Celkový sprievodca toleranciami vstrekovania

2024-08-29

Tolerancie vstrekovania definujú prípustné limity rozmerových variácií lisovaných dielov. Pochopenie a riadenie týchto tolerancií je kľúčové pre zabezpečenie toho, aby diely spĺňali konštrukčné špecifikácie a fungovali tak, ako bolo zamýšľané.

V tejto komplexnej príručke preskúmame faktory, ktoré ovplyvňujú tolerancie, dôležitosť dodržiavania presných tolerancií a stratégie na ich optimalizáciu, aby sa dosiahli bezchybné plastové komponenty.

Či už ste dizajnér, inžinier alebo výrobca, tento článok vás vybaví vedomosťami potrebnými na orientáciu v zložitosti procesu vstrekovania a zvýšenie kvality a spoľahlivosti vašich produktov.

Čo sú tolerancie vstrekovania?

Kovová časť stroja s drôtmi a hadicami na podlahe dielne.

Tolerancie vstrekovania plastov sú vyjadrené ako plus alebo mínus (±) hodnoty v milimetroch alebo palcoch, ktoré špecifikujú prijateľnú odchýlku od menovitých rozmerov dielu. Sú rozhodujúce pre zaistenie správnej montáže a funkcie dielov, najmä pri montáži viacerých komponentov.

Existujú dva typy tolerancie: tolerancia obrábania a tolerancia živice.

Tolerancia obrábania sa vzťahuje na toleranciu zabudovanú do samotného nástroja formy. Typicky sú vstrekovacie formy CNC obrábané v toleranciách +/- 0,003 palca (0,076 mm). To predstavuje presnosť rozmerov dutiny formy.

Tolerancia živice sa vzťahuje na toleranciu hotového lisovaného dielu, ktorá je ovplyvnená vlastnosťami materiálu a procesom lisovania. Tolerancia živice je vo všeobecnosti väčšia alebo rovnaká do +/- 0,002 palca na palec (0,051 mm na mm).

Tieto dva typy tolerancií spolu určujú celkovú rozmerovú presnosť dosiahnuteľnú pre diely vyrobené vstrekovaním.

Skutočne dosiahnuteľné tolerancie sa môžu líšiť v závislosti od rôznych faktorov. Vo všeobecnosti však platí, že pre nekritické aplikácie je typická miera tolerancie ±0,1 mm; pre aplikácie vyžadujúce prísnejšie tolerancie (napr. medicínske diely). ±0,025 alebo lepšie.

Prečo sú tolerancie vstrekovania dôležité?

Mnohé priemyselné odvetvia, ako napríklad automobilový, letecký a kozmický priemysel a zdravotnícke zariadenia, majú prísne tolerančné požiadavky na bezpečnosť a súlad s predpismi.

Tolerancie určujú, či diely do seba počas montáže správne zapadnú a či budú fungovať podľa plánu. Dokonca aj malé odchýlky môžu spôsobiť problémy s prispôsobením, zarovnaním a výkonom, najmä pri zložitých zostavách.

Čo ovplyvňuje tolerancie vstrekovania?

Detailný záber na priemyselnú kovovú formu so zložitými vzormi a kanálmi, ktorá je súčasťou väčšieho strojového zariadenia.

Tolerancie vstrekovania sú ovplyvnené viacerými faktormi, ktoré môžu ovplyvniť rozmerovú presnosť a konzistenciu lisovaných dielov. Tu sú hlavné faktory založené na:

  • Zmršťovanie: Rôzne materiály majú rôzne miery zmrštenia, ktoré ovplyvňujú schopnosť dosiahnuť tesné tolerancie. Kryštalické materiály majú vo všeobecnosti vyššiu rýchlosť zmrštenia v porovnaní s amorfnými materiálmi v dôsledku fázových zmien počas chladenia. To ovplyvňuje objem a rozmery finálnej časti.
  • Warpage: Keď sa živica ochladzuje vo forme, všetky časti sa zmršťujú. Časti s rovnomernou hrúbkou steny majú tendenciu sa rovnomerne zmršťovať, čo pomáha predchádzať skrúteniu a potopeniu. Naproti tomu časti s nerovnomernou hrúbkou steny sa ochladzujú a zmršťujú rôznou rýchlosťou, čo vedie k zvýšenej pravdepodobnosti deformácie v dôsledku konštrukcie.
  • Tepelná expanzia: Plasty vo všeobecnosti vykazujú vysokú tepelnú rozťažnosť, ktorá môže spôsobiť zmeny rozmerov pri kolísaní teplôt. Toto je obzvlášť dôležité, keď sa diely používajú v prostrediach s teplotnými zmenami alebo sú kombinované s materiálmi, ako sú kovy.
  • Dizajn časti: Geometria, veľkosť a hrúbka steny dielu výrazne ovplyvňujú kontrolu tolerancie. Väčšie diely alebo diely s hrubými časťami môžu mať rôznu mieru zmrštenia, čo sťažuje udržiavanie úzkych tolerancií. Rovnomerná hrúbka steny a strategické konštrukčné prvky môžu pomôcť zvládnuť tieto problémy.
  • Zložitosť časti: Komplexné diely môžu ovplyvniť tok materiálu a dizajn nástrojov, čo má vplyv na schopnosť udržiavať úzke tolerancie. Správne riadenie vstrekovacieho tlaku, viskozity živice a času plnenia formy je nevyhnutné na zabezpečenie konzistentnej kvality dielu.
  • Nástroje: Dizajn a materiál formy, ako aj počet dutín ovplyvňujú schopnosť dosiahnuť požadované tolerancie. Konzistentné chladenie a zahrievanie sú rozhodujúce pre udržanie prísnych tolerancií. Viacdutinové alebo rodinné nástroje vyžadujú starostlivý dizajn a podporu, aby sa predišlo chybám spôsobeným zmenami tlaku alebo teploty.

Ako znížiť vplyv faktorov ovplyvňujúcich tolerancie vstrekovania

Na zníženie vplyvu faktorov ovplyvňujúcich tolerancie vstrekovania možno použiť niekoľko stratégií:

  1. Design for Manufacturability (DFM):
    1. Zapojte sa do postupov DFM na začiatku procesu návrhu formy, aby ste predvídali potenciálne odchýlky a vyhli sa nákladným prestavbám. To zahŕňa navrhovanie dielov s konzistentnou hrúbkou steny a vhodnými uhlami úkosu a zvážením umiestnenia prvkov, ako sú výstupky a rebrá, aby sa minimalizovalo zdeformovanie a zmršťovanie.
  2. Výber materiálu:
    1. Vyberte materiály s vhodnou mierou zmrštenia pre danú aplikáciu. Zvážte vlastnosti tepelnej rozťažnosti a ako môžu rôzne materiály interagovať, najmä v zostavách z viacerých materiálov. Predimenzujte rozmery formy, aby ste zohľadnili zmršťovanie materiálu.
  3. Úvahy o nástrojoch:
    1. Navrhnite formy s presnými nástrojmi, aby ste zabezpečili konzistentné rozmery plastových dielov. To zahŕňa optimalizáciu umiestnenia vtokov pre rovnomerný tok materiálu, používanie chladiacich kanálov pre rovnomerné chladenie a umiestnenie vyhadzovacích kolíkov na minimalizáciu deformácií a povrchových defektov.
  4. Riadenie procesov:
    1. Implementujte efektívne riadenie procesov na riadenie premenných, ako je teplota, tlak a čas chladenia. Pomocou senzorov monitorujte tieto parametre v reálnom čase, čo umožňuje rýchle úpravy na udržanie konzistentných tolerancií.
  5. Rýchle prototypovanie a testovanie:
    1. Využite rýchle prototypovanie na testovanie a zdokonaľovanie návrhov pred výrobou v plnom rozsahu. To umožňuje vykonať úpravy dizajnu alebo procesu na zlepšenie tolerancií a kvality dielov.

Normy tolerancií vstrekovania

Kovová časť stroja s drôtmi a hadicami na podlahe dielne.

Tu je tabuľka zobrazujúca tolerancie rozmerov v milimetroch (mm):

MateriálRozsah rozmerovObchodná toleranciaPresná tolerancia
ABS1 až 20±0,100±0,050
 21 až 100±0,150±0,100
 101 až 160±0,325±0,100
Zmes ABS/PC1 až 20±0,100±0,050
 21 až 100±0,150±0,100
GPS1 až 20±0,075±0,050
 21 až 100±0,150±0,080
HDPE1 až 20±0,125±0,075
 21 až 100±0,170±0,110
LDPE1 až 20±0,125±0,075
 21 až 100±0,170±0,110
Mod PPO/PPE1 až 20±0,100±0,050
 21 až 100±0,150±0,100
PA1 až 20±0,075±0,030
 21 až 100±0,160±0,130
PA 30% GF1 až 20±0,060±0,030
 21 až 100±0,120±0,100
PBT 30% GF1 až 20±0,060±0,030
 21 až 100±0,120±0,100
PC1 až 20±0,060±0,030
 21 až 100±0,120±0,100
Sklo PC 20%1 až 20±0,050±0,030
 21 až 100±0,100±0,080
PMMA1 až 20±0,075±0,050
 21 až 100±0,120±0,070
POM1 až 20±0,075±0,030
 21 až 100±0,160±0,130
PP, 20% Mastenec1 až 20±0,100±0,050
 21 až 100±0,120±0,100
PPO/OOP1 až 20±0,080±0,050
 21 až 100±0,100±0,080
PPS, 30% GF1 až 20±0,050±0,050
 21 až 100±0,080±0,080
SAN1 až 20±0,080±0,050
 21 až 100±0,100±0,080

Nasledujúca tabuľka zobrazuje rozmery Tolerancie sústredenosti/ovality (v mm)

MateriálRozsah rozmerovObchodná toleranciaPresná tolerancia
ABSaž 100±0,230±0,130
Zmes ABS/PCaž 100±0,230±0,130
GPSaž 100±0,250±0,150
HDPEaž 100±0,250±0,150
LDPEaž 100±0,250±0,150
PAaž 100±0,250±0,150
PA, 30% GFaž 100±0,150±0,100
PBT, 30% GFaž 100±0,150±0,100
PCaž 100±0,130±0,080
PC, 20% GFaž 100±0,130±0,080
PMMAaž 100±0,250±0,150
POMaž 100±0,250±0,150
PPaž 100±0,250±0,150
PP, 20% Mastenecaž 100±0,250±0,150
PPO/OOPaž 100±0,230±0,130
PPS, 30% GFaž 100±0,130±0,080
SANaž 100±0,230±0,130

Tolerancie priamosti/rovinnosti (mm)

MateriálVeľkosť funkcieObchodná toleranciaJemná tolerancia
ABS0-100 mm±0,380±0,250
 101–160 mm±0,800±0,500
Zmes ABS/PC0-100 mm±0,380±0,250
 101–160 mm±0,800±0,500
PA0-100 mm±0,300±0,150
 101–160 mm±0,500±0,250
PA GF 30%0-100 mm±0,150±0,080
 101–160 mm±0,200±0,100
POM0-100 mm±0,300±0,150
 101–160 mm±0,500±0,250
PP0-100 mm±0,850±0,500
 101–160 mm±1,500±0,850
SAN0-100 mm±0,380±0,250
 101–160 mm±0,800±0,500

Tolerancia hĺbky slepého otvoru (mm)

MateriálRozsah hĺbkyObchodná toleranciaJemná tolerancia
ABSdo 100 mm±0,200±0,100
Zmes ABS/PCdo 100 mm±0,200±0,100
PAdo 100 mm±0,150±0,080
PA GF 30%do 100 mm±0,100±0,050
POMdo 100 mm±0,150±0,080
PPdo 100 mm±0,250±0,150
SANdo 100 mm±0,200±0,100

Tolerancie priemeru otvoru (mm)

MateriálRozsah priemeruObchodná toleranciaJemná tolerancia
ABSdo 100 mm±0,100±0,050
Zmes ABS/PCdo 100 mm±0,100±0,050
PAdo 100 mm±0,080±0,040
PA GF 30%do 100 mm±0,050±0,025
POMdo 100 mm±0,080±0,040
PPdo 100 mm±0,120±0,060
SANdo 100 mm±0,100±0,050

Vyžiadajte si cenovú ponuku

Ukážka kontaktného formulára

sk_SKSlovak
en_USEnglish es_ESSpanish pt_BRPortuguese fr_FRFrench ro_RORomanian ru_RURussian de_DEGerman it_ITItalian pl_PLPolish sk_SKSlovak