Общо ръководство за допустимите отклонения при леене под налягане

2024-08-29

Допустимите отклонения при леене под налягане определят допустимите граници на изменение на размерите на формованите части. Разбирането и управлението на тези допуски е от решаващо значение, за да се гарантира, че частите отговарят на проектните спецификации и функционират по предназначение.

В това изчерпателно ръководство ще проучим факторите, които влияят на допустимите отклонения, значението на поддържането на прецизни допустими отклонения и стратегии за тяхното оптимизиране, за да се постигнат безупречни пластмасови компоненти.

Независимо дали сте дизайнер, инженер или производител, тази статия ще ви предостави необходимите знания, за да се ориентирате в сложността на процеса на леене под налягане и да подобрите качеството и надеждността на вашите продукти.

Какво представляват толерансите при леене под налягане？

Допустимите отклонения при леене под налягане на пластмаса се изразяват като плюс или минус (±) стойности в милиметри или инчове, които определят приемливото отклонение от номиналните размери на дадена част. Те са от решаващо значение, за да се гарантира, че частите пасват и функционират правилно, особено при сглобяване на множество компоненти.

Има два вида толерантност: толеранс на обработка и толерантност към смола.

Толерансът на обработка се отнася до толеранса, вграден в самия инструмент за формовка. Обикновено шприцформите се обработват с ЦПУ до допустими отклонения от +/- 0,003 инча (0,076 мм). Това представлява точността на размерите на кухината на формата.

Толерантността към смола се отнася до толерантността на готовата формована част, която се влияе от свойствата на материала и процеса на формоване. Толерантността на смолата обикновено е по-голяма или равна до +/- 0,002 инча на инч (0,051 mm на mm).

Заедно тези два вида допуски определят общата точност на размерите, постижима за шприцовани части.

Действително постижимите допустими отклонения могат да варират в зависимост от различни фактори. Въпреки това, като цяло, за некритични приложения, типичният процент на толеранс е ±0,1 мм; за приложения, изискващи по-строги толеранси (напр. медицински части). ±0,025 или по-добре.

Защо са важни допустимите отклонения при леене под налягане?

Много индустрии, като автомобилостроенето, космическата промишленост и медицинските устройства, имат строги изисквания за толерантност за безопасност и съответствие с нормативните изисквания.

Допуските определят дали частите ще паснат правилно по време на сглобяването и ще функционират по предназначение. Дори малки отклонения могат да причинят проблеми с напасването, подравняването и производителността, особено при сложни възли.

Какво влияе на допустимите отклонения при леене под налягане?

Допустимите отклонения при леене под налягане се влияят от няколко фактора, които могат да повлияят на точността на размерите и консистенцията на формованите части. Ето основните фактори, базирани на:

Свиване: Различните материали имат различна степен на свиване, което влияе върху способността за постигане на тесни толеранси. Кристалните материали обикновено имат по-високи нива на свиване в сравнение с аморфните материали поради фазови промени по време на охлаждане. Това се отразява на обема и размерите на крайната част.
Изкривяване: Докато смолата се охлажда във формата, всички части се свиват. Частите с еднаква дебелина на стената са склонни да се свиват равномерно, което помага за предотвратяване на изкривяване и следи от потъване. Обратно, части с нееднаква дебелина на стената се охлаждат и свиват с различна скорост, което води до повишена вероятност от изкривяване поради дизайна.
Термично разширение: Пластмасите обикновено показват висока скорост на топлинно разширение, което може да причини промени в размерите при колебания на температурите. Това е особено важно, когато частите се използват в среда с температурни промени или се комбинират с материали като метали.
Дизайн на части: Геометрията, размерът и дебелината на стената на част значително влияят върху контрола на толеранса. По-големите части или тези с дебели участъци може да имат различна степен на свиване, което прави по-трудно поддържането на тесни толеранси. Единната дебелина на стените и стратегическите характеристики на дизайна могат да помогнат за справянето с тези проблеми.
Сложност на частта: Сложните части могат да повлияят на потока на материала и дизайна на инструменталната екипировка, оказвайки влияние върху способността за поддържане на тесни допуски. Правилното управление на налягането на впръскване, вискозитета на смолата и времето за запълване на матрицата е от съществено значение за осигуряване на постоянно качество на частта.
Инструментална екипировка: Дизайнът и материалът на матрицата, както и броят на кухините, влияят върху способността за постигане на желаните допуски. Постоянното охлаждане и нагряване са от решаващо значение за поддържане на тесни толеранси. Инструментите с множество кухини или фамилията изискват внимателен дизайн и поддръжка, за да се избегнат грешки, дължащи се на промени в налягането или температурата.

Как да намалим въздействието на факторите, влияещи върху допустимите отклонения при леене под налягане

За да се намали въздействието на факторите, влияещи на толерансите при леене под налягане, могат да се използват няколко стратегии:

Дизайн за технологичност (DFM):
1. Включете се в практиките на DFM в началото на процеса на проектиране на матрицата, за да предвидите потенциални отклонения и да избегнете скъпи препроекти. Това включва проектиране на части с постоянна дебелина на стените и подходящи ъгли на наклон и обмисляне на разположението на елементи като издатини и ребра, за да се минимизира изкривяването и свиването.
Избор на материал:
1. Изберете материали с подходящи степени на свиване за приложението. Помислете за свойствата на топлинно разширение и как различните материали могат да си взаимодействат, особено в сглобки от много материали. Увеличете размерите на формата, за да отчетете свиването на материала.
Съображения за инструментална екипировка:
1. Проектирайте форми с прецизни инструменти, за да осигурите постоянни размери на пластмасовите части. Това включва оптимизиране на местата на затворите за равномерен поток на материала, използване на охлаждащи канали за равномерно охлаждане и поставяне на ежекторни щифтове за минимизиране на изкривяването и повърхностните дефекти.
Контрол на процеса:
1. Приложете ефективен контрол на процеса, за да управлявате променливи като температура, налягане и време за охлаждане. Използвайте сензори, за да наблюдавате тези параметри в реално време, което позволява бързи настройки за поддържане на постоянни толеранси.
Бързо създаване на прототипи и тестване:
1. Използвайте бързо прототипиране, за да тествате и усъвършенствате дизайна преди пълномащабно производство. Това позволява да се направят корекции в дизайна или процеса, за да се подобрят толерансите и качеството на детайлите.

Стандарти за допустими отклонения при леене под налягане

Ето таблица, визуализираща допустимите отклонения на размерите в милиметри (mm):

Материал	Диапазон на размерите	Търговска толерантност	Толерантност към точност
ABS	1 до 20	±0,100	±0,050
	21 до 100	±0,150	±0,100
	101 до 160	±0,325	±0,100
ABS/PC смес	1 до 20	±0,100	±0,050
	21 до 100	±0,150	±0,100
GPS	1 до 20	±0,075	±0,050
	21 до 100	±0,150	±0,080
HDPE	1 до 20	±0,125	±0,075
	21 до 100	±0,170	±0,110
LDPE	1 до 20	±0,125	±0,075
	21 до 100	±0,170	±0,110
Mod PPO/PPE	1 до 20	±0,100	±0,050
	21 до 100	±0,150	±0,100
PA	1 до 20	±0,075	±0,030
	21 до 100	±0,160	±0,130
PA 30% GF	1 до 20	±0,060	±0,030
	21 до 100	±0,120	±0,100
PBT 30% GF	1 до 20	±0,060	±0,030
	21 до 100	±0,120	±0,100
PC	1 до 20	±0,060	±0,030
	21 до 100	±0,120	±0,100
PC 20% стъкло	1 до 20	±0,050	±0,030
	21 до 100	±0,100	±0,080
PMMA	1 до 20	±0,075	±0,050
	21 до 100	±0,120	±0,070
POM	1 до 20	±0,075	±0,030
	21 до 100	±0,160	±0,130
PP, 20% Талк	1 до 20	±0,100	±0,050
	21 до 100	±0,120	±0,100
PPO/ЛПС	1 до 20	±0,080	±0,050
	21 до 100	±0,100	±0,080
PPS, 30% GF	1 до 20	±0,050	±0,050
	21 до 100	±0,080	±0,080
SAN	1 до 20	±0,080	±0,050
	21 до 100	±0,100	±0,080

Следващата таблица визуализира размерите на Допустими отклонения на концентричност/овалност (в mm)

Материал	Диапазон на размерите	Търговска толерантност	Толерантност към точност
ABS	до 100	±0,230	±0,130
ABS/PC смес	до 100	±0,230	±0,130
GPS	до 100	±0,250	±0,150
HDPE	до 100	±0,250	±0,150
LDPE	до 100	±0,250	±0,150
PA	до 100	±0,250	±0,150
PA, 30% GF	до 100	±0,150	±0,100
PBT, 30% GF	до 100	±0,150	±0,100
PC	до 100	±0,130	±0,080
PC, 20% GF	до 100	±0,130	±0,080
PMMA	до 100	±0,250	±0,150
POM	до 100	±0,250	±0,150
ПП	до 100	±0,250	±0,150
PP, 20% Талк	до 100	±0,250	±0,150
PPO/ЛПС	до 100	±0,230	±0,130
PPS, 30% GF	до 100	±0,130	±0,080
SAN	до 100	±0,230	±0,130

Допустими отклонения на праволинейност/плоскост (mm)

Материал	Размер на функцията	Търговска толерантност	Фина толерантност
ABS	0–100 мм	±0,380	±0,250
	101–160 мм	±0,800	±0,500
ABS/PC смес	0–100 мм	±0,380	±0,250
	101–160 мм	±0,800	±0,500
PA	0–100 мм	±0,300	±0,150
	101–160 мм	±0,500	±0,250
PA GF 30%	0–100 мм	±0,150	±0,080
	101–160 мм	±0,200	±0,100
POM	0–100 мм	±0,300	±0,150
	101–160 мм	±0,500	±0,250
ПП	0–100 мм	±0,850	±0,500
	101–160 мм	±1,500	±0,850
SAN	0–100 мм	±0,380	±0,250
	101–160 мм	±0,800	±0,500

Допустими отклонения на дълбочината на глухия отвор (mm)

Материал	Обхват на дълбочината	Търговска толерантност	Фина толерантност
ABS	до 100 мм	±0,200	±0,100
ABS/PC смес	до 100 мм	±0,200	±0,100
PA	до 100 мм	±0,150	±0,080
PA GF 30%	до 100 мм	±0,100	±0,050
POM	до 100 мм	±0,150	±0,080
ПП	до 100 мм	±0,250	±0,150
SAN	до 100 мм	±0,200	±0,100

Допустими отклонения в диаметъра на отвора (mm)

Материал	Диапазон на диаметъра	Търговска толерантност	Фина толерантност
ABS	до 100 мм	±0,100	±0,050
ABS/PC смес	до 100 мм	±0,100	±0,050
PA	до 100 мм	±0,080	±0,040
PA GF 30%	до 100 мм	±0,050	±0,025
POM	до 100 мм	±0,080	±0,040
ПП	до 100 мм	±0,120	±0,060
SAN	до 100 мм	±0,100	±0,050