Kāda ir atšķirība starp ieliktņu formēšanu un pārveidošanu?

Divi procesi, līdzīgi nosaukumi, pilnīgi atšķirīga inženiertehniskā loģika. Šis jautājums mums tiek uzdots pietiekami bieži, lai tas garantētu pareizu tehnisko pierakstu, nevis parasto mārketinga pūku, ko atrodat citur.

 

Ievietojot veidni, pirms injekcijas veidnē tiek ievietota iepriekš-izgatavota sastāvdaļa (metāls, keramika, dažreiz iepriekš formēta plastmasa). Pārveidošana uzliek otru plastmasas slāni virs esošās plastmasas daļas. Tā ir viena-teikuma versija. Viss pārējais-lēmumi par instrumentiem, materiālas galvassāpes, kļūmju režīmi- izriet no šīs būtiskās atšķirības.

No kurienes rodas apjukums

Abos procesos tiek izveidotas daudz{0}}materiāla daļas. Abi izmanto iesmidzināšanas formēšanas iekārtas. Abi tiek apvienoti piegādātāju iespēju sarakstos. Bet inženiertehniskie apsvērumi gandrīz nekavējoties atšķiras.

Ievietojiet liešanas darījumus ar metāla{0}}uz-plastmasas saskarnēm. Ķīmiskās saites nepastāv. Jūs pilnībā paļaujaties uz ģeometrijas-izgriezumiem, caurumiem, iegriezumiem-, lai mehāniski nofiksētu ieliktni vietā. Plastmasa saraujas ap metālu, atdziestot, kas rada saķeri, bet arī rada problēmas, ar kurām mēs saskarsimies vēlāk.

Overmolding nodarbojas ar plastmasas{0}}uz-plastmasas saskarnēm. Ja pastāv materiālu saderība, jūs iegūstat faktisku molekulāro difūziju pie robežas. TPE ķēdes un substrāta ķēdes sajaucas, kamēr abas virsmas atrodas virs stiklojuma pārejas. Pareizi rīkojoties, savienojuma stiprums pārsniedz materiāla stiprumu,{5}}jūs noplēšat TPE, pirms to noņemat.

Polimēru veidņu termiskā realitāte

Pirms iedziļināties procesa specifikā, ir vērts izprast informāciju par siltuma pārnesi šajās lietojumprogrammās.

Bīlefeldes Lietišķo zinātņu universitātes pētījumi parādīja kaut ko tādu, kas pārsteidz cilvēkus, kas nav pazīstami ar polimēru instrumentiem: kad jūs injicējat ABS ABS veidnes dobumā, kontakta temperatūra sasniedz aptuveni 145 grādus. Tāda pati injekcija tērauda instrumentos? Kontakta temperatūra saglabājas ap 62-70 grādiem.

Kāpēc tas ir svarīgi: dzesēšanas laiks dramatiski samazinās, izmantojot dobuma materiālu. Tērauda veidņu dzesēšana parastiem sienas posmiem aizņem aptuveni 12 sekundes. Polimēru dobums? 680 sekundes. Siltumam vienkārši nav kur iet-siltuma vadītspēja ir pārāk zema, lai darbotos tradicionālie dzesēšanas kanāli.

Šis pētījums noveda pie ārējas dzesēšanas pieejas, izmantojot iegremdēšanu ūdens vannā pēc izgrūšanas, samazinot cikla laiku līdz aptuveni 62 sekundēm un sasniedzot temperatūras pazemināšanos par 16-39 grādiem. SPM (Space Puzzle Mold) tehnika ļauj izstumt vairāku daļu dobuma ieliktņus kopā ar apstrādājamo detaļu, atdzesēt no ārpuses un pēc tam atkārtoti ievadīt. Ražošana ar 165 detaļām ar 80 cikliem vienā partijas komplektā neliecināja par ārēju instrumentu bojājumu.

Mēs to pieminam, jo ​​instrumentu termiskā darbība ietekmē gan ieliktņu formēšanas, gan pārveidošanas rezultātus, un lielākā daļa tehnisko diskusiju pilnībā izlaiž pamatā esošo fiziku.

Ieliktņu veidne: kas patiesībā notiek

Metāla ieliktņi nonāk veidnē. Ap tiem plūst plastmasa. Daļa tiek izmesta. Pietiekami vienkāršs koncepcijā.

Sešu{0}}pakāpju sadalījums:

Sagatavošana.Ieliktņus pārbauda, ​​notīra, dažreiz{0}}apstrādā virsmu. Misiņš dominē vītņotiem lietojumiem-laba apstrādājamība, pienācīga izturība pret koroziju, paredzama darbība. Nerūsējošais materiāls skarbām vidēm. Alumīnijs, kad svaram ir nozīme. Virsmas elementi (rievojumi, apkārtmēra rievas, caurumi{6}}caurumi) ir izstrādāti tā, lai maksimāli palielinātu mehānisko aizturi.

Notiek ielāde. Manuālā izvietošana darbojas maziem apjomiem. Vertikālās preses to atvieglo, jo gravitācija palīdz, nevis cīnās. Lielāki apjomi attaisno automatizētu -robotu, bļodu padevēju, pick-un-izvietošanas sistēmu iekraušanu. Stiprinājumam ir jānotur pozīcija pret iesmidzināšanas spiedienu, kas kļūst ievērojams.

Iepriekšēja uzsildīšana. Bieži izlaiž, bieži nožēlo. Metāls agresīvi vada siltumu. Telpas temperatūras -temperatūras misiņš, kas iekritis veidnē, darbojas kā siltuma izlietne, lokāli atdzesējot kausējumu, palielinot viskozitāti, radot vājas metināšanas līnijas. Uzkarsēšana līdz ~ 100 grādiem to novērš. Bet ir otrs iemesls, kādēļ cilvēkiem trūkst: termiskā izplešanās. Apsildāmais ieliktnis izplešas. Komplektam atdziestot, ieliktnis un plastmasa saraujas kopā, samazinot atlikušā sprieguma starpību.

Injekcija.Standarta iesmidzināšanas formēšanas parametri attiecas uz -kušanas temperatūru, iesmidzināšanas ātrumu, iepakojuma spiedienu un dzesēšanas laiku. Vārtu atrašanās vietai ir lielāka nozīme nekā parasti, jo jūs virzāt plūsmu ap šķērsli.

Dzesēšana. Nevienmērīga pēc būtības. Metāls atdziest ātrāk nekā plastmasa. Saskarne redz termiskos gradientus, kas nepastāv viena-materiāla liešanā.

Izmešana un pārbaude.Pozīcijas pārbaude, izvelk{0}}testēšana, ja norādīta, izmēru pārbaudes. Vizuālā pārbaude atklāj acīmredzamas problēmas; smalkie parādās vēlāk.

Stīpas stresa problēma

Šī ir pelnījusi savu sadaļu, jo cilvēkus aizrauj kļūmes režīms.

Plastmasa saraujas, kad tā sacietē. Tipiski saraušanās rādītāji: ABS 0,4-0,7%, PP 1,0-2,5%, POM 1,8-2,5%. Kad plastmasa saraujas ap metāla ieliktni, kas nesaraujas tādā pašā ātrumā, plastmasā veidojas apkārtmērs stiepes spriegums. Šis stress neatslābina. Tas ir pastāvīgi iebūvēts daļā.

Aprēķins ir vienkāršs:

Attiecībā uz acetālu (POM) ar 2,5% saraušanos un ~ 2600 MPa moduli jūs skatāties uz stīpas spriegumu aptuveni 52 MPa. Tas ir aptuveni 75% no POM maksimālās stiepes izturības. Nav ērta rezerve. (kaysun.com/blog/material-behavior-hoop-stress-un-creep)

Tas izskaidro aizkavēto plaisāšanas fenomenu{0}}detaļas iziet sākotnējo pārbaudi, nosūta klientiem, pēc tam saplīst nedēļas vai mēnešus vēlāk, materiālam slīdot pastāvīgā spriedzē.

Dizaina mazināšana: atbilstošs sienas biezums ap ieliktņiem (virsmas OD jābūt 1,5-2 × ieliktņa OD), materiāla izvēle, kas dod priekšroku mazākai saraušanai un modulim, sprieguma samazināšanas ģeometrija un iepriekš minētais priekšsildīšanas posms.

CTE neatbilstība un termiskais cikls

Saistīts, bet atšķirīgs no loka sprieguma: termiskās izplešanās atšķirības koeficients.

Tipiskās vērtības:

• Plastmasa: 50-80 ppm/grāds
• Misiņš: ~19 ppm/grāds
• Alumīnijs: ~24 ppm/grāds
• Tērauds: 10-13 ppm/grāds

40+ ppm/grāda atšķirība nozīmē, ka plastmasa katrā temperatūras ciklā izplešas un saraujas ievērojami vairāk nekā metāls. Lietojumprogrammās, kurās tiek izmantota termiskā cikliskuma darbība-automobiļu apakšējais pārsegs, āra aprīkojums, jebkas ar ieslēgtu/izslēgtu apkuri-šis diferenciālis rada ciklisku saskarnes stresu.

Dokumentēts gadījums no inženieru forumiem (eng{0}}tips.com): misiņa ieliktņi no 30% stikla-pildīta neilona, ​​izturēja sākotnējo spiediena pārbaudi pie 120 psi, noplūda pēc temperatūras cikliskuma līdz 80 grādiem. Termiskās izplešanās neatbilstība atvēra saskarni. Pēc-pārbaudes analīze parādīja plaisu sākšanos pie sprieguma koncentrācijas uz ieliktņa virsmas.

Labojums šajā gadījumā nebija procesa pielāgošana{0}}tā bija dizaina maiņa. Sekundārais blīvējums (O-gredzens, elastomēra blīve) vai pārveidota saskarnes ģeometrija. Ar ieliktņu veidni vien nevar garantēt gāzu necaurlaidīgus blīvējumus, ja ir iesaistīta termiskā cikliskuma, neatkarīgi no tā, cik perfekts ir formēšanas process.

Pārveidošana: procesa varianti

Pastāv trīs pieejas, un katrai no tām ir atšķirīga ietekme uz ekonomiku un kvalitāti.

Ievietojiet pārveidojumu (transfer molding).Iepriekš formētais substrāts tiek ievietots otrā veidnē. TPE vai cits pārveidošanas materiāls tiek injicēts virs tā. Izmanto standarta viena -šāviena aprīkojumu. Darbietilpīgs-substrāta manuālas iekraušanas dēļ. Ekonomisks zem ~250 000 gada vienībām atkarībā no darbaspēka izmaksām. Savienojuma kvalitāte lielā mērā ir atkarīga no substrāta temperatūras pārveidošanas laikā,{10}}auksts substrāts nozīmē vājāku saskarnes saķeri.

Divu-uzņēmumu formēšana (vairāki{1}}uzņēmumi).Specializēts aprīkojums ar vairākām mucām. Pirmais materiāls tiek iesmidzināts, veidne griežas vai slīd, otrais materiāls tiek iesmidzināts tajā pašā ciklā. Substrāts starp kadriem paliek silts, maksimāli palielinot molekulāro difūziju saskarnē. Labākā savienojuma kvalitāte. Augstas instrumentu un aprīkojuma izmaksas. Ekonomisks virs ~250 000 gada vienībām.

Ko-injekcija.Vienlaicīga abu materiālu injekcija. Ierobežoti pieteikumi. Parasti neizmanto pārformēšanai parastajā izpratnē.

250 000 vienību slieksnis ir aptuvens. Darba likme būtiski ietekmē aprēķinu. Par 4 USD/stundā ieliktņu pārliešana joprojām ir ekonomiska pie lielāka apjoma. Par 30 $/stundā divi{7}}kadri kļūst pievilcīgāki ātrāk.

Materiālu saderība{0}}daļa, kas izraisa kļūmes

Ķīmiskajai saitei starp pelējumu un substrātu ir nepieciešama molekulārā saderība. Saderības diagrammas pastāv, taču tās neatstāsta visu.

Apstrādes parametri būtiski ietekmē savienojuma kvalitāti. TPE kausējuma temperatūras ieteikumi no materiālu piegādātājiem (teknorapex.com):

• Virs PP substrāta: 170-190 grādi
• Virs ABS substrāta: 220 grādi
• Virs PA substrāta: 240 grādi

Augstāka kušanas temperatūra veicina saskarnes siltuma pārnesi un molekulāro mobilitāti. Iesmidzināšanas ātrumam jābūt lielam, lai uzpildīšanas laikā uzturētu temperatūru. Pārveidojuma biezums, kas mazāks par 1,5 mm, rada problēmas-materiāls sasalst, pirms veidojas atbilstoša saķere.

Kļūmes režīma diagnostika:Pārbaudot adhēziju (nolobīšanās tests, bīdes tests), pārbaudiet bojāto virsmu. Tīra atdalīšana saskarnē=līmes atteice=saite ir vājais punkts=procesa vai materiāla problēma. TPE plīst sevī, atstājot atlikumus uz abām virsmām=kohēzijas pārrāvums=saite pārsniedz pieļaujamo materiāla izturību =.

Piesārņojuma gadījuma izpēte

PlasticsToday dokumentēja kļūdu analīzi, par kuru ir vērts zināt. Pogas izgatavotas no 30% stikla-pildīta PP substrāta ar elastomēru. Ražošana noritēja labi, tad partijai nebija saķeres,{4}}TPE tika pilnībā nolobīta.

DSC analīze atklāja, ka "PP" substrāts satur 40–60% neilona 6 piesārņojuma. Materiāls kādā brīdī tika sajaukts augšup pa straumi. PP izstrādātajam elastomēram nebija ķīmiskas afinitātes pret neilonu.

Norāde: daļas svars. 30% GF neilona blīvums ir 1,35 g/cm³. 30% GF PP blīvums ir 1,13 g/cm³. Svara pārbaude to būtu pamanījusi pirms pārveidošanas.

Ienākošo materiālu pārbaudei ir nozīme. Īpaši ar pārstrādātu saturu vai vairākiem piegādātājiem.

Dizaina noteikumi, kas tiek ignorēti

No dažādiem nozares avotiem un ražošanas pieredzes:

Ieliktņu formēšanai:

• Boss OD ir lielāks vai vienāds ar 1,5 x ieliktņa diametru (2 reizes ieteicams lietot lielas-slodzes gadījumā)
• Ievietojiet izvirzījumu dobumā, kas ir lielāks vai vienāds ar 0,4 mm (0,016 collas)
• Formēšanas dziļums zem ieliktņa Lielāks vai vienāds ar 1/6 ieliktņa diametra (novērš izlietnes pēdas)
• Izvairieties no asiem ieliktņu stūriem{0}}sprieguma koncentratori paātrina plaisāšanu
• Apsveriet ieliktņa priekšsildīšanu kā standarta praksi, nevis pēc izvēles

Formēšanai:

• TPE minimālais biezums 1,5 mm drošai savienošanai
• Iekšējā stūra rādiusi Lielāks vai vienāds ar 0,5 × sienas biezumu
• Izvairieties no plānām daļām, kas sasalst pirms iepildīšanas
• Teksturētas pamatnes virsmas uzlabo mehānisko saķeri
• Vārtu novietojums, lai samazinātu substrāta atkārtotu uzsildīšanu jutīgās zonās

Tie tiek dokumentēti, iekļauti projektēšanas vadlīnijās un pēc tam tiek ignorēti, kad tiek sasniegts grafika spiediens. Problēmas parādās ražošanā vai, vēl ļaunāk, laukā.

Piegādātāja kvalifikācijas jautājumi

Novērtējot piegādātājus šiem procesiem, vispārējā ISO sertifikācijas pārbaude neko daudz nepasaka. Konkrēti jautājumi ir svarīgāki.

Ieliktņu formēšanai:

• Kādu pozicionālo toleranci Cpk jūs sasniedzat ievietošanas vietā? (Viss, kas ir mazāks par 1,33, ir saistīts)
• Aprakstiet ieliktņa priekšsildīšanas procesu. Kāda temperatūra? Kā pārbaudīts?
• Vai jums ir bijušas aizkavētas krekinga problēmas? Kāds bija galvenais iemesls un risinājums?
• Kā jūs rīkojaties ar dažādiem CTE materiāliem?

Formēšanai:

• Kā jūs kvalificējat jaunas substrāta/virsmas kombinācijas?
• Kāds ir jūsu saites stiprības pārbaudes protokols? Rādīt datus.
• Kā jūs kontrolējat substrāta temperatūru pārpelējuma injekcijas laikā?
• Kāda ir jūsu virsmas piesārņojuma novēršanas procedūra?

Abiem:

• Iepazīstieties ar DFM atsauksmi, kuru jūs atteicāt. ko tu noķēris?
• Aprakstiet ražošanas problēmu, kuru atrisinājāt. Kas mainījās?
• Kāda ir jūsu pieeja, ja citētais dizains nedarbosies?