono poniżej.
Plastikowy kształt
W przypadku grubości ścianki kształtki, generalnie ze względu na dłuższy czas chłodzenia grubej ściany, szybkość skurczu jest również większa. W przypadku ogólnych części z tworzyw sztucznych, gdy różnica między wymiarem L w kierunku przepływu stopionego materiału a wymiarem W prostopadłym do kierunku przepływu stopionego materiału jest duża, różnica szybkości skurczu jest również duża. Z punktu widzenia odległości przepływu wytopu strata ciśnienia w części oddalonej od wlewu jest duża, więc skurcz w tym miejscu jest również większy niż w pobliżu wlewu. Kształty takie jak żebra, otwory, występy i ryciny są odporne na kurczenie się, więc te obszary będą się mniej kurczyć.
Struktura formy
Forma bramy ma również wpływ na skurcz. Kiedy używana jest mała bramka, skurcz części z tworzywa sztucznego wzrasta, ponieważ bramka krzepnie przed zakończeniem docisku. Struktura obwodu chłodzenia w formie wtryskowej jest również kluczowym punktem w projekcie formy. Jeśli obwód chłodzący nie jest prawidłowo zaprojektowany, wystąpi różnica skurczu z powodu nierównej temperatury części z tworzywa sztucznego, w wyniku czego rozmiar części z tworzywa sztucznego będzie wykraczał poza tolerancję lub będzie zdeformowany. W przypadku części cienkościennych wpływ rozkładu temperatury formy na skurcz jest bardziej oczywisty.
Wymiary formy i tolerancje produkcyjne
Oprócz obliczania podstawowych wymiarów za pomocą wzoru D=M(1 plus S), wymiary obróbki gniazda formy i rdzenia mają również problem z tolerancją obróbki. Zgodnie z konwencją tolerancja obróbki formy wynosi 1/3 tolerancji części z tworzywa sztucznego. Ponieważ jednak zakres skurczu i stabilność tworzyw sztucznych są różne, należy najpierw racjonalnie określić tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych utworzonych z różnych tworzyw sztucznych. Oznacza to, że tolerancja wymiarowa części formowanych z tworzywa sztucznego powinna być większa, jeśli zakres skurczu jest duży lub stabilność skurczu jest słaba. W przeciwnym razie może wystąpić duża liczba produktów odpadowych o rozmiarach poza tolerancją.
Z tego powodu różne kraje opracowały specjalnie opracowane normy krajowe lub normy branżowe dotyczące tolerancji wymiarowych części z tworzyw sztucznych. Chiny sformułowały również standardy zawodowe na szczeblu ministerialnym. Ale większość z nich nie ma odpowiednich tolerancji wymiarowych wnęki formy. W niemieckiej normie krajowej specjalnie sformułowano normę DIN16901 dotyczącą tolerancji wymiarowej części z tworzyw sztucznych i odpowiednią normę DIN16749 dotyczącą tolerancji wymiarowej wnęki formy. Ten standard ma wielki wpływ na świecie, więc może być używany jako punkt odniesienia dla przemysłu form do tworzyw sztucznych.
Tolerancja wymiarowa i dopuszczalne odchylenie części z tworzyw sztucznych
Aby rozsądnie określić tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych formowanych z materiałów o różnych właściwościach skurczu, norma wprowadza pojęcie różnicy skurczu kształtowego △VS. the
△VS＝VSR_VST(4)
We wzorze: różnica skurczu formującego VS skurcz formujący VSR w kierunku płynięcia stopu skurcz formujący VST w kierunku prostopadłym do płynięcia stopu.
Zgodnie z wartością plastyczności △ VS charakterystyki skurczu różnych tworzyw sztucznych dzielą się na 4 grupy. Grupa o najmniejszej wartości △VS jest grupą o wysokiej precyzji i analogicznie grupa o największej wartości △VS jest grupą o niskiej precyzji. I zgodnie z podstawowym rozmiarem, precyzyjną technologią zestawiane są grupy tolerancji 110, 120, 130, 140, 150 i 160. Zastrzega się również, że tolerancje wymiarowe części z tworzyw sztucznych o najbardziej stabilnych właściwościach skurczowych można wybierać spośród grup 110, 120 i 130.
120, 130 i 140 stosuje się do tolerancji wymiarowych wyprasek z tworzyw sztucznych o umiarkowanych i stabilnych właściwościach skurczowych. W przypadku zastosowania 110 zestawów tolerancji wymiarowych do formowania części z tworzywa sztucznego z tego rodzaju tworzywa sztucznego, można wyprodukować dużą liczbę części z tworzywa sztucznego poza tolerancją. Grupy 130, 140 i 150 są wybierane dla tolerancji wymiarowych części z tworzyw sztucznych o słabych właściwościach skurczowych.
Tolerancję wymiarową wyprasek z tworzyw sztucznych o najgorszych właściwościach skurczowych wybiera się spośród grup 140, 150 i 160. Korzystając z tej tabeli tolerancji, należy również zwrócić uwagę na następujące punkty. Ogólne tolerancje w tabeli dotyczą tolerancji wymiarowych, dla których nie określono żadnych tolerancji.
Tolerancja, która bezpośrednio oznacza odchylenie, jest strefą tolerancji używaną do oznaczania tolerancji części z tworzywa sztucznego. Odchylenia górne i dolne mogą być określone przez projektanta. Na przykład, jeśli strefa tolerancji wynosi {{0}},8 mm, można wybrać następujące odchyłki górne i dolne. 0.0;-0.8;±0,4;-0.2;-0.5 itd. Istnieją dwa zestawy wartości tolerancji A i B w każdej grupie tolerancji. Wśród nich A to rozmiar utworzony przez połączenie części formy, co zwiększa błąd spowodowany niedopasowaniem części formy.
Ten wzrost wynosi 0,2 mm. Gdzie B jest rozmiarem bezpośrednio określonym przez części formy. Technologia precyzyjna to zestaw wartości tolerancji opracowanych 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 zastosowanych tworzyw sztucznych.
