模具& 工装 | 5分钟阅读

工具:设计用于材料的工具

要设计用于最宽加工窗口和最少问题的模具,首先要考虑所运行材料的条件。
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在大多数工厂中,工具车间和成型车间之间的连接不够紧密。在我自己的职业生涯中,我实现了从模具方面到注塑成型方面的转变,这给了我与大多数同事不同的观点。每当我涉及对问题进行故障排除时,该工具始终是我要研究的列表的顶部。我从来没有把机器或过程放在工具的前面。

我现在的重点是提供尽可能大的成型工艺窗口,并尽可能使用该工具解决问题。每当你尝试“process around”一个问题,您的处理窗口将变小。使用较小的处理窗口,您面临更高的质量问题风险。

设计注射工具时需要考虑很多事情—预计要模制的零件的数量,所使用的塑料,插件,对周期时间的期望,对零件质量的期望,维护以及组装和拆卸的简便性。在所有这些变量中,第一个,也许是最重要的是要运行的材料。

首先了解不同塑料可能造成的问题。根据塑料的不同,您需要设计的一些问题是推针,闪点,腐蚀,冷却,张开,通风,光泽和表面光洁度,这些因素会导致粘结。

例如,聚丙烯很容易受到销钉(喷射器痕迹)的影响,而其他材料则不然。这就需要更多地关注销钉和挺杆的弹出。从0.250英寸直径更改顶针直径为0.375英寸销的数量要比喷射表面积大一倍。但是,更重要的是要专注于推导零件的细节而不是名义壁挂件。如果将弹出销钉放在肋条细节旁边,则在尝试从肋条或细节中拉出塑料时会给零件施加压力。但是,如果将顶针或刀片放在细部的底部,则不会有推针或应力痕的趋势。这也将允许在气阱可能导致张开和腐蚀的区域排气。在大多数情况下,PP不会被认为会腐蚀钢,但我曾参与过严重气阱对运行PP的工具的严重腐蚀。

工具设计 玻璃填充材料
在设计将使用玻璃填充(GF)材料的模具时,必须更加注意腐蚀,排气和冷却。这些问题对于所有材料都很重要,但是GF材料需要进行设计更改以解决这些问题。我在GF材料方面的大部分经验是尼龙,PP和Noryl(PPE合金)。侵蚀可以通过工具钢,涂层和表面硬化来解决。预期运行的零件数量也将 影响钢的选择以最大程度地减少腐蚀。诸如H-13,S-7和不锈钢之类的硬化工具钢是首选的工具,它可以加工大量零件,但是它们的确增加了工具的成本。 P-20工具钢可以施加涂层或表面硬化以最大程度地减少腐蚀,同时降低初始成本。但是,在维修最终的腐蚀和其他损坏时,硬化的工具钢可以缩短交货时间并降低成本。当您有涂层或表面硬化时,修理可能需要更长的时间,并且成本会更高。

刀具腐蚀通常来自两个不同的原因 —玻璃含量和缺乏通风。工具钢,涂层或表面处理将解决玻璃成分的腐蚀问题。但是,对于GF材料而言,通风对于解决侵蚀至关重要,因为它们通常更具气体性。在有气体捕集器的任何地方,排气肋,细部,编织线和分型线至关重要。

在最初的工具设计过程中,可能很难知道这些气体陷阱的发生位置,但是流量模拟软件在预测它们方面已经变得更好。流程模拟(模具分析)是预先增加的成本,但可以减少工具制造后进行排气时的返工量。 (排气本身是一个主要主题,也是行业中的薄弱环节。)

冷却更省力
对于GF材料(尤其是尼龙和PPE合金)来说,冷却也更为关键,以解决循环时间和粘结问题。如果我曾经浇注过GF材料,通常是由于浇口区域冷却不充分造成的。 (另一方面,PP有时会随着工具的加热而粘滞较少。)您将需要在使用GF材料的工具上更具创造力,以找到在某些区域增加冷却的方法,以减少周期时间,零件爆裂等。质量问题。我们可能都听过有人说,‘We can’那里没有水’ but where there’s a will there’s a way.

太光滑了
工具和零件的表面光洁度也有助于成型。在大多数情况下,当出现粘结问题时,工具车间会抛光模具表面。使用某些材料,这会使情况变得更糟。大多数TPU,TPE和TPO树脂更喜欢喷砂或有纹理的表面,但并非总是如此,这取决于硬度计。有些对氧化铝涂层的反应更好,有些对玻璃珠的反应更好,而某些对拉丝抛光的反应更好。 

PP是另一种会粘附在高度抛光表面上的材料—它就像吸盘一样。我发现在这种情况下,最好使用320或400纸的绘图打蜡。 PC也可以粘附在高度抛光的表面上。也可以应用一些涂料来辅助释放。

浇口和浇道尺寸也是材料特定的区域。我发现该行业在此方面并没有真正的好标准。关于流动长度和壁厚的变量太多,会影响浇口和流道的尺寸。一些材料更喜欢较小的浇口来产生剪切力,以使流动更容易,而某些填充的材料则需要较大的浇口。如上个月所述’在S列中,仅浇口几何形状会对废料和循环时间产生巨大影响。 

由于流道尺寸过大,行业中也存在大量浪费。我发现这是一个缺乏研究并且不易推广的领域。我希望以后能通过我自己的研究提供更多的见解。 

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