Designul nervurilor de turnare prin injecție: elemente esențiale pentru rezistența optimă a piesei

Designul adecvat al nervurilor este esențial pentru obținerea rezistenței optime a pieselor, menținând în același timp fabricabilitatea și rentabilitatea. Când sunt implementate strategic, nervurile pot preveni deformarea, pot susține caracteristici izolate, pot reduce consumul de material și pot îmbunătăți fluxul de matriță. Cu toate acestea, proiectarea nervurilor eficiente necesită o înțelegere aprofundată a proprietăților materialului, proceselor de turnare și principiilor de proiectare.

Acest articol analizează elementele fundamentale ale designului nervurilor de turnare prin injecție, explorând considerații cheie, cum ar fi geometria nervurilor, selecția materialului și liniile directoare de proiectare. Prin stăpânirea acestor elemente esențiale, inginerii și designerii pot crea piese care nu numai că îndeplinesc cerințele de rezistență, ci și optimizează eficiența producției și calitatea produsului.

Ce este coasta?

Nervurile sunt o caracteristică importantă de proiectare în turnarea prin injecție a plasticului, care mărește rezistența și suportul pieselor fără a crește grosimea totală a peretelui.

Nervurile sunt structuri subțiri, asemănătoare peretelui, care se extind perpendicular pe un perete sau un plan în piese turnate prin injecție, care servesc la adăugarea de suport și rigiditate piesei, la creșterea rezistenței fără a crește grosimea peretelui și înlocuirea secțiunilor groase de perete pentru a evita defecte precum urmele de chiuvetă. , warpages și goluri.

Care este scopul nervurilor în designul matriței?

Nervurile din turnarea prin injecție servesc mai multor scopuri critice în proiectarea pieselor din plastic:

1. Preveniți Warpage: nervurile ajută la prevenirea deformarii prin consolidarea pereților subțiri. Pereții groși pot duce la o răcire neuniformă, provocând tensiuni interne care duc la deformare. Prin utilizarea nervurilor, piesele pot avea pereți mai subțiri care se răcesc mai uniform, reducând riscul deformarii.
2. Suportă alte caracteristici: nervurile oferă suport structural elementelor izolate, cum ar fi bosurile, care sunt folosite ca puncte de fixare. Aceste caracteristici necesită un sprijin suplimentar pentru a menține integritatea structurală, iar nervurile le conectează la pereții laterali sau asigură întărire atunci când sunt prea departe de pereții laterali.
3. Reduceți utilizarea materialelor: nervurile plasate strategic pot crește rigiditatea în zonele critice fără a crește grosimea totală a piesei. Acest lucru permite un design ușor, care utilizează mai puțin material, în același timp îndeplinind cerințele de rezistență.
4. Îmbunătățiți fluxul de mucegai: nervurile proiectate corect pot spori fluxul de plastic topit în matriță, asigurând o umplere mai bună și reducând probabilitatea apariției defectelor. Această funcție dublă de îmbunătățire a fluxului de mucegai, în același timp cu adăugarea de rezistență, face din nervuri o caracteristică esențială de design.

Care sunt diferențele dintre coaste și gussets?

Gussets sunt ca niște bucăți puternice de material folosite pentru a face colțuri, pereți și conexiuni în structuri mult mai puternice. Gândiți-vă la ele ca pe niște coaste speciale concepute pentru a face față stresului și a-l răspândi uniform.

De obicei, sub formă de triunghiuri sau dreptunghiuri, gușurile acționează ca niște conectori puternici, ținând piesele împreună și făcând îmbinările mult mai stabile.

Veți găsi adesea gușeuri în lucruri cum ar fi poduri (grinzi de ferme) și clădiri (sisteme de contravântuire laterale), unde unesc părțile diagonale și ajută la transportarea sarcinilor grele. Ele sunt, de asemenea, folosite în obiecte din plastic pentru a întări punctele slabe.

În rezumat, în timp ce atât nervurile, cât și garniturile sunt folosite pentru a îmbunătăți integritatea structurală a unei piese, nervurile adaugă în primul rând suport suprafețelor plane. Spre deosebire de aceasta, gușele se concentrează pe consolidarea îmbinărilor și a conexiunilor dintre diferite componente.

Care sunt liniile directoare pentru proiectarea nervurilor din plastic?

Grosimea coastei

Grosimea nervurii nu trebuie să depășească 60% din grosimea nominală a peretelui. Pentru materialele lucioase, poate fi necesar să fie redus la 40% pentru a evita defectele de suprafață, deoarece nervurile mai groase pot duce la probleme precum deformarea sau urme de scufundare, în timp ce nervurile mai subțiri ar putea să nu se umple corespunzător din cauza vâscozității plasticului.

Dacă o nervură trebuie să varieze în grosime, faceți tranziția treptată pentru a minimiza concentrațiile de tensiuni și variațiile de răcire, care pot provoca deformarea. În plus, distanța de tranziție ar trebui să fie de cel puțin trei ori mai mare decât modificarea grosimii.

Coring nervuri

Pentru nervurile groase inevitabile, carotarea poate fi folosită pentru a reduce potențialele defecte.

Înălțimea coastei

Limitați înălțimea nervurii la trei ori grosimea nervurii pentru a preveni umplerea insuficientă. Dacă este necesar, utilizați mai multe coaste mai mici în loc de una singură mare.

Spațierea coastelor

Distanțați mai multe nervuri de cel puțin 2 până la 3 ori grosimea nominală a peretelui. Un model eșalonat poate ajuta la reducerea deformarii în timpul răcirii.

Unghiul de curent al nervurii

Aplicați un unghi de aspirare de 0,5 până la 1,5 grade pentru a facilita evacuarea ușoară a pieselor. Doar coastele zdrobite trebuie făcute fără unghi de aspirare.

Razele coastelor

Includeți o rază în care nervura se intersectează cu baza sau peretele lateral, de obicei de 0,5 până la 1 ori grosimea peretelui, pentru a reduce concentrațiile de tensiuni și pentru a spori rezistența.

Unghiul de intersecție

Costurile nu trebuie întotdeauna să intersecteze pereții laterali la 90 de grade. Intersecțiile unghiulare pot spori rigiditatea fără a crește grosimea nervurilor. Amintiți-vă că trebuie să aveți grijă pentru a preveni grosimea excesivă la intersecții, care poate provoca urme de scufundare pe suprafața opusă.

Ce materiale sunt folosite pentru fabricarea coastelor?

Atunci când se selectează materiale pentru nervuri din piese turnate prin injecție, alegerea depinde adesea de cerințele specifice ale aplicației, cum ar fi rezistența, flexibilitatea și rezistența la mediu.

Materialele comune utilizate pentru fabricarea coastelor includ:

1. ABS (acrilonitril butadien stiren):
   1. Cunoscut pentru rezistența sa bună la impact și duritate.
   1. Potrivit pentru aplicații care necesită rezistență și rigiditate.
2. Policarbonat (PC):
   1. Oferă rezistență ridicată la impact și claritate.
   1. Folosit în aplicații în care este nevoie de transparență și duritate.
3. Polipropilenă (PP):
   1. Oferă rezistență chimică excelentă și flexibilitate.
   1. Ideal pentru piese care necesită rezistență la oboseală și absorbție scăzută de umiditate.
4. Nailon (poliamidă, PA):
   1. Cunoscut pentru rezistența sa ridicată și rezistența la uzură.
   1. Potrivit pentru piese expuse la solicitări mecanice și care necesită durabilitate.
5. PBT (tereftalat de polibutilenă):
   1. Oferă rezistență chimică bună și stabilitate dimensională.
   1. Folosit în aplicații auto și electrice.
6. Polistiren (PS):
   1. Oferă o rigiditate bună și ușurință de prelucrare.
   1. Potrivit pentru aplicații mai puțin solicitante, unde costul este o preocupare principală.
7. Polisulfonă (PSU):
   1. Cunoscut pentru rezistența sa la temperaturi ridicate și chimice.
   1. Folosit în aplicații care necesită stabilitate termică și duritate.

Designul eficient al nervurilor este un aspect crucial al creării de piese turnate prin injecție puternice, eficiente și de înaltă calitate. Prin înțelegerea și aplicarea principiilor prezentate în acest articol, inginerii și designerii pot îmbunătăți semnificativ integritatea structurală a componentelor lor din plastic, optimizând în același timp utilizarea materialului și fabricabilitatea.