การออกแบบและการแปรรูปแม่พิมพ์ฉีด – นี่คือคำแนะนำสำหรับคุณ

วัสดุก่อสร้าง

ควรเลือกเหล็กแม่พิมพ์ที่เหมาะสมตามความต้องการใช้งาน สำหรับการสร้างต้นแบบ ไม่จำเป็นต้องใช้เหล็กกล้าแม่พิมพ์ชุบแข็ง ในกรณีส่วนใหญ่ เหล็กหรืออะลูมิเนียมชุบแข็งก่อน-จะถูกนำมาใช้เพื่อลดต้นทุนและอำนวยความสะดวกในการปรับเปลี่ยนแม่พิมพ์ในระหว่างขั้นตอนการสร้างต้นแบบ โลหะอ่อนเหล่านี้ยังสามารถขึ้นรูปชิ้นทดสอบและชิ้นส่วนสำเร็จรูปได้อย่างเพียงพอ เหล็กแม่พิมพ์ที่ชุบแข็งล่วงหน้า- (เช่น P-20 หรือ NAKR-55) มักใช้กับแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ เนื่องจากการชุบแข็งเหล็กแม่พิมพ์นั้นไม่สามารถทำได้สำหรับการใช้งานขนาดใหญ่

สำหรับปริมาณการผลิตที่สูงขึ้น จำเป็นต้องใช้เหล็กกล้าแม่พิมพ์ชุบแข็งสำหรับแกนและช่อง S-7, H-13 และสแตนเลส 420 เป็นเหล็กที่ใช้กันมากที่สุด S-7 เป็นเหล็กกล้าแม่พิมพ์ที่ดีเยี่ยมซึ่งสามารถนำไปใช้ในการดำเนินการผลิตแบบขยายได้ หากต้องการอุณหภูมิหลอมเหลวและแม่พิมพ์ที่สูงมาก ควรเลือกเหล็ก H-13 H-13 ยังสามารถนำมาใช้ในการผลิตท่อร่วมแบบ hot runner ได้อีกด้วย H-13 มีอุณหภูมิการอบคืนตัวที่สูงมาก และสามารถทนต่ออุณหภูมิในกระบวนการผลิตแม่พิมพ์ที่สูงมากได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความแข็ง

สแตนเลสเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเหล็กแม่พิมพ์ที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอสูงหรือในกรณีที่เกิดการควบแน่นอย่างมากในสิ่งแวดล้อม เม็ดมีดช่องแม่พิมพ์ที่มีการสึกหรอสูง-สามารถทำได้โดยใช้เหล็กกล้าประเภท A2, ASP23 หรือ D-2

เหล็กแม่พิมพ์ทั้งหมดสามารถป้องกันการสึกหรอและการกัดกร่อนได้โดยการเคลือบผิวบางประเภท เฉพาะเหล็กกล้าไร้สนิมเท่านั้นที่สามารถซ่อมแซมได้โดยการเชื่อมและการตัดเฉือน สำหรับเหล็กที่มีการเคลือบผิวอยู่แล้ว การซ่อมแซมจะทำได้หลังจากที่เอาการเคลือบออกแล้วเท่านั้น หลังจากซ่อมแซมแล้ว จะต้องทาสีเคลือบใหม่

ภาพ

พื้นผิวเสร็จสิ้น

การตกแต่งพื้นผิวของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความต้องการด้านความสวยงาม ความต้องการของลูกค้า และฟังก์ชันการทำงาน ตั้งแต่การขัดผิว-เหมือนกระจกเงาสูง-ของ SPI #1 ไปจนถึงพื้นผิวที่มีพื้นผิวที่ได้จากการกัด คอมโพสิต LNP สามารถทำให้ผิวสำเร็จของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปได้แทบทุกประเภท สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าวัสดุบางชนิดมีสมรรถนะที่ดีขึ้นเมื่อใช้กับพื้นผิวแม่พิมพ์บางชนิด ตัวอย่างเช่น โพลีโพรพีลีนแสดงคุณสมบัติการปลดปล่อยในแม่พิมพ์ด้านได้ดีกว่าในแม่พิมพ์ที่มีความมันวาวสูง-อย่างมาก การได้ผิวที่มีความมันเงาสูงนั้นทำได้ยากเมื่อใช้เรซินตัวเติมสูง- การระบายอากาศ

การระบายอากาศเป็นส่วนสำคัญของวงจรการขึ้นรูปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแม่พิมพ์ให้สูงสุด เมื่อวัสดุเทอร์โมพลาสติกเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ อากาศจะต้องถูกไล่ออก โดยทั่วไปช่องระบายอากาศจะอยู่ที่บริเวณที่มีการเติมครั้งสุดท้าย ใกล้แนวตะเข็บ และบนระบบทางวิ่ง ช่องระบายอากาศเพิ่มเติมที่กระจายอยู่รอบๆ เส้นแยกส่วนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายอากาศโดยรวมได้อย่างมาก ก๊าซที่ตกค้างในแม่พิมพ์จะปรากฏเป็นรอยไหม้บนชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป หลักการพื้นฐานคือ ก๊าซในแม่พิมพ์จะต้องสามารถหลบหนีออกมาได้ในอัตราเดียวกับที่พลาสติกเข้าไปในโพรง

ความลึกของช่องว่างจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ โดยทั่วไป เทอร์โมพลาสติกที่ไม่มีรูปร่างจะต้องมีความลึกของช่องว่างมากขึ้นเนื่องจากมีความหนืดสูงกว่า

ภาพ
ช่อง-ช่องเดียวและช่องหลาย-

แม่พิมพ์พื้นฐานสามประเภทที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะแม่พิมพ์ที่ใช้คอมโพสิต LNP

ประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือโครงแบบ-เพลทโคลด์รันเนอร์ที่แสดงในรูปที่ 1 วัสดุจะถูกฉีดเข้าไปในชิ้นส่วนผ่านรันเนอร์บุชชิ่งและระบบรันเนอร์ หลังจากเย็นตัวลง ชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแล้วทั้งหมดจะถูกดีดออกมา (รวมถึงประตู รางเลื่อน และสปรู) จากนั้นชิ้นส่วนจะถูกถอดออก และรันเนอร์และสปรูที่เหลือจะถูกทิ้งหรือรีไซเคิล

รูปที่ 2 แสดงแม่พิมพ์สาม-ที่มีเครื่องวิ่งเย็น ด้วยการออกแบบนี้ วัสดุจะถูกฉีดเข้าไปในโพรงชิ้นส่วนผ่านระบบรันเนอร์และสปรู หลังจากเย็นลงแล้ว แม่พิมพ์จะเปิดออก โดยแยกชิ้นส่วนออกจากประตูและรางน้ำ ส่วนที่หลุดออกจากนักวิ่งตามธรรมชาติ นักวิ่ง ประตู และสปรูยังคงต้องนำไปรีไซเคิลหรือทิ้ง

รูปที่ 3 แสดงแม่พิมพ์ท่อร่วมของนักวิ่งร้อนที่ได้รับความร้อนด้วยไฟฟ้า ช่องท่อร่วมและหัววัดเกตจะถูกให้ความร้อนจนถึงหรือใกล้กับอุณหภูมิหลอมละลายของโพลีเมอร์ ซึ่งจะทำให้วัสดุหลอมเหลว ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการจัดการของเสียจากทางวิ่ง ประตู และป่วง ระบบเหล่านี้มีราคาแพงกว่าการออกแบบแผ่นสอง-หรือสาม-แบบทั่วไป แต่ให้การควบคุมความร้อนของวัสดุได้ดีกว่าและก่อให้เกิดของเสียเพียงเล็กน้อย

ภาพ

นักวิ่งสุดฮอต

แม่พิมพ์วิ่งร้อนแบบเต็มหรือแม่พิมพ์ "แบบไม่มีนักวิ่ง" มีข้อดีหลายประการ แต่ต้องมีการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ามีการควบคุมที่เหมาะสมของการหลอมที่ไหลเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ แม้ว่าแม่พิมพ์แบบไม่มีนักวิ่งแทบจะไม่สร้างของเสียระหว่างการขึ้นรูป แต่ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาเมื่อเริ่มต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับคอมโพสิต LNP กึ่งผลึก- ซึ่งมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว หลักการที่ต้องปฏิบัติตาม ได้แก่ :

• ใช้เฉพาะระบบท่อร่วมฮอตรันเนอร์ที่มีความสมดุล-ซึ่งออกแบบมาสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะ

• ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ สามารถออกแบบ hot runner เพื่อให้สามารถเทลงบนชิ้นส่วนได้โดยตรงโดยใช้แผ่นฐานประตูแบบเปิด หรือประตูวาล์วสำหรับการขึ้นรูปแบบไร้สารตกค้าง- หรืออาจวางประตูไว้บนรางเลื่อนพื้นผิวขนาดเล็กก็ได้

• ทางเดินที่ให้ความร้อนและแผ่นฐานที่ร้อนควรจัดให้มีเส้นทางการไหลที่ราบรื่นเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์และได้รับความร้อนจากภายนอก

• เมื่อใช้เรซินเสริมใยแก้วแบบยาว จะหลีกเลี่ยงสิ่งตกค้างที่ประตูไม่ได้

• ใช้ระบบที่สมบูรณ์จากผู้ผลิต hot runner รายเดียว แทนที่จะใช้ส่วนประกอบที่แตกต่างจากผู้ผลิตหลายราย

• ขนาดเกตขึ้นอยู่กับปริมาณและประเภทของวัสดุที่เพิ่ม ขนาด/อัตราส่วนของชิ้นส่วน และความหนาของผนัง

• หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบนักวิ่งร้อน โปรดปรึกษาบุคลากรด้านเทคนิคของ GE Plastics Group

2. คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการปรับปรุงพื้นผิวแม่พิมพ์ทั่วไปในอุตสาหกรรมแปรรูปพลาสติก

ตารางด้านล่างแสดงวิธีการรักษาเหล็กแม่พิมพ์ทั่วไปที่หลากหลายแก่ผู้ควบคุมแม่พิมพ์และผู้ผลิตแม่พิมพ์ เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนหรือความต้านทานการสึกหรอ อาจมีวิธีแก้ปัญหาอื่น ๆ อยู่ด้วย

ภาพ

3. นักวิ่ง Sprues และ Gates

บูชป่วง

เมื่อใช้แม่พิมพ์ทั่วไป วัสดุร้อนจะเข้าสู่แม่พิมพ์ผ่านปลอกป่วง ระบบรางนำวัสดุผ่านประตูเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ การออกแบบและขนาดของบูชสปรูที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกระจายตัวหลอมเหลวที่เหมาะสมและการดีดชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปออกอย่างถูกต้อง เส้นผ่านศูนย์กลางของป่วง "O" ควรใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางทางออกของหัวฉีดประมาณ 20% เพื่อป้องกันไม่ให้ป่วงอุดตันเมื่อแม่พิมพ์เปิด แผนผังของขนาดป่วงแสดงอยู่ด้านล่าง มิติ "O" ยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับขนาดของชิ้นส่วนและรันเนอร์อีกด้วย สามารถใช้บูชรันเนอร์แบบให้ความร้อนแทนบูชรันเนอร์แบบธรรมดาได้ ต้นทุนเริ่มต้นของรันเนอร์ที่ให้ความร้อน (หรือบุชชิ่ง "ร้อน") อาจสูงกว่าบุชชิ่ง "เย็น" แต่จะช่วยลดการสูญเสียได้อย่างมาก เนื่องจากจะกำจัดรันเนอร์ที่วิ่งไปตามแต่ละส่วนหรือระบบรันเนอร์ ด้วยบุชชิ่งแบบให้ความร้อน การควบคุมอุณหภูมิหลอมเหลวที่เข้าสู่ระบบรันเนอร์จึงมีความแม่นยำมากขึ้น

ภาพ

การออกแบบนักวิ่ง

นักวิ่งควรสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดแรงกดทับที่ไม่จำเป็น ควรใช้ส่วนตัดขวาง-แบบวงกลม หากต้องวางนักวิ่งลงครึ่งหนึ่งในแม่พิมพ์ ให้ใช้นักวิ่งทรงสี่เหลี่ยมคางหมูที่มีก้นมน นักวิ่งแบบกึ่งวงกลมและแบบเรียบไม่มีประสิทธิภาพและไม่แนะนำ นักวิ่งควรปล่อยให้วัสดุไหลอย่างสม่ำเสมอและไม่จำกัดเป็นหนึ่งส่วนขึ้นไป (หากใช้หลายช่อง) โดยทั่วไปแล้ว รันเนอร์จะต้องลดเส้นผ่านศูนย์กลางลง 20% ทุกๆ 90 องศาของการหมุน สิ่งนี้จะต้องได้รับการพิจารณาเมื่อออกแบบระบบนักวิ่ง โดยทั่วไปแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางของรันเนอร์แบบวงกลมคือ 0.125" – 0.375" (3.2 – 9.5 มม.) ภาพ

ประตู |

การออกแบบเกตสำหรับชิ้นส่วนคอมโพสิต LNP ควรให้ระยะขอบในการตัดเฉือนที่เพียงพอโดยไม่สร้าง-ความเค้นของแม่พิมพ์ ขนาดเกตพื้นฐานบางอย่างจะควบคุมอัตราการเติม ปริมาณของวัสดุที่ไหลเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ และอัตราการแข็งตัวของชิ้นส่วน ขึ้นอยู่กับประเภทของเกทที่ใช้ (เช่น เรือดำน้ำ ขอบ ดึง ฯลฯ)

ความหนาของผนังจะกำหนดขนาดเกต ในขณะที่รูปทรงของชิ้นส่วนจะกำหนดตำแหน่งของเกตบนชิ้นส่วน ขนาดของเกตหลักมี 3 ขนาด ได้แก่ ความลึก ความกว้าง และใบหน้า การออกแบบเฉพาะสำหรับประตูหลายประเภทจะแสดงอยู่ในหน้าถัดไป

ขนาดประตู/ที่ตั้ง

• ขนาดเกตขั้นต่ำคือ 0.040" (1 มม.), 0.100" (2.5 มม.) สำหรับคอมโพสิตไฟเบอร์ยาว Verton - กลมหรือสี่เหลี่ยมคางหมู - 50–ความหนาของผนัง 60% (สำหรับคอมโพสิตแบบผลึก) - 50–75% ความหนาของผนัง (สำหรับคอมโพสิตแบบอสัณฐาน)

• ตามหลักการแล้ว ประตูควรวางอยู่ในตำแหน่งที่ส่วนของผนังหนาที่สุด - จัดตำแหน่งประตูให้ตรงกับผนังหรือบุชชิ่ง เพื่อป้องกันการเติมกลับและ "พ่น" (ยกเว้นวัสดุคอมโพสิตไฟเบอร์ยาวของ Verton) ไม่แนะนำให้ใช้ประตูอุโมงค์ - สำหรับวัสดุผสมของ Verton