Nelygus sienelių storis yra viena iš pagrindinių problemų liejimo formų projektavime, kuri dažnai sukelia iškrypimus, erzinančius įdubimus paviršiuje ir varganus tuštumus. Kai detalės turi storesnes dalis, jos vėsta ilgiau nei plonesnės zonos, dėl ko medžiagoje atsiranda įtampa. Ši įtampa sukelia iškrypimą, kai viskas sustingsta – matmenys iškraipomi. Įdubimai atsiranda kaip maži įspaudai paviršiuje, nes storesnės vietos per daug susitraukia auštant. Tuštumos atsiranda tada, kai oras užstręsta šiose stambesnėse srityse. Visos šios problemos pablogina tiek detalės stiprumą, tiek jos išvaizdą, todėl padidėja brokuotų gaminių skaičius ir didesni gamybos išlaidos. Pagal pramonės specialistų ataskaitas, apie 45 % estetinių defektų liejimo forma gaminamuose gaminimuose galima pripažinti nevienodam sienelių storiui formos skirtingose dalyse.
Svarbu tinkamai parinkti sienelių storį, kai kalba eina apie injekcinio formavimo procesus. Kai sienelės visur yra vienodo storio, plastikas vėsia tolygiau ir sklandžiai tekėja per formą. Tai padeda išvengti problemų, tokių kaip iškrypimai ar erzinantys įtempimo žymėjimai, kurie atsiranda po gamybos. Be to, dėl vientisumo visose srityse forma užpildoma geriau, todėl nesusidaro tekėjimo problemų, sukeliančių silpnas vietas. Dauguma gamintojų siekia sienelių storio apie 1,2–3 milimetrus, nors niekas nenori, kad sekcijų storis skirtųsi daugiau nei ketvirtadaliu. Šis skirtumas tikrai veikia tai, kaip vyksta darbai gamyklos aikštelėje. Detalės su vienodo storio sienelėmis paprastai sumažina ciklo trukmę maždaug 30 procentų ir žymiai sumažina defektus, kartais juos sumažindamos net dvigubai, palyginti su detalėmis, kurių sienelių storis labai kinta.
Vartojimo elektronikos gaminantis įmonė susidūrė su didelėmis problemomis dėl įdubimų ir išlinkimo, atsirandančių ant plastikinių korpusų, nes sienelių storis labai kito – nuo vos 1,5 mm iki net 4,2 mm. Šis nevienodas aušinimas sukėlė daugybę gamybos problemų, įskaitant pernelyg daug atmetamų detalių ir ilgesnes nei įprasta ciklo trukmes. Inžinerijos komanda išsprendė šią problemą pertvarkydama detalę taip, kad visur būtų vienodas 2 mm sienelių storis, o taip pat pridėjo strategiškai išdėstytų ertmių, kurios padidino tvirtumą, nepadidindamos bendro svorio. Po šių pakeitimų nepageidaujami įdubimai išnyko visiškai, išlinkimas sumažėjo apie 85 %, o ciklo trukmė sutrumpėjo beveik ketvirtadaliu. Atsižvelgiant atgal, buvo akivaizdu, kad tinkamas sienelių storio parinkimas vienu metu išsprendė keletą kokybės problemų ir pagerino visą gamybos procesą.
Dizaineriai dažnai pasitelkia išpjaunamąsias dalis ir palaipsniui einančius perėjimus, kai vienodas storis dėl įvairių priežasčių nepasiekiamas. Išpjaunamosios dalys iš esmės pašalina perteklinę medžiagą iš tų storesnių vietų, tačiau vietoj to, kad palikti viską tuščiavidurį, jie sustiprina šias vietas standumui užtikrinti reikalingomis pertvaromis, kad detalė išliktų stipri. Rezultatas? Lengvesnės detalės, kurios geriau vėsinasi ir kurioms mažiau būdingi nekenčiami įspaudai, kurių visi norime išvengti. Perėjimams tarp skirtingų storio zonų dauguma inžinierių renkasi 3:1 nuolydžio santykį, nes tai užtikrina sklandesnius pokyčius be staigių šuolių, kurie gali užfiksuoti oro burbuliukus ar sukelti įtempimo koncentraciją kritinėse vietose. Šios metodikos padeda išlaikyti sklandų gamybos procesą net ir susiduriant su sudėtingomis formomis, o pagal pramonės duomenis, įmonės paprastai naudoja apie 15–25 procentais mažiau medžiagos, kartu gaudamos pastebimai geresnės kokybės detales.
Įliejimo formavimo simuliacijos programinė įranga iš esmės pakeitė, kaip mes optimizuojame sienelių storį gamyboje. Naujausios sistemos gali prognozuoti, kaip medžiaga tekės, stebėti aušinimo greitį, nustatyti galimus defektus gerokai anksčiau, nei prasideda faktinis įrankių gamybos etapas, leidžiant inžinieriams virtualiai testuoti skirtingas sienelių konfigūracijas. Palygindami kelias dizaino parinktis šalia viena kitos, ekspertai dažnai suranda sprendimus, kurie atitinka tiek stiprumo reikalavimus, tiek gamybos apribojimus. Pramonės ataskaitos rodo, kad įmonės, naudojančios šias imitacijas, sumažina sienelių storio problemas maždaug 70 procentų ir išveda produktus į rinką apie 40 procentų greičiau nei tradiciniais metodais. Dauguma pažangiai mąstančių gamintojų dabar laiko simuliacijas būtinomis visame savo kūrimo procese, nors vis dar yra vietos tobulėjimui, kai šioje sparčiai besivystančioje srityje atsiranda naujos technologijos.
Kai detalės įstręsta formose arba ištraukiant plyšta paviršius, dažniausiai tai rodo, kad ištraukos kampas buvo netinkamas. Problema darosi rimtesnė, kai trūksta pakankamo nuolydžio, nes detalė per daug trinasi į formos sienas, ypač pastebima gilesnėse dalyse ar tų, kurios turi tekstūrą. Atsižvelgiant į tai, kas vyksta gamyklose visoje pramonės šakoje, apie 15 iš kiekvienų 100 atmetamų liejimo formavimo detalių atmetama dėl ištraukimo problemų, o maždaug du trečdaliai šių problemų siejami su bloga ištraukos kampo projektavimu. Tai tampa dar sudėtingiau tekstuotoms paviršių sritims, kurioms reikia apie 3–5 laipsnių ištraukos kampo, palyginti su tik 1–2 laipsniais lygioms, glodžioms sritims. Teisingas sprendimas yra labai svarbus gamintojams, norintiems vengti brangių gamybos sustojimų ir kokybės kontrolės sunkumų ateityje.
Projektiniai nuolydžiai, tie tyčiniai nuolydžiai, kuriuos darome vertikalioms sienoms, labai palengvina detalių išėmimą iš formų be trinties problemų, nes liečiasi mažiau paviršiaus. Dauguma pramonės atstovų siūlo pradėti nuo apie 1 laipsnio kampo kiekvienam colio gylio, kurį detalė įeina į formą, nors kai kuriems plotams reikia statesnių kampų, pavyzdžiui, 3 laipsnių ar net daugiau, ypač sudėtingose vietose arba esant struktūrizuotoms paviršiaus apdailoms. Kampų spinduliai arba užapvalinimai veikia panašiai, tik kampams vietoj sienų. Aštrūs kampai yra tiesiog bėdos, laukiančios savo valandos, nes sukuria įtempimo taškus ir trukdo medžiagai tinkamai tekėti per formos ertmę. Kai kampai yra užapvalinti, detalės paprastai iššoka tiesiai iš formos, nesusiduriant su strigimu ar pažeidimu ištraukimo metu. Be to, šie užapvalinti kraštai padeda viskam geriau užpildyti ertmę jau iš pradžių ir iš tikrųjų padaro galutinį gaminį tvirtesnį.
Viena automobilių dalių gamintoja nuolat susidurdavo su bėdomis dėl vidaus apdailos detalių. Jie nuolat kentėjo nuo paviršiaus brūkšnių gamybos metu ir turėjo daug nenuspėtų prastovų, kurios jiems kainavo pinigų. Išanalizavus pradinį formos projektą, tapo aišku, kodėl viskas veikė ne taip gerai. Konstruktoriai buvo nustatę tik 0,5 laipsnio ištraukimo kampą šiems stipriai reljefiniams plotams, be to, detalėje buvo daugybė aštrių vidinių kampų. Kai jie grįžo prie projekto ir pakeitė parametrus – užtikrino, kad visi paviršiai turėtų pastovų 3 laipsnių ištraukimo kampą, o kampus suapvalino 1,5 mm spinduliu, – įvyko kažkas įdomaus. Išstūmimo jėgos staiga sumažėjo apie 40 procentų, o tai reiškė mažesnį įrangos nusidėvėjimą. Defektų lygis taip pat smarkiai sumažėjo – nuo maždaug 12 % iki žemiau 2 %. Be problemų sprendimo, naujoji geometrija faktiškai pagerino plastiko tekėjimą forma. Baigiamuosius gaminio paviršiaus ruošimo etapus, kurie anksčiau didino tiek laiką, tiek gamybos sąnaudas, dabar galima buvo praleisti.
Naudojant standartinius ištraukimo kampus, atsižvelgiant į medžiagą, su kuria dirbama, bei paviršiaus glodumą ar šiurkštumą, galima išvengti erzinančių išmetimo problemų dar prieš jos taptų gamybos metu kylančia problema. Lygiems paviršiams paprastai reikia apie 1 laipsnio ištraukimo kampo kiekvienam gylį sudarančiam coliu, tačiau jei yra tekstūra, reikalingas kampas siekia nuo 3 iki 5 laipsnių, priklausomai nuo to, kiek ji išsireiškusi. Dažniausiai naudojamos inžinerinės plastikinės medžiagos, tokios kaip ABS plastikas ir polikarbonatas, geriausiai veikia su ištraukimo kampais nuo 1 iki 2 laipsnių. Lankstiosioms medžiagoms dažnai reikia šiek tiek daugiau vietos, todėl papildomas tarpas padeda jiems išeiti be strigimo. Įsitikinkite, kad visi ištraukimo kampai būtų lygiagretūs tiems plotams, kur iš tikrųjų atsiskiria formos dalys – tai užtikrina, kad viskas vienodai išeitų, o ne strigtų vienoje pusėje. Taip pat verta paminėti vidinius kampus – juos apvalinant apie pusę milimetro iki vieno milimetro spinduliu, žymiai sumažinami įtempimo taškai ir geriau tekėja lydymosi medžiaga per formos ertmę.
Blogai suprojektuotos kietinimo juostos dažnai sukelia tas erzinančias įdubas, kurias visi pastebime ant plastikinių detalių, be to, jos dar sumažina konstrukcijos stiprumą. Jei juosta yra storesnė nei apie pusė sienelės storio, ji vėsinasi ilgiau nei likusi detalės dalis. Šis skirtumas sukelia medžiagos traukimąsi į vidų vėstant, todėl paviršiuje susidaro neestetiškos įdubos. Trumpos juostos, per toli viena nuo kitos esančios arba nepakankamai paremtos, tiesiog tinkamai neatlieka savo funkcijos. Tokiu būdu pagamintos detalės linkusios lengvai lenktis ar net sulūžti veikiamos apkrovos. Produktams, kuriems svarbi išvaizda ir funkcinis naudingumas, šios problemos gali sukelti tikrus sunkumus gamintojams, siekiantiems laikytis kokybės standartų.
Teisingai suprojektuojant rėbelį, būtina laikytis tam tikrų geometrinių taisyklių. Daugumai taikymų rėbeliai veikia geriausiai, kai jų storis sudaro apie 40–60 procentų pagrindinės sienelės storio. Jei dirbama su blizgiomis paviršiaus rūšimis, artėjimas prie 40 % ribos padeda paslėpti niūkius įdubimus. Kalbant apie aukštį, nereikėtų viršyti 2,5–3 kartų daugiau nei sienelės storis, kitaip gali kilti problemų dėl užpildymo, o gamybos metu detalės gali išsivesti. Pridėjus nedidelį praėjimą pagrindoje (apie ketvirtadalį iki pusės sienelės storio), visiškai pasikeičia apkrovos taškų pasiskirstymas ir vėlesnių įtrūkimų galima išvengti. Nepamirškite taip pat įtraukti šiek tiek nuolydžio – tarp pusės laipsnio ir vieno su puse laipsnio paprastai veikia puikiai, užtikrinant lengvą detalių išėmimą iš formų. Visi šie matmenys yra svarbūs, nes jie veikia tai, kaip tolygiai auštama, kaip medžiaga tekėja per formą, ir galiausiai leidžia pasiekti optimalų balansą tarp stiprumo ir svorio efektyvumo.
Vietoj paprasto rėbų storio didinimo siekiant padidinti stiprumą, patyrę dizaineriai dažnai rekomenduoja naudoti kelis plonesnius rėbus, esančius maždaug 2–3 kartus sienelės storio atstumu vienas nuo kito. Šis požiūris geriau paskirsto apkrovą per visą detalę, tuo pačiu išlaikant vientisas aušinimo trukmes visoje gamybos eigoje. Dirbant su atramomis, dauguma specialistų siekia sienelių storį apie 60–80 % nuo standartinio, o tada ten, kur reikia, prideda įtvirtinimus naudodami špilotes ar jungiamuosius rėbus. Dar viena protinga technika – išjudinimai, kuriais sumažinamas perteklinis medžiagos kiekis šiose storesnėse vietose; tai ne tik sutrumpina ciklo laiką, bet ir sumažina įdubimo žymių atsiradimo riziką. Prieš galutinai patvirtinant bet kokius konstrukcinius sprendimus, šiuolaikinė praktika numato modeliavimą naudojant specializuotą programinę įrangą. Šios programos gali aptikti potencialias problemas dar prieš pradedant formų gamybą, leisdamos inžinieriams spręsti problemas atlikdami virtualius liejimo bandymus. Rezultatas? Detalės, kurios paviršutiniškai atrodo puikiai, tačiau ilgainiui išlaiko savo struktūrinį tvirtumą.
Kai kas nors tinkamai neplanuoja požeminių pjūvių, tai labai apsunkina formos sudėtingumą ir žymiai padidina sąnaudas. Dažniausiai kiekvienam požeminiam pjūviui reikia kažkokio šoninio mechanizmo pridėti prie įrankių. Šie papildomi komponentai gali padidinti sąnaudas nuo maždaug 15 % iki net 30 % už kiekvieną reikalingą elementą. Be to, šie mechanizmai ilgiau trukdo sukurti, reikalauja daugiau priežiūros laikui bėgant ir apskritai daro sistemą labiau linkusią gedimams. Todėl protingi konstruktorius stengiasi iš anksto nustatyti galimus požeminių pjūvių sukeliamus problemų taškus jau projektavimo pradžioje. Toks ankstyvas sprendimas padeda ilguoju metu išlaikyti gamybą tiek ekonomišką, tiek patikimą.
Kai kuriami formos, labai svarbu, kur eina atskyrimo linija, nes tai esminis taškas, kuriame abi formos pusės atsiskiria. Kai dizaineriai šią liniją talpina palei faktinės detalės natūralias kreives, dažnai pavyksta pašalinti vargančius požambius, sukeliančius daug rūpesčių gamybos metu. Tai reiškia, kad reikia mažiau šoninių judesių, o tai sutaupo laiko ir pinigų įrankių gamybos išlaidose. Teisingas tinkinimas taip pat daro įvairių skirtumų. Užtikrinamas geresnis vožtuvų veikimas, tinkamai veikia aušinimo sistemos ir detalės lengvai išstumiamos iš formos. Visi šie veiksniai prisideda prie stabilingesnio gamybos proceso ir galiausiai leidžia nuolat pagaminti aukštesnės kokybės komponentus, atitinkančius specifikacijas.
Viena vartojimo elektronikos įmonė neseniai radikaliai perdirbo produkto korpusą, kuriam reikėjo kelių šoninių mechanizmų, kad snap fit funkcijos tinkamai veiktų. Kai inžinerijos komanda pakeitė dalies skaidymo vietą ir sureguliavo pačių snap’ų formą, jiems pavyko visiškai pašalinti visas nišas. Ką tai reiškia? Įrankių išlaidos sumažėjo apie 40 procentų, detalės išmetimas gamybos ciklo metu tapo žymiai nuoseklesnis, o kiekvienas gamybos ciklas faktiškai truko apie 12 procentų mažiau laiko. Geriausia yra tai, kad jokie šie patobulinimai nebuvo pasiekti kenkiant produkto funkcionalumui. Toks perprojektavimas kaip tik ir parodo, kodėl protingi pokyčiai gaminio dizaine gali labai padėti efektyviai gaminti, nepaaukojant kokybės.
Kai formavimo metu vartai nėra tinkamai išdėstyti, dažnai kyla keletas problemų, įskaitant erzinančias suvirinimo linijas, srovių efektus ir dalis, kurios tiesiog nepilnai užpildomos. Suvirinimo linijos susidaro ten, kur susitinka skirtingos lydytos medžiagos srovės, apėjusios kliūtį savo kelyje, paliekant sritis, kurios yra silpnesnės nei turėtų būti, ir linkusios įtrūkti esant apkrovai. Srovių efektas – tai dar viena problema. Ji atsiranda tada, kai karštas plastikas aukštu greičiu sminga į formos ertmę vietoj to, kad tolygiai išsiskleistų, dėl ko gataviems produktams lieka matomi defektai. Tokio tipo gamybos trūkumai paprastai reiškia brokuotas dalis arba brangų perdirbimą ateityje, dėl ko nukentėja gamybos biudžetai ir terminai.
Pasirinkimas tarp skirtingų vartų tipų, tokių kaip kraštiniai, povandeniniai arba taškiniai vartai, iš esmės priklauso nuo detalės išvaizdos ir to, kiek svarbi yra galinio produkto išvaizda. Karšto bėgiklio sistemos tapo populiarios, nes jos užtikrina pastovią temperatūrą viso proceso metu ir sumažina medžiagos šalinimąsi, kadangi bėgikliai lieka lydūs. Renkantis vartų vietą, gamintojams reikia atsižvelgti į tolygų formos pripildymą, plastiko tekėjimo trumpiausią atstumą ir vengti sričių, kur yra svarbiausia konstrukcinė vientisumas. Teisingas sprendimas daro didelę įtaką tam, kaip gerai plastikas užpildo visas formos kampus, dėl ko galutinėje detale susidaro mažiau įtempimo ir pagerėja bendra kokybė, atitinkanti specifikacijas.
Jei norime sumažinti tuos varganus liemenų žymenis, geriausia praktika yra talpinti liemenis tokiose vietose, kur jos nebus matomos. Tunelinės arba paslėptos liemenys šiuo atveju veikia stebuklus, nes beveik nepalieka pėdsakų ir švariai atsiskiria, kai detalė išstumiama iš formos. Kai dirbama su detalėmis, kurios turi atrodyti itin gerai, reikia rinktis vožtuvines liemenis, nes jos užtikrina daug geresnį kontrolę, kada liemuo užsidaro ir koks bus galutinio žymens išvaizda. Svarbu ir plastiko tipas. Kai kurios medžiagos tiesiog geriau atsiskiria nuo liemenų nei kitos. Todėl medžiagų tiekėjams derėtų pasikalbėti jau projektavimo pradžioje – tai vėliau išvengtų problemų. Niekas nenori paskutinę akimirką sužinoti, kad pasirinktas polimeras palieka bjaurias liemenų žymes, nepaisant visų atsargumo priemonių.
Nepakankamas vėdinimas sukelia nepilnus užpildymus ir oro spąstus, kai užstrigęs dujų kiekis trukdo pilnai užpildyti ertmę arba sukuria burbuliukus bei degimo žymes. Didelės gamintojo vidinė 2023 m. studija parodė, kad 65 % estetinių defektų buvo susiję su prastu vėdinimu, dėl ko pabrėžiama jo svarba pasiekiant pilnus, aukštos kokybės užpildymus.
Gauti gerų rezultatų iš ventiliacijos angų labai priklauso nuo tinkamo gylis nustatymo ir jų teisingos vietos pasirinkimo, kur jos veiks geriausiai. Dauguma žmonių pastebi, kad įprastiems termoplastams tinka apie 0,015–0,025 milimetrų gylio angos, nors storesniems medžiagoms, tokiems kaip polikarbonatas, reikia šiek tiek gilesnių ventiliacijos angų. Svarbi ir vieta. Geriausia daryti ventiliacijos angas ten, kur medžiaga patenka vėliausiai, paprastai užpildymo kelių galuose arba sudėtingose formos kišenėse. Taip pat nepamirškite ir atplaukos sekcijų. Jų ilgį palaikant tarp 1,5–2 milimetrų, išvengiama nenorimo liejinių atplaišų susidarymo, bet vis tiek leidžiama orui tinkamai išeiti injekcijos metu. Šis nedidelis niuansas labai stipriai veikia galutinio gaminio kokybę.
Kai susiduriama su sudėtingomis ar jautriomis formomis, mikro ventiliacijos angos, kurios yra apie 0,005–0,010 mm gylio, labai gerai padeda išleisti orą, neleisdamos nutekėjimų. Perteklinio pripildymo rezervuarai sugauna medžiagą, kol ji pasiekia pagrindinį tekėjimo plotą, dėl to viskas užfiksuotas oras yra stumiama link pagrindinių ventiliacijos taškų. Formos tekėjimo tyrimai parodė, kad šie metodai kartu gali sumažinti dirginančius degimo ženklus ir nepilnai užpildytus plotus maždaug 40 procentų. Dauguma formų gamintojų, kurie ima sudėtingus projektus, praktikoje pastebėjo, kad šis požiūris veikia žymiai geriau nei bandymas naudoti kitas alternatyvas.
Medžiagos susitraukimo elgsenos suderinimas su tikslingumo reikalavimais yra pagrindinė konstrukcijos problema. Pusiau kristalinės medžiagos, tokios kaip nilonas, gali susitraukti iki 2,5 % dėl molekulinio pergrupavimo auštant, tuo tarpu amorfiniai polimerai, tokie kaip ABS, paprastai susitraukia mažiau nei 0,6 %. Šie skirtumai reikalauja atidžios tikslingumo sumavimo analizės, kad būtų užtikrintas tinkamas detalių pritaikymas surinktuose gaminimuose.
Tiesioginis bendradarbiavimas su medžiagų tiekėjais suteikia gamintojams svarbią informaciją apie medžiagų elgseną per apdorojimą. Dėka gero ryšio tarp šalių tampa prieinamos tokios žinios kaip susitraukimo normos, šilumos charakteristikos ir rekomenduojami formavimo nustatymai. Sujungus tai su tinkamomis projektavimo gamybai (DFM) kontrolinėmis sąrašais, įmonės gali sistemingai ištirti kiekvieną projekto etapą. Kalbame apie tokius dalykus kaip nuolydžio kampai, ribų išdėstymas, ventiliacijos angų vietos ir leistinų nuokrypių specifikacijos. Skaičiai taip pat pasako įdomią istoriją. Pagal pramonės ataskaitas, produktams, kurie praėjo oficialų DFM peržiūrą, vėliau reikia maždaug 30 procentų mažiau inžinerinių pakeitimų. Be to, apie 85 kartai iš 100 šie produktai sėkmingai išlaiko pradinį formavimo bandymą be didelių koregavimų.
Karštos naujienos2024-04-25
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-08-09