Optimalizácia povrchových úprav vstrekovaním pre estetické a funkčné použitie

Čo je to povrchová úprava pri vstrekovaní?

Detailný záber na priemyselné stroje s kovovými komponentmi, skrutkami a rúrkami na tmavom povrchu.

V oblasti procesu vstrekovania môže zvolená povrchová úprava výrazne ovplyvniť vzhľad aj funkčnosť finálneho produktu.

Definícia povrchovej úpravy

A povrchová úprava sa vzťahuje na textúru povrchu časti, ktorá bola vyrobená cez vstrekovaním. Zahŕňa úroveň lesku, drsnosti a vzoru udeleného povrchu lisovaného dielu. Táto povrchová úprava je určená kvalitou samotnej formy, ako aj materiálmi použitými v procese vstrekovania. Je možné dosiahnuť rôzne povrchové úpravy, vrátane matných, textúrovaných alebo vysoko lesklých povrchov, ktoré sa dosahujú rôznymi procesmi po formovaní, ako je leštenie alebo nanášanie textúr na formu pred výrobou.

Význam povrchovej úpravy pri vstrekovaní

Povrchová úprava pri vstrekovaní je prvoradá, pretože priamo ovplyvňuje vzhľad a funkčnosť časti.

Význam pre vizuálnu príťažlivosť

Hladký, lesklý povrch (triedy SPI A) poskytuje špičkový, leštený vzhľad vhodný pre kozmetické diely, šošovky atď.
Pololesklé (triedy SPI B) a matné (triedy SPI C) môžu skryť nedokonalosti, ako sú línie toku, línie zvarov a stopy po nástrojoch, aby sa zlepšil vzhľad.
Textúrované povrchové úpravy (triedy SPI D) ponúkajú jedinečné estetické možnosti, ako je koža, textúra dreva, geometrické vzory atď.

Dôležitosť pre funkčnosť

Textúrované povrchové úpravy môžu poskytnúť lepšiu priľnavosť a odolnosť proti pošmyknutiu pre produkty, ako sú ručné zariadenia, volanty atď.
Špecifické povrchové úpravy môžu zlepšiť priľnavosť farby a štítku na povrchu lisovaného dielu.
Textúra umožňuje únik plynov z formy a môže sa použiť na vytvorenie podrezania.
Drsnosť povrchu ovplyvňuje trenie a odolnosť proti opotrebovaniu, čo môže byť dôležité pre mechanické časti.

Ako sa uplatňujú normy povrchovej úpravy SPI, VDI a Mold-tech?

Normy povrchovej úpravy ako SPI a VDI definujú kozmetickú kvalitu a funkčnosť lisovaných dielov špecifikovaním parametrov lesku, textúry a drsnosti. Tieto normy zaisťujú, že povrchy spĺňajú vopred stanovené kritériá, ktoré sú kľúčové pre výkon a estetický vzhľad produktu.

Prehľad štandardov SPI Mold Finish

Mriežka dvanástich vzoriek tmavých farieb označených A-1 až D-3, zobrazujúcich rôzne odtiene a textúry.

The Spoločnosť plastového priemyslu (SPI) zaviedla klasifikačný systém pre povrchové úpravy vstrekovacích foriem. Tento systém kategorizuje ukončenia do lesklý (A), pololesklý (B), matný (C), a textúrované (D) triedy, každý so špecifikovanými úrovňami lesku a drsnosti:

SPI A je vrchol, ktorý poskytuje vysoko leštené, lesklé povrchy. Často zahŕňa pracné použitie diamantového leštenia, vhodného pre diely, kde je prvoradý prémiový vzhľad.
SPI B ponúka pololesklé povrchy dosiahnuté jemnejším brúsením zŕn a menej intenzívnym leštením. Tieto povrchové úpravy sú rovnováhou estetickej príťažlivosti a nákladovej efektívnosti.
SPI C odráža štandardný matný povrch, ktorý sa zvyčajne vyrába s kamennými brusivami.
SPI D vytvára najviac štruktúrované, nelesklé povrchy, vhodné pre časti, kde je požadovaná priľnavosť alebo nereflexné vlastnosti.

V celom tomto spektre sa povrchu formy dodávajú presné hodnoty drsnosti, čo zabezpečuje, že si diel zachová zamýšľaný vzhľad.

Štandard SPI	Dokončiť (známka)	Dokončiť (typ)	Spôsob dokončovania	Typická drsnosť povrchu (Ra µm)
A-1	Lesklý	Super vysoký lesk	Trieda #3, zrnitosť 6000 Diamond Buff	0,012 až 0,025
A-2	Lesklý	Vysoký lesklý	Trieda #6, zrnitosť 3000 Diamond Buff	0,025 až 0,05
A-3	Lesklý	Normálne lesklé	Trieda #15, zrnitosť 1200 Diamond Buff	0,05 až 0,10
B-1	Pololesklý	Jemný pololesklý	Papier s hrubosťou 600	0,05 až 0,10
B-2	Pololesklý	Stredne lesklý	Papier s hrubosťou 400	0,10 až 0,15
B-3	Pololesklý	Normálny pololesklý	Papier so zrnitosťou 320	0,28 až 0,32
C-1	Matný	Jemná matná	Kameň zrnitosti 600	0,35 až 0,40
C-2	Matný	Stredne matný	Kameň zrnitosti 400	0,45 až 0,55
C-3	Matný	Normálna matná	Kameň zrnitosti 320	0,63 až 0,70
D-1	Textúrované	Saténová textúra	Sklenená perla na suché otryskávanie	0,80 až 1,00
D-2	Textúrované	Matná textúra	Dry Blast #240 Oxid	1,00 až 2,80
D-3	Textúrované	Hrubá textúra	Dry Blast #24 Oxid	3.20 až 18.00 hod

Pochopenie noriem VDI 3400

Obrázok mriežky na meranie hrúbky povlaku s číslami 12 až 45 pre rôzne úrovne. V strede štítok „VOL3400 Standards“.

VDI 3400 normy pochádzajú z Verein Deutscher Ingenieure, Zväz nemeckých inžinierov. Tieto štandardy zahŕňajú celý rad textúr od veľmi hladkých až po vysoko štruktúrované, čo umožňuje presnú kontrolu nad hmatovými a vizuálnymi kvalitami vstrekovaného dielu. Na rozdiel od SPI používa VDI 3400 sadu 3D foriem, ktoré vykazujú rôzne úrovne drsnosti zodpovedajúce konkrétnym triedam, ako napr. VDI 12 až VDI 45. Tieto fyzické vzorky umožňujú priame porovnanie a výber. Normy VDI 3400 sa vzťahujú na rôzne materiály a techniky spracovania a sú obzvlášť vhodné na dosiahnutie zložitých a detailných textúr.

Hodnota VDI	Popis	Aplikácie	Drsnosť povrchu (Ra µm)
VDI 12	600 kameňov	Diely s nízkym leskom	0.40
VDI 15	400 kameňov	Diely s nízkym leskom	0.56
VDI 18	Sklenená perla na suché otryskávanie	Saténový povrch	0.80
VDI 21	Dry Blast # 240 Oxid	Matný záver	1.12
VDI 24	Dry Blast # 240 Oxid	Matný záver	1.60
VDI 27	Dry Blast # 240 Oxid	Matný záver	2.24
VDI 30	Dry Blast # 24 Oxid	Matný záver	3.15
VDI 33	Dry Blast # 24 Oxid	Matný záver	4.50
VDI 36	Dry Blast # 24 Oxid	Matný záver	6.30
VDI 39	Dry Blast # 24 Oxid	Matný záver	9.00
VDI 42	Dry Blast # 24 Oxid	Matný záver	12.50
VDI 45	Dry Blast # 24 Oxid	Matný záver	18.00

Mold-tech štandardy povrchovej úpravy

séria	Číslo textúry	Hĺbka textúry (palce)	Hĺbka textúry (mm)	Minimálny uhol ponoru	Popis
MT-A	MT-11010	0.001″	0,0254 mm	1,5°	Jemný matný pieskový povrch
MT-A	MT-11020	0.0015″	0,0381 mm	2,5°	Stredne matný povrch
MT-A	MT-11030	0.002″	0,0508 mm	3°	Hrubý matný povrch
MT-A	MT-11040	0.003″	0,0762 mm	4,5°	Veľmi hrubý matný povrch
MT-A	MT-11050	0.0045″	0,1143 mm	6,5°	Agresívny matný povrch
MT-B	MT-11200	0.003″	0,0762 mm	4,5°	Geometrický vzor
MT-B	MT-11210	0.0035″	0,0889 mm	5,5°	Geometrický vzor
MT-B	MT-11220	0.004″	0,1016 mm	6°	Geometrický vzor
MT-D	MT-11550	0.0045″	0,1143 mm	6,5°	Vzor dreva
MT-D	MT-11555	0.006″	0,1524 mm	9°	Hrubý vzor dreva

Ako ovplyvňuje textúra formy vstrekovanú časť?

Textúra formy hrá kľúčovú úlohu pri definovaní estetiky a funkčnosti vstrekovaných dielov. Priamo ovplyvňuje drsnosť povrchu a môže viesť k rôznym výrobným problémom, ak nie je správne riadená.

Úloha povrchu formy pri vstrekovaní

The povrch formy je prvoradé pri určovaní kvality vstrekovaného dielu. Počas procesu formovania prenáša roztavený plastový materiál textúru povrchu formy na konečný produkt. Stupeň lesku na povrchu formy môže ovplyvniť priľnavosť farby; vysoko leštený povrch má za následok lesklý povrch, ktorý môže byť pre farbu náročnejší na priľnutie textúrovaný povrch ponúka lepšiu priľnavosť farby. Podobne môžu určité textúry minimalizovať vzhľad nedokonalostí, ako sú čiary toku, čo sú viditeľné čiary na povrchu tvarovaného dielu spôsobené meniacimi sa rýchlosťami, ktorými roztavený plast tečie.

Dosiahnutie požadovanej drsnosti povrchu

Procesy textúrovania vytvárajú špecifické vzory na forme, ktoré sa prenášajú na povrch dielu. Tieto vzory sa môžu pohybovať od veľmi jemných textúr, ktoré mierne menia lesk dielu, až po ťažké textúry, ktoré vytvárajú výraznú drsnosť. Výber textúry by mal zodpovedať zamýšľanému použitiu dielu a očakávaniam kvality konečného produktu. Napríklad textúra podobná koži môže byť použitá v interiéroch automobilov pre lepšiu priľnavosť a luxusný pocit.

Bežné formy riešia problémy a riešenia

Prietokové čiary

Línie toku sa javia ako vlnité vzory alebo nefarebné pruhy na povrchu lisovaného dielu. Sú spôsobené zmenami rýchlosti chladenia materiálu, keď prúdi cez formu rôznymi rýchlosťami.

Riešenia:

Zvýšte rýchlosť vstrekovania, tlak a teplotu materiálu, aby sa forma pred ochladením naplnila
Zaoblete rohy formy, kde sa hrúbka steny zväčšuje, aby sa zachovala konštantná rýchlosť prúdenia
Premiestnite vráta formy, aby ste vytvorili väčšiu vzdialenosť od chladiacej kvapaliny formy, aby ste zabránili predčasnému ochladzovaniu počas prietoku

Jetting

Tryskanie sa prejavuje ako červovité víry v blízkosti hrubých oblastí brány. Je to spôsobené zmenami teploty v toku materiálu, často v dôsledku príliš malých vrát alebo príliš vysokých rýchlostí vstrekovania.

Riešenia:

Zväčšite veľkosť brány a zmeňte bočné brány na kruhové brány
Znížte rýchlosť vstrekovania, aby ste zabránili nadmernému šmykovému ohrevu materiálu

Sink Marks

Značky ponoru sú malé priehlbiny alebo jamky, ktoré sa objavujú v hrubších prierezoch dielu. Vyskytujú sa, keď sa vnútorná časť ochladzuje a zmršťuje rýchlejšie ako vonkajšia časť.

Riešenia:

Zvýšte vstrekovací tlak a prídržný tlak, aby ste zabezpečili správne balenie
Zväčšite veľkosť brány alebo zmeňte polohu brány
Prerobte časť tak, aby mala rovnomernejšiu hrúbku steny s rebrami a výstupkami nepresahujúcimi 601 TP3T nominálnej hrúbky

Ako si vybrať správnu povrchovú úpravu pre váš vstrekovaný diel?

Zhoda povrchovej úpravy s požiadavkami na produkt

Konečné použitie produktu určuje možnosti povrchovej úpravy. Pre položky vyžadujúce vysokú estetiku, ako sú spotrebné výrobky, môže byť potrebný lesklý povrch. Naopak, priemyselné diely môžu ťažiť z textúrovaných povrchových úprav pre lepšiu priľnavosť alebo priľnavosť farby. SPI končí (Štandardy spoločnosti Plastics Industry) ako SPI A-2 sa často používajú, keď je potrebný vysoký lesk, zatiaľ čo povrchová úprava SPI C-1 môže stačiť pre nekozmetické komponenty.

Uhol ponoru

Začlenenie vhodného uhla ponoru do konštrukcie dielu je nemenné, aby sa zabezpečilo správne uvoľnenie formy. Strmší uhol ponoru uľahčí ľahšie vyberanie z formy, čo môže umožniť použitie agresívnejších textúr bez ohrozenia integrity dielu.

Formovací materiál

Zvolený formovací materiál ovplyvňuje dosiahnuteľnú povrchovú úpravu. Tvrdšie plasty môžu dosiahnuť vyššiu úroveň lesku, zatiaľ čo mäkšie materiály môžu vyžadovať iný prístup na dosiahnutie podobných efektov. Dizajnéri dielov musia pochopiť, ako materiál interaguje s povrchovou úpravou, aby splnili požadovanú kvalitu.

Náklady na nástroje

Vyššie úrovne povrchovej úpravy zvyšujú náklady na nástroje v dôsledku dlhšieho času obrábania a leštenia. Dizajnéri produktov musia vyvážiť estetické požiadavky s ekonomickou uskutočniteľnosťou, pričom musia mať na pamäti, že určité povrchové úpravy si vyžadujú zložitejšie a prácnejšie obrábacie procesy.

Materiál nástroja na výrobu foriem

Materiál formovacieho nástroja určuje jeho životnosť a úroveň detailov, ktoré môže poskytnúť. Pre dlhé výrobné série alebo vysoko detailné povrchové úpravy je výhodná robustná nástrojová oceľ. V scenároch, kde sú úspory nákladov prvoradé, možno použiť hliníkové formy s upozornením, že sa môžu rýchlejšie opotrebovať alebo nedosiahnu rovnakú úroveň detailov ako oceľ.