Wskazówki dla konstruktorów

Podstawy projektowania części do form wtryskowych

Grubości ścianek

GMS-24 zaleca stosowanie jednakowych grubości ścianek przy projektowaniu części formowanych metodą wtrysku.

Jest tu kilka ważnych kwestii do rozważenia. Różnice w grubości ścianek mogą prowadzić do odkształceń, a w konsekwencji do błędów optycznych i wymiarowych w formowanej części. Dla żeber wzmacniających zalecamy stosowanie nie więcej niż 60% ogólnej grubości ścianki. Zobacz sekcję Odkształcenia. W przeciwieństwie do części metalowych wytwarzanych metodą skrawania, ważne jest, aby pamiętać, że części formowane wtryskowo muszą być możliwe do wyjęcia z formy. W tym przypadku mniej znaczy więcej. Doradzimy Państwu w tej kwestii już na etapie zapytania.

Pochylenia formujące

Pochylenia formujące są w niektórych obszarach niezbędne. Wraz ze wzrostem liczby żeber wzmacniających znacznie wzrasta siła potrzebna do wyjęcia części z formy. Może to prowadzić do kilku komplikacji. Z jednej strony zwiększona siła będzie działać na wypychacze, w przypadku delikatnych wypchaczy np. o średnicy 1mm może dojść do złamania narzędzia, ponieważ siła tarcia między częścią a formą staje się nadmiernie duża. Ponadto mogą wystąpić wady wizualne. Szczególnie części o atrakcyjnych powierzchniach wymagają pochyleń formujących. Zasada jest taka, że im bardziej chropowata powierzchnia, tym większe musi być pochylenie formujące. Z doświadczenia może to wynosić nawet 5 stopni. Typowe pochylenia dla obszarów niewidocznych wynoszą 1 stopień.

Systemy wlewowe

W GMS-24 dostępne są różne systemy wlewowe. Naszym celem jest maksymalizacja jakości przy jednoczesnym zapewnieniu ekonomiczności. Oto kilka przykładów:

Typ wlewu	Zalety	Wady
Wlew tunelowy	Automatyczne oddzielanie od części	Wymagana minimalna grubość ścianki 5mm
Wlew błonowy	Dobre możliwości wtrysku dla płaskich części	Konieczne późniejsze usunięcie
Wlew parasolowy	Optymalny dla części obrotowo symetrycznych	Konieczne późniejsze usunięcie
Wlew prętowy	Dobre wypełnianie, części stają się okrągłe	Konieczne późniejsze usunięcie
Wlew punktowy przez drugą płaszczyznę podziału	Automatyczne oddzielanie od części	Skomplikowana produkcja
Dysza gorącokanałowa	Automatyczne oddzielanie, brak pozostałości wlewu	Skomplikowana produkcja

Systemy wypychania

Zasadniczo każda forma wtryskowa posiada system wypychaczy. W GMS-24 mamy trzy możliwości wyjmowania części z formy wtryskowej. Wypychacze zawsze znajdują się po stronie rdzenia formy wtryskowej. Oznacza to, że są na powierzchniach niewidocznych i funkcjonalnych, takich jak krawędzie spawania. Uzgodnienie pozycji w przypadku krytycznych elementów jest omawiane i ustalane z klientem podczas konsultacji technicznych. System płyt wypychaczy jest napędzany w maszynie wtryskowej przez oddzielną jednostkę hydrauliczną. System porusza się do przodu po stronie wypychacza po otwarciu formy wtryskowej i wypycha część.

Dostępne są następujące możliwości:

Wypychacze cylindryczne, to najbardziej powszechna i ekonomiczna metoda.
Wypychacze płaskie, są znacznie droższe niż cylindryczne. Znajdują zastosowanie przy trudnych do wyjęcia częściach, gdzie wypychacze cylindryczne nie mają już miejsca lub powierzchnia wypychania staje się zbyt mała.
Wypychacze konturowe, w tym przypadku część strony wypychacza jest wydzielona i połączona z płytą wypychacza. Dzięki temu wypychacz konturowy może pomóc w wyjmowaniu. Jest to najbardziej skomplikowany wariant i jest stosowany np. gdy występują szczególnie duże siły wypychania.

Skurcz przetwórczy

Po wyjęciu z formy wtryskowej następuje skurcz części z tworzywa sztucznego aż do osiągnięcia temperatury pokojowej. Jest to określane jako skurcz przetwórczy (VS). Ponadto występuje tak zwany skurcz wtórny (NS). Ta część zależy od warunków po wytworzeniu części. Skurcz przetwórczy jest definiowany jako różnica między wymiarem formy a wymiarem części.

Istnieje kilka czynników wpływających na skurcz przetwórczy.

Oto kilka przykładów:

Różne temperatury konturu formy
Nagromadzenia materiału
Zestalone warstwy powierzchniowe
Geometria części
Wypełniacze w materiale np. włókno szklane

Wpływ docisku:

Docisk jest najważniejszym parametrem przetwórczym wpływającym na skurcz przetwórczy.

Zasada jest taka, że im wyższy docisk/czas docisku, tym mniejszy skurcz.

Poprzez działanie docisku dodatkowy stopiony materiał jest wtłaczany do gniazda formującego, aż do osiągnięcia punktu zamknięcia. Tutaj ważne jest zaprojektowanie wlewu, ponieważ stopiony materiał zestala się w najcieńszym miejscu formy. Jeśli wlew jest w tym miejscu, to stopiony materiał zestali się tam jako pierwszy, więc nie można już wtłoczyć więcej materiału do gniazda. Skutkiem są wady części takie jak pustki, zapadnięcia, odchylenia wymiarowe itp.

Wpływ chłodzenia:

Przez chłodzenie powstaje skurcz i w konsekwencji wzrost gęstości. W przypadku amorficznych tworzyw termoplastycznych jest to stosunkowo niewielkie, np. poliwęglan (PC) 0,6%. W przypadku częściowo krystalicznych tworzyw termoplastycznych jest to znacznie bardziej wyraźne. Tutaj występuje zwiększony skurcz wtórny ze względu na strukturę częściowo krystaliczną. W przypadku materiałów z wypełniaczami np. PA6 GF30 występuje mniejszy skurcz ze względu na wypełniacze, tutaj jesteśmy w zakresach jak dla amorficznych tworzyw termoplastycznych. Decydująca jest ilość wypełniacza. Im więcej wypełniacza, tym mniejszy skurcz.

Odkształcenia części z tworzyw sztucznych

Żadna część wtryskowa nie odpowiada w 100% zadanemu modelowi CAD. Odkształcenie w częściach formowanych powstaje przez różne zachowanie skurczu uwarunkowane geometrią części, stopniem wypełnienia materiału i różnymi temperaturami w formie. Nie można go całkowicie uniknąć, ale można znacznie zminimalizować. W GMS-24 opieramy się na dużym doświadczeniu i możemy doradzać naszym klientom już na etapie ofertowania. Oto kilka wskazówek projektowych: Dla żeber wzmacniających zalecamy maksymalnie 60% przylegającej grubości ścianki. Zasadniczo część z tworzywa sztucznego powinna być zaprojektowana tak, aby grubości ścianek były możliwie jednakowe.