Загварын материал нь хийнхүүрдүүлэлтийн загварын туршилтын хугацаанд хэрхэн нөлөөлдөг

Хатуушин, Дугуйралд төвөгтэй бүс, Дулааны унажим: Хийнхүүрд хийнхүүрлүүрт үүрдийн туршилтын үүрд

Механик шинж чанарын хоосон бүс: Хатуушин vs. Бат бүс өндөр цикл хийнхүүрд хийнхүүрлүүрт

Материал сонгох нь: угаах загварууд нүүрний хатуулагийн ба батлагийн хооронд төгс тэнцвэр олж, инженерүүд түүн дээр тогтмол ажилладаг. Хатуулагийн Роквелл C шаталбарын (HRC) хэмжилтүүдийн хувьд ASM International-ийн 2023 онд үзүүлсэн өгөгдлүүд нь хатуулагийн түвшин өндөр бөлгөөнүүдийн хүчилт хатуулагийн хорхойн үйлдлийг ойролцоогоор 40% хүртэл бууруулж чадахыг харуулж байна. Гэтэд, HRC-ийн түвшин 55-аас илүү өндөр болмуйн төрөлхийн хэсгүүд хүчдлэлд тарагдаж трещин үүсгэж эхэлдэг. Нөгөө талаар, бат материалүүд хүчдлэлт циклүүдийн үед сүйрэхгүй, гэтэд нейлон зэрэг хүчилт пластикүүдтэй ажиллах үед түүдгүүд хурдан дугардаж хөөрдөг. Түүнд хүртэл H13 төрлийн хөрвүүр стальүүд гайхамшгийн үр дүн үзүүлдэг. Эдгээр сталийн хатуулагийн түвшин 48–52 HRC хооронд байдаг, үүн нь түүдгүүд автомашин үйлдвэрлэлд хэдэн зуун мянган циклд төрөлхийн хэсгүүдийн сүйрэлгүй үлдэхийг хангаж байна. Автомашин үйлдвэрлэлийн салбар нь төрөлхийн хэсгүүдийн сүйрэлгүй ажиллах тэнцвэрт хүчтэй тулгуурлаж байгаа, учир нь хүн аль нь ч үйлдвэрлэлийн шугамын төрөлхийн хэсгүүдийн сүйрэлгүй зогсож, үйлдвэрлэл зогсож байхыг хүсдэггүй.

Давтамжит халуун/хүйтэн циклд дуусгах дулааны ядууралт трещин механизм

80°C–260°C хооронд хурдан температур хэлбэлзлийн үр дүнд форм-гадаргууд дулааны хүчдлийн утга 700 МПа-аас давшингуй (Пластмассын инженерийн нийгэм, 2024), мөн түүн дээр гурван үе шатын дотор микротрещинүүд үүснэ:

• Полимерийн задралын үр дүнд гадаргууны исэлдэл
• Цөм ба гадаргуу давхрагуудын хоорондын өөрчлөгдөх төрөлхөн төстөн өргөсөл
• Хурц өнцгүүд дээр хүчдлийн төвлөрөл
  Энэ накопулятив хоригдлын үр дүнд P20 гангаар ABS бүтээдэг формд ~100 000 циклд «трещин-сүүдэр» үүснэ. Дулааны дамжуулалт өндөр бүхий материал, жишээ нь бериллийн зэс, дулааны градиентыг 35%-иар бүүр багасгаж, трещин үүсэх хугацааг хоцрогдуулж байна.

Төрөлхөн материалд тохируулж хийгдсэн шахуурга формийн туршилтын үзүүлэлтүүд

Хэрэгсэл ган (P20, H13, S7): Хэрэглээний хэмжээ ба полимер төрлөөр тодорхойлогдож буй үйлдлийн хугацаа

Өндөр хэмжээний зуух бутлуурын үйл ажиллагаанд хэрэгслийн зэс нь цаг хугацааны явцад хугарч чадахгүй тул сонгодог. Жишээ нь H13 төмөр нь шилэнээр дүүрсэн найлоны зэрэг хатуу материалуудтай ажиллахдаа хагас сая, сая орчим үйлдвэрлэлийн дугуйгаар ажиллах боломжтой. Гэхдээ үргэлж халуунтай байлгагдахад зүйл өөрчлөгдөж, 250 мянган давтамжийн дараа H13-ийн үйл ажиллагаа ихээхэн буурдаг. Хэдэс шаардлагыг шаарддаг ажлын хувьд P20 төмөр нь мөнгөний хувьд сайн үнэлгээтэй бөгөөд полипропилен гэх мэт зөөлөн пластмастай 250-500 мянган мөчтэй байдаг. Ударлагын тэсвэртэй байх нь хамгийн чухал үед S7 зэс онцлогтой бөгөөд 300 мянган давтамжийг даван туулахад ч илүү хүнд инженерчлэлийн зэрэглэлийн зэстэй холбоотой. Эдгээр зэсний дулааныг дамжуулах хурдны ялгаа нь бодит ертөнцөд ч ялгаатай. H13 нь метр тутамд 24.6 ватт Кельвинээр 29.5 Вт/мК-ийн түлшний шинж чанаруудтай P20-аас илүү удаан хүйтэн болдог. Энэ нь бүр секундын хэрэгцээтэй маш их хөдөлгөөнтэй үйлдвэрлэлийн орчинд хэлбэрийг хэр хурдан дахин ашиглах боломжтой болохыг нөлөөлдөг.

Уламжлалт бус сонголтууд: Дунд болон бага хэмжээний шахуурга формд хийнхүүлэх үйлдвэрлэлд алюминий ба бериллийн зэс

Анхлан шинжилгээний загваруудыг үйлдвэрлэх эсвэл 100,000-аас доош үйлдвэрлэлийн үеэр алюмины загварууд хүлээх хугацааг ойролцоогоор 60% -иар бууруулж, цаасан сонголттой харьцуулахад 45 орчим хувиар зардал буурдаг. Алюмины хатуурал 60-100 HV-ийн хооронд байдаг. Энэ нь ихэвчлэн полиэтилен гэх мэт нийтлэг пластмастай ажиллахдаа 50-100 мянган давтамжтай байдаг гэсэн үг юм. Бериллийн зэс нь эдгээр хэтрүүлгийн хоорондох зайг дүүргэдэг. Энэ нь нэг метрийн 105 ватт Кельвин хэмжээнд дулааныг дамжуулдаг. Энэ нь энгийн зөөврийн зэсээс 3 дахин илүү. Энэ нь АБС эсвэл поликарбонатоос хийсэн электрон хашаа зэрэг зүйлсийг 10-15 хувиар хурдан хэлбэрлэх үйл явцыг хялбар болгодог. Эмнэлгийн төхөөрөмжийн үйлдвэрлэгчдэд дунд хэмжээний цуглуулга хийхэд, бериллийн зэс нь солих шаардлагатай бол 150 мянга гаруй мөчлөлийг даван туулж чадна. Гэхдээ хлортой арсын эсрэг болгоомжтой байгаарай.

Хийн хөрвүүлэгчдийн хурдасгагч химийн ба орчинд нөлөөлөгч хүчин зүйлс

Галоген агуулдаг смолоос (жишээ нь: ПВХ, ТӨ-ПК) уургүйдэл ба түүнийг даруулах арга: шүүрт буюу хучилттой хийн хөрвүүлэгчдийн материалын ашиглалт

Галогенжсөн смолуудын хувьд түүнүүд нь боловсруулалтын үед коррозийн үүсгүүр бодисуудыг ялгаруулдаг. ПВХ материалын бүрдэлд хлор, агаар түлштүүр поликарбонат (FR-PC) материалд бром ялгаруулдаг. Эдгээр химийн нөгөөдүүд нь үйлдвэрлэлд өргөн ашиглагддаг хэрэвсгүүр гангаар хийсэн хэрэвсгүүрүүд дээрх электрохимийн задралын процессыг ускоруулдаг. Түүнээс хойш юу болдог? Дунджаар 50 мянган үйлдвэрлэлт циклд хойш пүршлүүр ба гадаргуугийн ууршлын шинж тэмдэгтүүд гарч эхлэдаг, үүнээс хойш хэмжээний нарийн төвөгтүүд үүсдэг. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд олон үйлдвэрлэлт газар 420SS зэрэг төмөрхүүр хоолойн гангаар хийсэн хэрэвсгүүрүүдийг сонгож, хромын хамгаалах оксид давхрагаас үүдүүлж байдаг. Нөгөө нь титан нитрид эсвэл никель-PTFE гадаргуугийн хучилт хийх арга барилыг ашиглаж, гадаргуугийн идэвхийг 85% хүртэл бүүр бүүр бууруулдаг. Хүнд хүчилт хийн хуурхайг хөндлөн төвөгтүүдийн үүсэлд саад тавихын тулд хуурхайн зохиомж чухал үүрэгтэй. Гадаргуугийн ууршлын асуудал нь шил дүүрүүлсэн нөгөөдүүдтэй ажиллах үед илүү ноцтой болж, абразив ба коррозийн нөгөөдүүд хамтран разрушитель үйлдлийн үүсгүүр болж байдаг. Гэвч үйлдвэрлэлд удирдах бүлгүүд хүчтүүр FR-PC-ийн том масштабт үйлдвэрлэлт нүүрсөн H13 гангаар хийсэн хэрэвсгүүрүүдийн ашиглалтаас үүдүүлж, хэрэвсгүүрүүдийн үйлдвэрлэлт хугацааг гурван дахин нэмэгдүүлж, 200 мянган шүүртүүрт хүртэл үйлдвэрлэлт хийж байдаг.

Хаягдаж буй форм дизайнд түүний туршилт ба хэрэглээний хязгаарлалтуудын хоорондын тэнцвэржүүлэлт

Угаах загварыг удаан эдэлгээтэй болгох нь үйлдвэрлэлд боломжтой зүйлээс илүү хэцүү шийдвэр гаргах хэрэгтэй. Жишээ нь, H13 төмөр. Масс үйлдвэрлэлийн үеэр хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувца Тэгээд удаан хүлээх цаг? 8-12 долоо хоног бол прототип гаргах гэж байгаа үедээ үүрд байдаг. Нүүрний хэлбэр ч чухал. Өндөр хөндлөнгийн болон жижиг жижиг зүйлүүдтэй холбоотой асуудалтай үед бид халдвар татах чадвартай тусгай зэс хэрэгтэй. Эдгээр нь энгийн цамцны үнэлгээгээс 30-50 хувиар илүү үнэтэй. Мөн загвар зохион бүтээгчид хэтэрхий хатуу загварын тоног төхөөрөмжээс болгоомжтой байх хэрэгтэй. ±0.05 мм-ээс доош дутагдалтай эд ангиуд нь зөвхөн бодисыг илүү хурдан хуурайшдаг бөгөөд ямар ч бодит ашиггүй байдаг. Судалгаанаас харахад эдгээр хатуу үзүүлэлтүүд нь хэрэгслийн зардлыг 25%-иар нэмэгдүүлж, үр дүнг нь хангахгүй байна. Хамгийн гол нь юу вэ? Өндөр эдэлгээтэй загваруудаас ашигтай үр дүнг олж авахын тулд дизайнерууд, үйлдвэрлэгчдийг эртнээс ярилцлага өгөх хэрэгтэй. Тэд материалыг хэдэн эд ангитай, ямар төрлийн зэс хэрэглэж, яг ямар эд анги хийх ёстой вэ гэх мэтээр нийцүүлэн хийх хэрэгтэй. Энэ нь банкны зардал, хугацааг хэтэрхий удаан зарцуулахгүйгээр өдөр тутмын хэрэглээг тэсвэргүй болгох хэлбэрийг бий болгоход тусалдаг.