De la înțelegerea elementelor de bază ale grosimii pereților până la gestionarea considerațiilor specifice materialelor, acest ghid acoperă aspecte esențiale pe care proiectanții, inginerii și producătorii trebuie să le cunoască.
Acest ghid cuprinzător explorează importanța proiectării corecte a grosimii peretelui în turnarea prin injecție, oferind informații despre cele mai bune practici, provocări comune și soluții pentru optimizarea producției de piese.
Care este grosimea peretelui în turnarea prin injecție
Grosimea peretelui este o considerație critică de proiectare în procesul de turnare prin injecție, care se referă la grosimea secțiunii transversale a piesei din plastic turnate.
Este una dintre cele mai importante considerații de proiectare în turnarea prin injecție, deoarece are un impact semnificativ asupra fabricabilității, costului, calității și performanței piesei finale.
Ce influențează grosimea peretelui
Doi factori cheie influențează grosimea peretelui materialelor plastice turnate prin injecție și structura pieselor.
- Mărime și formă – Piesele mai mari necesită, în general, pereți mai groși pentru integritatea structurală, în timp ce piesele mai mici pot avea pereți mai subțiri. Formele complexe pot necesita grosimi variabile.
- Materiale plastice – – Diferite materiale plastice au caracteristici de curgere și rate de răcire variate. Materialele cu vâscozitate mai mică sau rate de curgere la topire mai mari pot fi utilizate, în general, cu pereți mai subțiri.
Iată o diagramă pentru a verifica grosimea optimă a peretelui pentru diverse materiale:
| Material | Interval de grosime recomandată a peretelui |
| ABS | 0.045 – 0.140 inchi (1.14 – 3.56 mm) |
| Acetal (POM) | 0.030 – 0.120 inchi (0.76 – 3.05 mm) |
| Acrilic (PMMA) | 0.025 – 0.500 inchi (0.64 – 12.7 mm) |
| Nailon (PA) | 0.030 – 0.115 inchi (0.76 – 2.92 mm) |
| Policarbonat (PC) | 0.040 – 0.150 inchi (1.02 – 3.81 mm) |
| Polietilena (PE) | 0.030 – 0.200 inchi (0.76 – 5.08 mm) |
| Polipropilenă (PP) | 0.025 – 0.150 inchi (0.64 – 3.81 mm) |
| Polistiren (PS) | 0.035 – 0.150 inchi (0.89 – 3.81 mm) |
Care sunt problemele legate de grosimea peretelui?
Grosimea incorectă a peretelui pentru turnarea prin injecție poate duce la mai multe defecte în produsul final:
| Defect | Provoca | Rezultat |
| Warpage | Grosimea neuniformă a peretelui | Viteze diferite de răcire duc la solicitări interne, provocând deformare sau răsucire. |
| Semne de scufundare | Secțiuni mai groase | Răcirea lentă permite suprafeței să se scufunde spre interior, creând mici depresiuni |
| Linii de curgere | Variații ale grosimii peretelui | Diferitele debite ale plasticului topit cauzează dungi sau linii vizibile pe suprafață |
| Lovituri scurte | Tranziții de la subțire la groasă | Răcirea prematură previne umplerea completă a zonelor mai groase |
| golurile | Secțiuni groase | Captarea aerului sau buzunarele de vid formează goluri interne |
| Stropirea cu jeturi | Pereți prea subțiri | Curgerea rapidă a plasticului provoacă modele asemănătoare șarpelui pe suprafața piesei |
| Slăbiciune structurală | Grosimea peretelui inconsecventă | Compromite rezistența și integritatea piesei |
| Inexactități dimensionale | Variații de grosime | Răcirea neuniformă duce la piese care nu respectă dimensiunile specificate |
| Creșterea stresului intern | Grosimi variabile ale pereților | Rate diferite de răcire duc la tensiuni interne mai mari |
| Defecte de suprafață | Grosime necorespunzătoare a peretelui | Provoacă imperfecțiuni ale suprafeței, cum ar fi ondulații sau ondulații |
Considerații de proiectare pentru obținerea unei grosimi uniforme a peretelui
Analiza proiectării pentru fabricabilitate (DFM) ajută la identificarea grosimii uniforme optime pentru a minimiza tensiunea internă și a îmbunătăți consistența.
Utilizarea unghiurilor de tiraj pentru îmbunătățirea umplerii matriței
Unghiurile de deformare sunt parte integrantă a proiectării componentelor turnate prin injecție, servind la facilitarea eliberării mai ușoare a piesei finite din matriță. Incorporarea unui unghi de deformare nu este doar o practică bună; este esențială pentru promovarea unei grosimi uniforme a peretelui.
Un unghi de tiraj extern recomandat de 0.5-1.5 grade și un unghi intern de 0.5 grade pot îmbunătăți considerabil procesul de umplere a matriței.
Aceste unghiuri mici permit materialului să curgă mai lin și previn formarea unor grosimi inconsistente ale pereților, care sunt adesea cauza diferitelor defecte din cadrul piesei.
Abordarea tensiunilor interne cauzate de grosimea neuniformă a peretelui
Disparitățile în grosimea peretelui pot duce la tensiuni interne în interiorul piesei pe măsură ce aceasta se răcește și se solidifică. Secțiunile cu o grosime a peretelui mai mare se răcesc la viteze mai mici, provocând rate diferențiale de contracție care pot deforma sau distorsiona piesa.
O grosime uniformă pe întreaga piesă este imperativă pentru a distribui uniform aceste solicitări și a evita potențialele probleme de calitate.
La proiectarea pieselor, trebuie luate în considerare zonele cu risc ridicat și trebuie aplicată o grosime consistentă a peretelui pentru a atenua formarea tensiunilor interne.
Grosime recomandată – Minimă
Grosimea minimă a peretelui depinde de materialul plastic specific utilizat și de dimensiunea/complexitatea piesei.
În general:
Pentru piese mici și producție eficientă de volum mare, se recomandă o grosime minimă a peretelui de 0.025-0.030 in (0.64-0.76 mm).
Pentru piese mai mari, se recomandă un minim de 0.040-0.050 in (1.0-1.3 mm).
Grosimea minimă practică a peretelui pentru turnarea prin injecție convențională variază între 0.030-0.040 in (0.76-1.0 mm).
Unele aplicații specializate de turnare cu pereți subțiri pot realiza pereți de până la 0.25 mm, dar acest lucru necesită presiuni mari și limitează dimensiunea piesei.
Grosime recomandată – Maximă
Pereții excesiv de groși ar trebui evitați pe cât posibil în turnarea prin injecție, deoarece aceștia pot duce la defecte și ineficiențe.
Liniile directoare generale sunt:
Majoritatea pieselor turnate prin injecție au o grosime maximă a peretelui de 0.125-0.250 in (3.2-6.4 mm).
Pereții cu o grosime mai mare de 6.4 mm (0.250 in) prezintă un risc mai mare de apariție a urmelor de chiuvetă, golurilor, tensiuni reziduale și deformare.
În unele aplicații specializate, sunt posibile grosimi ale pereților de până la 114 mm, dar necesită timpi de ciclu foarte lungi.
Ca o practică optimă pentru eficiență și calitate, se recomandă o grosime maximă a peretelui de 0.125-0.160 in (3.2-4.0 mm) pentru majoritatea pieselor.
Cum se rezolvă problemele de grosime a peretelui în piesele turnate
Manipularea secțiunilor cu pereți groși în piesele turnate prin injecție
Pentru a atenua acest lucru, este recomandabil să se mențină o grosime a peretelui care facilitează răcirea rapidă, dar oferă și o rezistență suficientă. De exemplu, cu material PA6 cu o grosime de 8 mm, ciclul total de turnare prin injecție este de aproximativ 93 de secunde, răcirea durând aproximativ 70 de secunde.
Pentru a depăși provocarea reprezentată de timpii de ciclu prelungiți din cauza pereților mai groși, utilizarea unei tehnici cunoscute sub numele de „core out” poate fi benefică. Aceasta implică crearea de secțiuni goale în peretele gros, fără a compromite integritatea sau rezistența piesei.
Cum să manevrezi pereți subțiri fără a compromite integritatea pieselor
Proiectanților de produs li se recomandă să proiecteze piese cu grosimea minimă a peretelui necesară, fără a compromite integritatea piesei.
Proiectarea pereților mai subțiri necesită o înțelegere aprofundată a caracteristicilor de curgere ale materialului pentru a preveni defectele.
Factori precum presiunea de injecție, temperatura matriței și includerea elementelor de design, cum ar fi nervurile sau gușeurile, pot ajuta la susținerea pieselor cu pereți subțiri, îmbunătățind matrițabilitatea acestora și reducând potențialul de deformare, scufundare sau formare a bule.
