Rakennusmateriaalit
Sopiva muottiteräs tulee valita sovellusvaatimusten perusteella. Prototyyppien valmistukseen karkaistu muottiteräs on tarpeeton. Useimmissa tapauksissa esikarkaistua terästä tai alumiinia käytetään alentamaan kustannuksia ja helpottamaan muottien säätöjä prototyyppien valmistusvaiheessa. Nämä pehmeät metallit voivat myös muovata riittävästi koekappaleita ja esivalmistettuja osia. Esikarkaistuja muottiteräksiä (kuten P-20 tai NAKR-55) käytetään usein suurikokoisissa muoteissa, koska muottiteräksen karkaisu on epäkäytännöllistä suurissa sovelluksissa.
Suurempia tuotantomääriä varten tarvitaan karkaistua muottiterästä ytimeen ja onteloon. S-7, H-13 ja ruostumaton teräs 420 ovat yleisimmin käytettyjä teräksiä. S-7 on erinomainen muottiteräs, jota voidaan käyttää pitkiin tuotantotoimintoihin. Jos vaaditaan erittäin korkeita sulamis- ja muottilämpötiloja, tulee valita H-13-teräs. H-13:a voidaan käyttää myös kuumakanavajakotukkien valmistukseen. H-13:lla on erittäin korkea karkaisulämpötila ja se kestää erittäin korkeita muottikäsittelylämpötiloja vaikuttamatta sen kovuuteen.
Ruostumaton teräs on paras valinta muottiteräksiin, joissa vaaditaan suurta kulutuskestävyyttä tai joissa ympäristössä esiintyy merkittävää kondensaatiota. Kuluvia-muottipesäkkeitä voidaan valmistaa A2-, ASP23- tai D-2-tyypin teräksistä.
Kaikki muottiteräkset voidaan suojata kulumiselta ja korroosiolta tietyntyyppisillä pinnoitteilla. Vain ruostumaton teräs voidaan korjata hitsaamalla ja koneistamalla. Teräksissä, joissa on olemassa olevat pinnoitteet, korjaus on mahdollista vasta pinnoitteen poistamisen jälkeen. Korjauksen jälkeen pinnoite on levitettävä uudelleen.
Kuva
Pintakäsittely
Valettujen osien pintakäsittely voi vaihdella esteettisten vaatimusten, asiakkaiden tarpeiden ja toimivuuden mukaan. LNP-komposiiteilla voidaan saavuttaa käytännöllisesti katsoen minkä tahansa tyyppinen muovattujen osien pintaviimeistely -kuten korkeakiiltoinen SPI #1 -viimeistely On tärkeää ymmärtää, että joidenkin materiaalien suorituskyky on parempi tietyillä muotin pintakäsittelyillä. Esimerkiksi polypropeenilla on huomattavasti parempia irrotusominaisuuksia mattamuoteissa kuin -kiiltoisissa muoteissa. Korkeakiiltoisen pinnan saavuttaminen on vaikeaa -täyteainepitoisilla hartseilla. Tuuletus
Ilmanvaihto on tärkeä osa muovausjaksoa muotin suorituskyvyn maksimoimiseksi. Kun kestomuovimateriaali pääsee muottipesään, ilma on poistettava. Tuuletusaukot sijaitsevat tyypillisesti viimeisillä täytetyillä alueilla, lähellä saumaviivaa ja jakojärjestelmässä. Jakolinjan ympärille hajautetut lisätuulettimet voivat parantaa merkittävästi yleistä tuuletussuorituskykyä. Muotin jäännöskaasu näkyy palamisjälkinä muovatussa osassa. Peruspeukalosääntö on, että muotissa olevan kaasun on voitava poistua samalla nopeudella kuin onteloon tulevan muovin.
Tyhjiön syvyys vaihtelee käytetyn materiaalin mukaan – yleensä amorfiset kestomuovit vaativat suuremman huokossyvyyden korkeamman viskositeetin vuoksi.
Kuva
Yksi-ontelo ja moni-ontelo
Teollisuudessa käytetään yleisimmin kolmea perusmuottityyppiä, erityisesti LNP-komposiitteja käyttävissä muoteissa.
Yleisin tyyppi on kuvassa 1 näkyvä kaksi{0}levyinen kylmäkanavakokoonpano. Materiaali ruiskutetaan osaan jakoholkin ja jakojärjestelmän kautta. Jäähtymisen jälkeen kaikki valetut osat työnnetään ulos (mukaan lukien portit, jalustat ja putket). Sen jälkeen osat poistetaan, ja jäljelle jääneet kannattimet ja ruiskut heitetään pois tai kierrätetään.
Kuvassa 2 on kolmen-levyn muotti, jossa on kylmäkannattimet. Tässä mallissa materiaalia ruiskutetaan osaonteloon jako- ja syöttökanavajärjestelmän kautta. Jäähtymisen jälkeen muotti avataan, jolloin osa erotetaan porteista ja kiskoista. Osa putoaa luonnollisesti juoksijoista. Jalustat, portit ja tulpat on vielä kierrätettävä tai hävitettävä.
Kuva 3 esittää sähköisesti lämmitettävää kuumakanavan jakotukin muottia. Jakotukin ja portin anturin kanavat lämmitetään polymeerin sulamislämpötilaan tai sen lähelle, jolloin materiaali pysyy sulana. Tämä eliminoi tarpeen käsitellä jätettä kiskoista, porteista ja putkista. Nämä järjestelmät ovat kalliimpia kuin perinteiset kahden-levyn tai kolmen- levyn mallit, mutta ne tarjoavat paremman materiaalin lämmönhallinnan ja tuottavat vähän jätettä.
Kuva
Hot Runner
Täysi kuumakanavamuotit tai "runnerless" muotit tarjoavat monia etuja, mutta vaativat huolellista suunnittelua, jotta varmistetaan muottipesään virtaavan sulan asianmukainen hallinta. Vaikka juoksuttomat muotit eivät käytännössä tuota jätettä muovauksen aikana, ne ovat alttiita ongelmille käynnistyksen yhteydessä, erityisesti puolikiteisillä LNP-komposiiteilla, jotka ovat herkkiä jähmettymään nopeasti. Noudatettavat periaatteet sisältävät:
• Käytä vain hyvin{0}}tasapainotettuja kuumakanavajakoputkistojärjestelmiä, jotka on erityisesti suunniteltu sovellukseen.
• Käytetystä materiaalista riippuen kuumakanava voidaan suunnitella siten, että se mahdollistaa suoran kaatamisen osalle käyttämällä avoimen portin pohjalevyä tai venttiiliporttia jäännös-vapaata muovausta varten, tai portti voidaan sijoittaa pienelle pintakanavalle.
• Lämmitettävän juoksukanavan ja kuuman pohjalevyn tulee tarjota tasainen virtausreitti muottipesään ja olla ulkoisesti lämmitettyjä.
• Pitkiä lasikuituvahvisteisia hartseja käytettäessä porttijäämiä ei voida välttää.
• Käytä yhden kuumakanavavalmistajan täydellistä järjestelmää eri valmistajien eri komponenttien sijaan.
• Portin koko riippuu lisätyn materiaalin määrästä ja tyypistä, osan koosta/suhteesta ja seinämän paksuudesta.
• Lisätietoja kuumakanavasuunnittelusta saat GE Plastics Groupin tekniseltä henkilökunnalta.
2. Opas yleisiin muotin pinnan parantamismenetelmiin muovinjalostusteollisuudessa
Alla oleva taulukko tarjoaa muottioperaattoreille ja muottien valmistajille erilaisia yleisiä muottiteräskäsittelyjä korroosionkestävyyden tai kulutuskestävyyden parantamiseksi. Myös muita ratkaisuja voi olla olemassa.
Kuva
3. Runners, Sprues ja Gates
Sprue holkit
Perinteisiä muotteja käytettäessä kuumaa materiaalia pääsee muottiin suuttimen holkin kautta. Juoksujärjestelmä ohjaa materiaalin portin läpi muotin onteloon. Suutinholkin oikea suunnittelu ja mitoitus ovat ratkaisevan tärkeitä sulan oikean jakautumisen ja valetun osan oikean työntämisen kannalta. Suuttimen "O" halkaisijan tulee olla noin 20 % suuttimen ulostulon halkaisijaa suurempi, jotta estetään suuttimen tukkeutuminen muotin avautuessa. Alla on kaavio putkien mitoista. "O"-mitta liittyy myös läheisesti osien ja kiskojen kokoon. Lämmitettyjä juoksuholkkeja voidaan käyttää perinteisten juoksuholkkien sijaan. Lämmitettävän jakoholkin (tai "kuuman" holkin) alkukustannukset voivat olla korkeammat kuin "kylmän" holkin, mutta se vähentää merkittävästi jätettä, koska se eliminoi kutakin osaa tai jakojärjestelmää pitkin kulkevan jalan. Lämmitettävällä holkilla kanavajärjestelmään tulevan sulan lämpötilan hallinta voi olla paljon tarkempaa.
Kuva
Runner Design
Juoksijoiden tulee olla mahdollisimman lyhyitä tarpeettomien painehäviöiden vähentämiseksi. Pyöreä poikkileikkaus-on parempi. Jos jako on asetettava puoliväliin muottiin, käytä puolisuunnikkaan muotoista, pyöristettyä pohjaa. Puolipyöreät ja litteät{4}}juoksut ovat tehottomia, eikä niitä suositella. Juoksujen tulee antaa materiaalin virrata tasaisesti ja rajoittamattomasti yhteen tai useampaan osaan (jos käytetään useita onteloita). Tyypillisesti jalan halkaisijaa on pienennettävä 20 % jokaista 90 kiertoastetta kohden. Tämä on otettava huomioon juoksujärjestelmää suunniteltaessa. Pyöreän jalan halkaisijat ovat tyypillisesti 3,2 - 9,5 mm. Kuva
Portti |
LNP-komposiittiosien porttisuunnittelun tulisi tarjota runsaasti työstömarginaaleja aiheuttamatta-muottijännitystä. Käytetyn portin tyypistä riippuen (eli sukellusvene, reuna, korvake jne.) jotkin portin perusmitat säätelevät täyttönopeutta, muottipesään virtaavan materiaalin määrää ja osan jähmettymisnopeutta.
Seinämän paksuus määrittää portin koon, kun taas osan geometria määrittää portin sijainnin kappaleessa. Portilla on kolme keskeistä mittaa: syvyys, leveys ja kasvot. Tarkat mallit useille porttityypeille on esitetty seuraavalla sivulla.
Portin koko/sijainti
• Portin vähimmäiskoko on 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) Vertonin pitkäkuitukomposiiteille - pyöreä tai puolisuunnikkaan muotoinen - 50-60 % seinämän paksuus (kiteisille komposiiteille) - 50-75 % seinämän paksuus (amorfisille komposiiteille)
• Ihannetapauksessa portti tulisi sijoittaa kohtaan, jossa seinäosa on paksuin - kohdista portti suoraan seinään tai holkkiin, jotta estetään täytön ja "suihkutuksen" (paitsi Vertonin pitkien kuitukomposiittien) - tunneliportteja ei suositella Verton-komposiiteille.
