Bij het ontwerpen van een kunststof mal kunnen, na het bepalen van de malstructuur, de verschillende delen van de mal in detail worden ontworpen, dat wil zeggen dat de maat van elke sjabloon en onderdeel, de maat van de holte en kern, enz. zal worden bepaald. Op dit moment zullen de belangrijkste ontwerpparameters, zoals de krimpsnelheid van het materiaal, een rol spelen. Daarom kan alleen door het specifiek beheersen van de krimpsnelheid van het gegoten plastic de grootte van elk deel van de holte worden bepaald. Zelfs als de geselecteerde matrijsstructuur correct is, is het onmogelijk om kunststof onderdelen van gekwalificeerde kwaliteit te produceren als de gebruikte parameters niet geschikt zijn.
Plastische krimp en de beïnvloedende factoren
De kenmerken van thermoplasten zijn dat ze uitzetten na verwarming en krimpen na afkoeling. Uiteraard zal het volume ook krimpen na het onder druk zetten. Bij het spuitgietproces wordt het gesmolten plastic eerst in de matrijsholte gespoten. Nadat het vullen is voltooid, koelt het gesmolten materiaal af en stolt het. Wanneer het kunststof onderdeel uit de mal wordt gehaald, krimpt het. Deze krimp wordt vormkrimp genoemd. Gedurende de periode vanaf het verwijderen van het kunststof onderdeel uit de mal tot aan de stabilisatie zal de maat nog enigszins veranderen. Eén verandering is voortdurende krimp, die post-krimp wordt genoemd. Een andere verandering is dat sommige hygroscopische kunststoffen uitzetten als gevolg van vochtopname. Wanneer het vochtgehalte van nylon 610 bijvoorbeeld 3% is, is de maatvergroting 2%; wanneer het vochtgehalte van glasvezelversterkt nylon 66 40% bedraagt, bedraagt de maatvergroting 0,3%. De belangrijkste factor is echter de vormkrimp. Momenteel beveelt de methode voor het bepalen van de krimpsnelheid van verschillende kunststoffen (vormkrimp + post-krimp) over het algemeen de bepalingen van DIN16901 in de Duitse nationale norm aan. Dat wil zeggen, het wordt berekend door het verschil tussen de grootte van de vormholte bij 23 graden ±0,1 graden en de overeenkomstige grootte van het plastic onderdeel gemeten bij 23 graden en 50±5% relatieve vochtigheid na 24 uur gieten.
Het krimppercentage S wordt uitgedrukt met de volgende formule: S={(D-M)/D}×100%(1)
Waar: S-krimppercentage; D-matrijsgrootte; M-grootte van plastic onderdeel.
Als de vormholte wordt berekend op basis van de bekende afmetingen van het plastic onderdeel en de materiaalkrimpsnelheid, dan is D=M/(1-S). Om de berekening bij het matrijsontwerp te vereenvoudigen, wordt doorgaans de volgende formule gebruikt om de matrijsgrootte te berekenen:
D=M+MS(2)
Als een nauwkeurigere berekening vereist is, wordt de volgende formule gebruikt: D=M+MS+MS2(3)
Bij het bepalen van de krimpsnelheid kan echter slechts een geschatte waarde worden gebruikt, aangezien de werkelijke krimpsnelheid door vele factoren wordt beïnvloed. Daarom kan het gebruik van formule (2) om de holtegrootte te berekenen in principe aan de vereisten voldoen. Bij het vervaardigen van de mal wordt de holte verwerkt volgens de onderste afwijking en de kern volgens de bovenste afwijking, zodat indien nodig de juiste bijsnijding kan worden uitgevoerd.
De belangrijkste reden waarom het moeilijk is om de krimpsnelheid nauwkeurig te bepalen, is dat de krimpsnelheid van verschillende kunststoffen geen vaste waarde is, maar een bereik. Omdat de krimpsnelheid van hetzelfde materiaal geproduceerd door verschillende fabrieken verschillend is, is zelfs de krimpsnelheid van hetzelfde materiaal geproduceerd door verschillende batches van dezelfde fabriek verschillend. Mold Master WeChat: mojuren Daarom kan elke fabriek gebruikers alleen het krimppercentage bieden van de kunststoffen die door de fabriek worden geproduceerd. Ten tweede wordt de werkelijke krimpsnelheid tijdens het vormproces ook beïnvloed door factoren zoals de vorm van het kunststof onderdeel, de matrijsstructuur en de vormomstandigheden. Hieronder volgt een inleiding over de invloed van deze factoren.
Afbeelding
Vorm van kunststof onderdeel
Voor de wanddikte van het gevormde onderdeel is de krimpsnelheid over het algemeen groter omdat de koeltijd van de dikke wand langer is, zoals weergegeven in figuur 1. Voor algemene kunststof onderdelen, wanneer het verschil tussen de L-afmeting in de smeltstroomrichting en de W-afmeting loodrecht op de smeltstroomrichting groot is, is het verschil in krimpsnelheid ook groot. Vanuit het perspectief van de smeltstroomafstand is het drukverlies van het onderdeel ver weg van de schuif groot, dus de krimpsnelheid daar is ook groter dan die van het onderdeel dichtbij de schuif. Omdat de vormen zoals ribben, gaten, nokken en uitsnijdingen krimpweerstand hebben, is de krimpsnelheid van deze onderdelen klein.
Schimmel structuur
De poortvorm heeft ook invloed op de krimpsnelheid. Wanneer een kleine poort wordt gebruikt, neemt de krimpsnelheid van het plastic onderdeel toe omdat de poort stolt voordat de druk is beëindigd. De structuur van het koelcircuit in de spuitgietmatrijs speelt ook een sleutelrol bij het matrijsontwerp. Als het koelcircuit niet goed is ontworpen, zal het krimpverschil optreden als gevolg van de ongelijkmatige temperatuur van het plastic onderdeel, waardoor de maat van het plastic onderdeel buiten de tolerantie valt of vervormd raakt. In dun-onderdelen is de invloed van de temperatuurverdeling van de mal op de krimp duidelijker.
Afbeelding
Vormomstandigheden
Vattemperatuur: Wanneer de vattemperatuur (plastische temperatuur) hoog is, is de drukoverdracht beter en wordt de krimpkracht verminderd. Wanneer echter een kleine poort wordt gebruikt, is de krimp nog steeds groot omdat de poort vroeg stolt. Voor dik-wandige plastic onderdelen is de krimp nog steeds groot, zelfs als de vattemperatuur hoog is.
Voeding: Probeer tijdens het vormen de voeding te verminderen om de grootte van het plastic onderdeel stabiel te houden. Bij onvoldoende voeding kan de druk echter niet worden gehandhaafd, waardoor ook de krimp toeneemt.
Injectiedruk: Injectiedruk is een factor die een grotere invloed heeft op de krimp, vooral de houddruk na het vullen. Over het algemeen is de krimp bij hoge druk klein vanwege de hoge dichtheid van het materiaal.
Injectiesnelheid: De injectiesnelheid heeft weinig invloed op de krimp. Bij dun-kunststof onderdelen of zeer kleine poorten, en wanneer versterkte materialen worden gebruikt, is de krimp echter klein wanneer de injectiesnelheid wordt verhoogd.
Vormtemperatuur: Over het algemeen is de krimp groter wanneer de vormtemperatuur hoger is. Voor dun- kunststofonderdelen geldt echter dat hoe hoger de matrijstemperatuur, hoe kleiner de stromingsweerstand van de smelt en hoe kleiner de krimpsnelheid.
Vormcyclus: Er is geen directe relatie tussen de vormcyclus en de krimpsnelheid. Er moet echter worden opgemerkt dat wanneer de vormcyclus wordt versneld, de matrijstemperatuur, de smelttemperatuur, enz. onvermijdelijk zullen veranderen, wat ook de verandering van de krimpsnelheid zal beïnvloeden. Bij het testen van materialen moet het gieten worden uitgevoerd volgens de gietcyclus die wordt bepaald door de vereiste output, en moet de grootte van de plastic onderdelen worden geïnspecteerd. Het volgende is een voorbeeld van het gebruik van deze mal om de plastic krimpsnelheid te testen. Injectiemachine: klemkracht 70t schroefdiameter Φ35 mm schroefsnelheid 80 tpm vormomstandigheden: maximale injectiedruk 178 MPa vattemperatuur 230 (225-230-220-210) graden 240 (235-240-230-220) graden 250 (245-250-240-230) graden 260 (225-260-250-240) graden injectiesnelheid 57 cm3/s injectietijd 0,44-0,52s houdtijd 6,0s koeltijd 15,0s
Afbeelding
Matrijsgrootte en productietolerantie
Naast het berekenen van de basisgrootte via de D=M(1+S)-formule, kent de verwerkingsgrootte van de vormholte en de kern ook een verwerkingstolerantieprobleem. Volgens afspraak bedraagt de verwerkingstolerantie van de matrijs 1/3 van de tolerantie van het kunststof onderdeel. Vanwege de verschillen in het krimpbereik en de stabiliteit van kunststoffen moet echter eerst de maattolerantie van kunststofonderdelen gevormd door verschillende kunststoffen eerst rationeel worden bepaald. Dat wil zeggen dat de maattolerantie van kunststofonderdelen gevormd door kunststoffen met een groter krimpbereik of een slechte krimpstabiliteit groter moet zijn. Anders kan er een groot aantal afvalproducten met buitensporige afmetingen verschijnen. Om deze reden hebben landen speciaal nationale normen of industrienormen geformuleerd voor de maattolerantie van kunststof onderdelen. China heeft ook ministeriële professionele normen geformuleerd. De meeste van hen hebben echter geen overeenkomstige maattoleranties voor vormholtes. De Duitse nationale norm formuleert specifiek de DIN16901-norm voor de maattolerantie van kunststof onderdelen en de overeenkomstige DIN16749-norm voor de maattolerantie van vormholtes. Deze norm heeft een grote invloed in de wereld en kan gebruikt worden als referentie voor de kunststofmatrijzenindustrie. Mold People Magazine WeChat, de eerste in de branche!
Over de maattolerantie en toegestane afwijking van kunststof onderdelen
Om de maattolerantie van kunststof onderdelen, gevormd door materialen met verschillende krimpkarakteristieken, redelijkerwijs te kunnen bepalen, introduceert de norm het concept van vormkrimpverschil △VS.
△VS＝VSR_VST(4)
Waar: VS－Molding-krimpverschil VSR－Molding-krimpsnelheid in de richting van de smeltstroom VST－Molding-krimpsnelheid in de richting loodrecht op de smeltstroom.
Volgens de △VS-waarde van kunststof worden de krimpeigenschappen van verschillende kunststoffen in 4 groepen verdeeld. De groep met de kleinste △VS-waarde is de hoge-precisiegroep, enzovoort, de groep met de grootste △VS-waarde is de lage-precisiegroep. Volgens de basisafmetingen, precisietechnologie, worden tolerantiegroepen 110, 120, 130, 140, 150 en 160 samengesteld. Ook wordt bepaald dat de maattoleranties van kunststof onderdelen gevormd door kunststoffen met de meest stabiele krimpeigenschappen gekozen kunnen worden uit de groepen 110, 120 en 130.
De maattoleranties van kunststof onderdelen gevormd door kunststoffen met matig stabiele krimpeigenschappen worden gekozen uit de groepen 120, 130 en 140. Als de maattoleranties van kunststof onderdelen gevormd door dit type kunststof worden gekozen uit groep 110, kan een groot aantal kunststof onderdelen met -van- tolerantieafmetingen worden geproduceerd. De maattoleranties van kunststofonderdelen gevormd door kunststoffen met slechte krimpeigenschappen zijn 130, 140 en 150 groepen.
De maattoleranties van kunststofonderdelen gevormd door kunststoffen met de slechtste krimpeigenschappen zijn groepen van 140, 150 en 160. Bij het gebruik van deze tolerantietabel dient u tevens op de volgende punten te letten. Voor maattoleranties die geen toleranties aangeven, worden de algemene toleranties in de tabel gebruikt.
De toleranties met directe afwijkingen worden gebruikt om de tolerantiebanden voor de afmetingen van kunststof onderdelen te markeren. De bovenste en onderste afwijkingen kunnen door de ontwerper worden bepaald. Als de tolerantieband bijvoorbeeld 0,8 mm is, kunnen de volgende bovenste en onderste afwijkingen worden geselecteerd:. 0.0;-0,8;±0,4;-0,2;-0,5, enz. Er zijn twee groepen tolerantiewaarden, A en B, in elke tolerantiegroep. Onder hen is A de maat die wordt gevormd door de combinatie van matrijsdelen, waardoor de fout wordt vergroot die wordt veroorzaakt door het gebrek aan dichtheid bij de verbinding van matrijsdelen.
Deze toegevoegde waarde bedraagt 0,2 mm. Onder hen is B de maat die rechtstreeks wordt bepaald door de vormdelen. Precisietechnologie is een reeks tolerantiewaarden die speciaal zijn vastgesteld voor kunststof onderdelen met hoge precisie-eisen. Voordat u toleranties voor kunststof onderdelen gaat gebruiken, moet u eerst weten welke tolerantiegroepen van toepassing zijn op de gebruikte kunststoffen.
