Полное руководство по допускам при литье под давлением

Допуски при литье под давлением определяют допустимые пределы отклонения размеров отформованных деталей. Понимание и контроль этих допусков необходимы, чтобы детали соответствовали проектным требованиям и выполняли свои функции.

В этом всеобъемлющем руководстве мы изучим факторы, влияющие на допуски, важность сохранения точных допусков и стратегии их оптимизации для достижения безупречных пластмассовых компонентов.

Если вы проектировщик, инженер или производитель, эта статья даст вам знания, необходимые для понимания сложностей литья под давлением и повышения качества и надёжности продукции.

Что такое допуски при литье под давлением?

Допуски на образование пластиковой формы выражаются в виде значений плюс-минус (___) в миллиметрах или дюймах, указывающих на допустимое отклонение от номинальных размеров той или иной детали.

Существует два вида допусков: стирание допусков/nbsp; и смола.

Допуск механической обработки — это допуск, заложенный непосредственно в инструментальную оснастку пресс-формы. Обычно пресс-формы обрабатывают на станках с ЧПУ с допусками +/- 0.003 inches (0.076 mm). Это значение характеризует точность размеров полости пресс-формы.

Допуск по смоле — это допуск готовой отформованной детали, зависящий от свойств материала и процесса формования. Обычно допуск по смоле составляет не менее +/- 0.002 inches per inch (0.051 mm per mm).

В совокупности эти два вида допусков определяют общую размерную точность, достижимую для инжекторных деталей.

Фактически достижимые допуски зависят от различных факторов. Однако для некритичных применений типичным считается допуск ±0.1 mm; для изделий, требующих более строгих допусков (например, медицинских деталей), — ±0.025 или точнее.

Почему важны допуски при литье под давлением?

Многие отрасли, такие, как автомобильные, аэрокосмические и медицинские приборы, имеют строгие требования в отношении безопасности и соблюдения нормативных требований.

Допуски определяют, будут ли детали правильно сопрягаться при сборке и работать как задумано. Даже небольшие отклонения могут привести к проблемам с посадкой, соосностью и эксплуатационными характеристиками, особенно в сложных узлах.

Что влияет на допуски при литье под давлением?

Допуски на образование впрыскивания зависят от ряда факторов, которые могут повлиять на точность и последовательность размеров формируемых частей.

• Скринкаж: различные материалы имеют различные коэффициенты сокращения, что влияет на способность достичь жестких допусков. Кристаллические материалы, как правило, имеют более высокие коэффициенты сокращения по сравнению с аморфными материалами в результате фазовых изменений во время охлаждения, что влияет на объем и размеры заключительной части.
• Коробление: при охлаждении смолы в пресс-форме все детали дают усадку. Детали с равномерной толщиной стенок обычно усаживаются равномерно, что помогает предотвратить коробление и усадочные раковины. Напротив, участки детали с разной толщиной стенок охлаждаются и усаживаются с разной скоростью, поэтому конструкция с большей вероятностью приведёт к короблению.
• Теплорасширение: Пластмассы, как правило, имеют высокие темпы тепловой экспансии, которые могут вызывать изменения размеров при колебаниях температуры. Это особенно важно в тех случаях, когда части используются в окружающей среде с колебаниями температуры или комбинируются с такими материалами, как металлы.
• Конструкция детали: геометрия, размер и толщина стенок существенно влияют на контроль допусков. У крупных деталей или деталей с толстыми участками усадка может различаться, поэтому выдерживать жёсткие допуски сложнее. Решить эту задачу помогают равномерная толщина стенок и продуманная конструкция.
• Сложность детали: сложная геометрия может влиять на течение материала и конструкцию оснастки, затрудняя соблюдение жёстких допусков. Для стабильного качества деталей необходимо правильно контролировать давление впрыска, вязкость смолы и время заполнения пресс-формы.
• Оснастка: конструкция и материал пресс-формы, а также количество полостей влияют на возможность обеспечить требуемые допуски. Для соблюдения жёстких допусков крайне важны равномерные охлаждение и нагрев. Многогнёздные и семейные пресс-формы требуют тщательного проектирования и поддержки, чтобы избежать ошибок из-за перепадов давления или температуры.

Как уменьшить влияние факторов, влияющих на допуски при литье под давлением

Чтобы уменьшить влияние факторов, влияющих на допуски при литье под давлением, можно применять несколько стратегий:

1. Проектирование с учётом технологичности производства (DFM):
   1. Применяйте принципы DFM на раннем этапе проектирования пресс-формы, чтобы заранее выявить возможные отклонения и избежать дорогостоящих переделок. Это включает проектирование деталей с равномерной толщиной стенок и подходящими уклонами, а также выбор расположения таких элементов, как бобышки и рёбра жёсткости, для уменьшения коробления и усадки.
2. Выбор материала:
   1. Выбрать материалы с соответствующими коэффициентами сокращения для применения. Рассмотреть свойства тепловой экспансии и то, как различные материалы могут взаимодействовать, особенно в многоматериаловых сборках.
3. Инструменты:
   1. Проектируйте пресс-формы с точной оснасткой, чтобы обеспечивать стабильность размеров пластиковых деталей. Для этого оптимизируйте расположение впускных литников для равномерного потока материала, используйте каналы охлаждения для равномерного отвода тепла и размещайте выталкиватели так, чтобы свести к минимуму коробление и дефекты поверхности.
4. Контроль за процессом:
   1. Внедряйте эффективные средства управления процессом, чтобы контролировать такие переменные параметры, как температура, давление и время охлаждения. Используйте датчики для мониторинга этих параметров в режиме реального времени; это позволит быстро вносить коррективы и поддерживать стабильные допуски.
5. Быстрое прототипирование и испытание:
   1. Использование быстрых прототипов для испытания и уточнения конструкций до полномасштабного производства, что позволяет вносить коррективы в конструкцию или процесс с целью повышения допусков и качества части.

Стандарты допусков при литье под давлением

Вот таблица с визуализацией допусков по размеру в миллиметрах (мм):

Материал	Диапазон размеров	Коммерческий допуск	Допуск на точность
ABS	1-20	±0.100	±0.050
	21 — 100	±0.150	±0.100
	101 — 160	±0.325	±0.100
Смесь ABS/PC	1-20	±0.100	±0.050
	21 — 100	±0.150	±0.100
GPS	1-20	±0.075	±0.050
	21 — 100	±0.150	±0.080
ДИПЭ	1-20	±0.125	±0.075
	21 — 100	±0.170	±0.110
ЛДП	1-20	±0.125	±0.075
	21 — 100	±0.170	±0.110
Мод РПО/ППО	1-20	±0.100	±0.050
	21 — 100	±0.150	±0.100
ПА	1-20	±0.075	±0.030
	21 — 100	±0.160	±0.130
ПА 30% ГФ	1-20	±0.060	±0.030
	21 — 100	±0.120	±0.100
СБТ 30% ГФ	1-20	±0.060	±0.030
	21 — 100	±0.120	±0.100
ПК	1-20	±0.060	±0.030
	21 — 100	±0.120	±0.100
ПК 20% Стекло	1-20	±0.050	±0.030
	21 — 100	±0.100	±0.080
ПММА	1-20	±0.075	±0.050
	21 — 100	±0.120	±0.070
POM	1-20	±0.075	±0.030
	21 — 100	±0.160	±0.130
PP, 20% Talc	1-20	±0.100	±0.050
	21 — 100	±0.120	±0.100
ППЦ/ППО	1-20	±0.080	±0.050
	21 — 100	±0.100	±0.080
СФМ, 30%	1-20	±0.050	±0.050
	21 — 100	±0.080	±0.080
SAN	1-20	±0.080	±0.050
	21 — 100	±0.100	±0.080

В приведенной ниже таблице представлены размеры допусков по концентрации/валентности (в мм)

Материал	Диапазон размеров	Коммерческий допуск	Допуск на точность
ABS	до 100	±0.230	±0.130
Смесь ABS/PC	до 100	±0.230	±0.130
GPS	до 100	±0.250	±0.150
ДИПЭ	до 100	±0.250	±0.150
ЛДП	до 100	±0.250	±0.150
ПА	до 100	±0.250	±0.150
ПА, 30% ГФ	до 100	±0.150	±0.100
СБТ, 30% ГФ	до 100	±0.150	±0.100
ПК	до 100	±0.130	±0.080
ПК, 20% ГФ	до 100	±0.130	±0.080
ПММА	до 100	±0.250	±0.150
POM	до 100	±0.250	±0.150
PP	до 100	±0.250	±0.150
PP, 20% Talc	до 100	±0.250	±0.150
ППЦ/ППО	до 100	±0.230	±0.130
СФМ, 30%	до 100	±0.130	±0.080
SAN	до 100	±0.230	±0.130

Допуски (мм)

Материал	Размер объекта	Коммерческий допуск	Хорошая терпимость
ABS	0–100 mm	±0.380	±0.250
	101–160 mm	±0.800	±0.500
Смесь ABS/PC	0–100 mm	±0.380	±0.250
	101–160 mm	±0.800	±0.500
ПА	0–100 mm	±0.300	±0.150
	101–160 mm	±0.500	±0.250
ПА ГФ 30%	0–100 mm	±0.150	±0.080
	101–160 mm	±0.200	±0.100
POM	0–100 mm	±0.300	±0.150
	101–160 mm	±0.500	±0.250
PP	0–100 mm	±0.850	±0.500
	101–160 mm	±1.500	±0.850
SAN	0–100 mm	±0.380	±0.250
	101–160 mm	±0.800	±0.500

Допуски для слепых дыр (мм)

Материал	Глубина	Коммерческий допуск	Хорошая терпимость
ABS	до 100 mm	±0.200	±0.100
Смесь ABS/PC	до 100 mm	±0.200	±0.100
ПА	до 100 mm	±0.150	±0.080
ПА ГФ 30%	до 100 mm	±0.100	±0.050
POM	до 100 mm	±0.150	±0.080
PP	до 100 mm	±0.250	±0.150
SAN	до 100 mm	±0.200	±0.100

Допуски по диаметру высоты (мм)

Материал	Диаметр	Коммерческий допуск	Хорошая терпимость
ABS	до 100 mm	±0.100	±0.050
Смесь ABS/PC	до 100 mm	±0.100	±0.050
ПА	до 100 mm	±0.080	±0.040
ПА ГФ 30%	до 100 mm	±0.050	±0.025
POM	до 100 mm	±0.080	±0.040
PP	до 100 mm	±0.120	±0.060
SAN	до 100 mm	±0.100	±0.050