Smjernice za projektiranje 2-shot kalupa: Debljina stjenke, uspon i uparivanje materijala

Zamislite pumpu za doziranje sapuna s čvrstim polipropilenskim kućištem i TPE gumbom mekim na dodir. Prije deset godina, standardna ruta je bila da se dvije komponente oblikuju odvojeno, zatim da se prešaju ili zalijepe. Načini kvarova - ljuštenje ručki, klizanje ručki, dvostruki inventar, dodatni rad - svi su poznati proizvodnim inženjerima. Preša za kalupljenje s dva udarca (2 udarca) uklanja većinu toga oblikovanjem jezgre, rotiranjem alata i prelivanjem ručke unutar istog ciklusa. Kvaka je u tome što ovaj kompaktni proces funkcionira samo kada su geometrija kalupa, par materijala i ponašanje stroja dizajnirani zajedno. Ove su smjernice razlika između pouzdanog mehaničkog spoja i tvrdnje o raslojavanju.

Što je 2-Shot Moulding?

Dvostruko kalupljenje—koje se naziva i dvokomponentno, dvostruko kalupljenje ili 2K kalupljenje—koristi jednu stezaljku, ali dvije odvojene jedinice za ubrizgavanje. U tipičnom rasporedu s rotirajućim stolom, kalup montiran na rotirajuću ploču prima prvi materijal, okreće se za 180 stupnjeva, a zatim zatvara drugu cijev za drugi hitac. Dva se materijala skrućuju jedan nasuprot drugoga, tvoreći kemijsku ili mehaničku vezu, a dio od više materijala izbacuje se u istom ciklusu. Nema rukovanja umetcima, nema sekundarne preše, nema ljepila.

Dizajneri se često pitaju je li dvosmjerno oblikovanje isto što i prelijevanje. Strogo govoreći, prelijevanje se može izvesti na standardnom stroju prenošenjem stvrdnutog umetka u drugi kalup. Dvostruko kalupljenje je integrirana verzija: jedan stroj, jedan ciklus, jedan set kalupa. Ta je razlika bitna u vrijeme citiranja, jer je pravi dvosmjerni alat obično skuplji za izradu, ali jeftiniji za rad. A dvobojni stroj za injekcijsko prešanje implementira ovaj princip s namjenskim sustavom upravljanja za obje bačve i servo upravljanu indeksnu ploču.

Sedam pravila dizajna koja odlučuju o uspjehu oblikovanja

Nakon što je koncept stroja fiksiran, dizajner kalupa kontrolira ishod. Ova su pravila poredana prema učestalosti problema uočenih u revizijama proizvodnje i kupaca.

Pravilo 1: Počnite s parom materijala

Snaga veze je prva kapija. TPE neće kemijski uhvatiti svaku inženjersku plastiku. Na polipropilenu većina stirenskih TPE-a stvara jaku vezu; na PBT ili najlonu, spoj obično ovisi samo o mehaničkoj blokadi, koja je slaba u ljuštenju. Praktično polazište je upariti materijale sa sličnim temperaturama taljenja, otprilike unutar 40–60°C, tako da drugi udar ne omekša prvi. Uvijek provjeravajte s određenim stupnjem TPE, a ne s generičkom podatkovnom tablicom, jer tvrdoća i sadržaj ulja značajno mijenjaju ponašanje prianjanja.

Pravilo 2: Neka zid prvog udarca bude dovoljno čvrst

Podloga sačme 1 mora ostati mehanički stabilna dok se druga cijev nabija uz nju. Za većinu termoplasta minimalni zid sačme 1 držite iznad 1,2 mm; jezik tankih stijenki primjenjuje se ovdje baš kao i kod jednokratnog oblikovanja. Tamo gdje se drugi materijal omotava oko ruba, strojno napravite udubljenje u geometriji prvog udarca. Ova mehanička brava štiti kemijsku vezu i preživljava naprezanja od ljuštenja daleko bolje od ravnog sučelja.

Pravilo 3: Projektirajte zatvorena tla koja mogu izdržati pritisak ubrizgavanja

Svaka brtvena linija između dvije šupljine mora izdržati drugi pritisak ubrizgavanja. Projektirani zaporni dohvati najmanje 3 mm široki na rastavnoj ravnini, s čeličnim kutnicima okomitim na smjer zatvaranja. Izbjegavajte stepenaste zatvarače koji dopuštaju da bljesak skoči iz istrošenog kuta. Ako igla za izbijanje mora biti smještena blizu šupljine za drugi udar, postavite iglu unutar zaporne ploče tako da nijedna oznaka svjedoka ne postane put curenja.

Pravilo 4: Vratite drugi udarac paralelno s postojećom površinom

Vrata za izbacivanje 2 moraju usmjeriti talinu u šupljinu bez erodiranja površine prvog izbacivanja. Najsigurnija geometrija je podmornica ili tunelska vrata usmjerena paralelno s postojećim zidom, tako da strujanje klizi preko prvog materijala umjesto da se sudara okomito. Tlak pakiranja tada mora biti uravnotežen između dvaju vrata; analiza protoka kalupa sada je standard za provjeru ravnoteže prije rezanja čelika.

Pravilo 5: Uzmite u obzir diferencijalno skupljanje i gaz

Dva se materijala skupljaju različitim brzinama. Kruti ABS supstrat mogao bi se skupiti oko 0,5%, dok se meki TPE može skupiti 1,5–2,5%. Tvrđi materijal diktira konačnu dimenziju, ali zaostalo naprezanje na međusklopu može uzrokovati savijanje u tankim gredama. Održavajte kutove gaza od 1–2° na vanjskim zidovima i 2–3° tamo gdje se druga sačma obavija oko izbočina. Na dijelovima dužim od 150 mm, dodajte dodatnih 0,1–0,2° na 100 mm duljine, jer pogreška rotacijskog indeksa na ploči postaje vidljiva neusklađenost na udaljenom rubu šupljine.

Pravilo 6: Planirajte redoslijed izbacivanja

Dvostruki kalupi često trebaju dvostupanjsko izbacivanje jer će se drugi materijal zalijepiti za teksturiranu jezgru. Upotrijebite ploče za skidanje za stranu s visokom TPE adhezijom i držite igle jezgre stepenasto kako biste izbjegli tragove usisa. Daleko češći problem je bodovanje prve površine tijekom rotacije: svaka jezgra koja mora prijeći drugu visinu šupljine treba dovoljno puta prije nego što tablica indeksira. To postaje izračun veličine kalupa rano u dizajnu, a ne prilagodba u radnji.

Pravilo 7: Postavite dopuštena odstupanja imajući na umu sučelje

Dijelovi od više materijala skupljaju toleranciju od dvije različite krivulje skupljanja i jednog indeksnog mehanizma. Izbjegavajte određivanje uskih položajnih tolerancija preko granice materijala. Umjesto toga, definirajte svjedoka rastanka dopuštenog na strani druge snimke i dizajnirajte značajke parenja koje se same pronalaze. Ovaj je pristup naširoko prihvaćen u dijelovima unutrašnjosti automobila, medicinskim ručkama i navlakama za potrošačku elektroniku—segmentima koje podržavamo putem namjenskih aplikativno inženjerstvo .

Odabir stroja: Usklađivanje preše s kalupom

Odabir stroja za brizganje nije naknadna misao. Tri parametra na strani stroja izravno utječu na dizajn kalupa: projektirana površina, volumen ispuha i promjer rotacijskog stola. Modelari obično procjenjuju potrebnu silu stezanja dodavanjem projicirane površine obje šupljine i primjenom faktora tonaže specifičnog za materijal, zatim dodavanjem sigurnosne margine od 10–20%. Drugo, važna je ravnoteža jedinice za ubrizgavanje: ako je TPE hitac samo 2-5 g, razlučivost mjerenja druge cijevi određuje možete li održati ponovljivost od ±0,1 g. Treće, rotacijski stol mora očistiti sve jezgre i slajdove tijekom indeksiranja—ovo često postavlja minimalni razmak između šipki prije no što se nazivna tonaža uopće uzme u obzir.

HXS160 Dvobojni stroj za injekcijsko prešanje za dijelove srednje veličine Ovaj dvostruki stroj s neovisnim jedinicama za ubrizgavanje i servo rotirajućim stolom odgovara srednjim silama stezanja, što ga čini praktičnom ulaznom točkom za upravljačke ploče, ručke, poklopce i komponente kućanskih aparata. Pogledajte proizvod →

Za sile stezanja oko 160–200 tona, namjenski dvobojni strojevi kao što su HXS160 i HXS200 isporučuju dvije neovisne jedinice za ubrizgavanje i servo osjetljivi rotirajući stol. Ovo postaje standardna polazna točka za srednje veličine upravljačke ploče, ručke, poklopce i dijelove kućanskih aparata. Grafikon u nastavku uspoređuje efektivni proizvodni slijed rute umetka u dva koraka i rute rotirajućeg dvostrukog koraka u relativnoj mjeri.

Uobičajeni nedostaci i kako ih dizajn sprječava

Čak i dobro dizajnirani kalup s 2 izbacivanja može propasti ako se zanemari interakcija između dva izbacivanja. Tablica u nastavku navodi nedostatke koji se najčešće pojavljuju u revizijama proizvodnje, zajedno s korektivnim radnjama na razini dizajna i stroja.

Provjera realnosti troškova i vremena ciklusa

U fazi citiranja, mnogi kupci uspoređuju trošak alata s dva udarca po šupljini s alatom s jednim udarcem. Iskren odgovor je da dvosmjerni alati koštaju više jer sadrže dva kompletna seta šupljina, dva sustava vrata i daleko precizniji raspored zatvaranja. Ukupni trošak vlasništva obično favorizira dvostruko oblikovanje kada godišnji volumen premašuje otprilike 50.000 jedinica, a alternativni proces uključuje ručni ili automatizirani korak sastavljanja. Sekundarne uštede—manje rada, bez ljepila, bez pozicioniranja odbačenih proizvoda, bez povijesti drugog zagrijavanja—često pokrivaju premiju alata unutar prve godine proizvodnje.

HXS200T dvobojni servo stroj za injekcijsko prešanje koji štedi energiju S većom tonažom, većim volumenom sačme i većom pločom, ovaj model podržava teže dijelove mekane na dodir i rasporede s dvije šupljine, dok njegov servo pogon i dvostruke cijevi omogućuju učinkovito oblikovanje od više materijala. Pogledajte proizvod →

Za dijelove iznad 20 g ili s velikom površinom mekanom na dodir, HXS200 nudi prostor za ubrizgavanje i veličinu ploče za rukovanje većim rasporedima s jednom i dvije šupljine. Također podržava veću tonažu potrebnu kada se projicirana površina drugog snimka približi granici stezanja.

Često postavljana pitanja