Bij het ontwerpen van een kunststof mal kan, nadat de malstructuur is bepaald, het gedetailleerde ontwerp van elk deel van de mal worden uitgevoerd, dat wil zeggen de grootte van elke mal en onderdelen, de grootte van de holte en de kern, enz. zijn bepaald. Hierbij zijn belangrijke ontwerpparameters betrokken, zoals materiaalkrimp. Daarom kan de grootte van elk deel van de holte alleen worden bepaald door de krimpsnelheid van het gevormde plastic te kennen. Zelfs als de geselecteerde matrijsstructuur correct is, maar de gebruikte parameters niet geschikt zijn, is het onmogelijk om gekwalificeerde kunststof onderdelen te produceren.
Het kenmerk van thermoplasten is dat ze na verhitting uitzetten en na afkoeling krimpen, en natuurlijk krimpt het volume ook na drukverhoging. Tijdens het spuitgietproces wordt het gesmolten plastic eerst in de vormholte geïnjecteerd en na het vullen koelt het gesmolten materiaal af en stolt het, en krimpt het wanneer het plastic onderdeel uit de mal wordt gehaald, wat vormkrimp wordt genoemd. Gedurende de periode dat het plastic onderdeel uit de mal wordt gehaald en gestabiliseerd, zullen er nog kleine veranderingen in grootte zijn. Eén soort verandering is om te blijven krimpen, en deze krimp wordt post-krimp genoemd.
Een andere variatie is dat sommige hygroscopische kunststoffen opzwellen door vochtopname. Als het watergehalte van nylon 610 bijvoorbeeld 3 procent is, is de maattoename 2 procent; wanneer het watergehalte van glasvezelversterkt nylon 66 40 procent is, is de maattoename 0,3 procent. Maar het is de vormende krimp die een grote rol speelt.
Momenteel beveelt de methode voor het bepalen van de krimpsnelheid van verschillende kunststoffen (vormingskrimp plus nakrimp) over het algemeen de bepalingen van DIN16901 in de Duitse nationale norm aan. Dat wil zeggen, het verschil tussen de grootte van de matrijsholte bij 23 graden ± 0,1 graad en de overeenkomstige grootte van het plastic onderdeel gemeten bij 23 graden en relatieve vochtigheid van 50 ± 5 procent na vorming gedurende 24 uur wordt berekend.
De krimpsnelheid S wordt uitgedrukt door de volgende formule: S={(D－M)/D}×100 procent (1)
Onder hen: S-krimppercentage; D-vormgrootte; M- plastic onderdeelgrootte.
Als de matrijsholte wordt berekend op basis van de bekende maat van kunststof onderdelen en mate van materiaalkrimp, is dit D=M/(1-S). Om de berekening bij het ontwerpen van matrijzen te vereenvoudigen, wordt over het algemeen de volgende formule gebruikt om de matrijsmaat te vinden:
D=M plus MS(2)
Als een nauwkeurigere berekening vereist is, moet de volgende formule worden toegepast: D=M plus MS plus MS2(3)
Aangezien de werkelijke krimpsnelheid echter door veel factoren wordt beïnvloed, kunnen bij het bepalen van de krimpsnelheid alleen benaderende waarden worden gebruikt, zodat de berekening van de caviteitsgrootte met formule (2) in principe aan de vereisten voldoet. Bij het vervaardigen van de mal wordt de holte verwerkt volgens de onderste afwijking en de kern wordt verwerkt volgens de bovenste afwijking, zodat deze indien nodig goed kan worden bijgesneden.
De belangrijkste reden waarom het moeilijk is om de krimpgraad nauwkeurig te bepalen, is dat de krimpgraad 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 in een fabriek ook verschillend.
Daarom kan elke fabriek gebruikers alleen het krimpbereik van de door de fabriek geproduceerde kunststoffen bieden. Ten tweede wordt de werkelijke krimpsnelheid tijdens het vormproces ook beïnvloed door factoren zoals de vorm van het kunststof onderdeel, de matrijsstructuur en vormomstandigheden. De invloed van deze factoren wordt hieronder geïntroduceerd.
Kunststof vorm
Voor de wanddikte van het gevormde onderdeel, meestal vanwege de langere afkoeltijd van de dikke wand, is de krimpsnelheid ook groter. Voor algemene plastic onderdelen, wanneer het verschil tussen de afmeting L in de stroomrichting van het gesmolten materiaal en de afmeting W loodrecht op de richting van de gesmolten materiaalstroom groot is, is het verschil in krimpsnelheid ook groot. Vanuit het oogpunt van de stroomafstand van de smelt is het drukverlies op het gedeelte ver weg van de poort groot, dus de krimp op deze plaats is ook groter dan die nabij de poort. Vormen zoals ribben, gaten, nokken en gravures zijn krimpvast, waardoor deze gebieden minder krimpen.
Schimmel structuur
Poortvorm heeft ook een effect op krimp. Bij gebruik van een kleine schuif neemt de krimp van het kunststof deel toe omdat de schuif stolt voor het einde van de houddruk. De structuur van het koelcircuit in de spuitgietmatrijs is ook een belangrijk punt in het matrijsontwerp. Als het koelcircuit niet goed is ontworpen, zal het krimpverschil optreden als gevolg van de ongelijkmatige temperatuur van de plastic onderdelen, en het resultaat zal zijn dat de maat van het plastic onderdeel buiten de tolerantie valt of vervormd is. Bij dunwandige onderdelen is de invloed van de matrijstemperatuurverdeling op krimp duidelijker.
Matrijsafmetingen en productietoleranties
Naast het berekenen van de basisafmetingen via de formule D=M(1 plus S), hebben de bewerkingsafmetingen van de matrijsholte en kern ook een bewerkingstolerantieprobleem. Volgens afspraak is de verwerkingstolerantie van de mal 1/3 van de tolerantie van het kunststof onderdeel. Omdat het krimpbereik en de stabiliteit van kunststoffen echter verschillend zijn, is het eerst nodig om de maattoleranties van kunststof onderdelen gevormd door verschillende kunststoffen rationeel te bepalen. Dat wil zeggen, de maattolerantie van kunststof vormdelen zou groter moeten zijn als het krimpbereik groot is of de krimpstabiliteit slecht is. Anders kan er een groot aantal afvalproducten zijn met maten die buiten de tolerantie vallen.
Om deze reden hebben verschillende landen speciaal nationale normen of industrienormen opgesteld voor de maattoleranties van kunststof onderdelen. China heeft ook professionele normen op ministerieel niveau geformuleerd. Maar de meeste hebben niet de overeenkomstige maattoleranties van de vormholte. In de Duitse nationale norm zijn de DIN16901-norm voor de maattolerantie van kunststof onderdelen en de overeenkomstige DIN16749-norm voor de maattolerantie van de vormholte speciaal geformuleerd. Deze norm heeft grote invloed in de wereld en kan daarom worden gebruikt als referentie voor de kunststofmatrijzenindustrie.
Maattolerantie en toegestane afwijking van kunststof onderdelen
Om de dimensionale toleranties van plastic onderdelen gevormd door materialen met verschillende krimpkarakteristieken redelijk te bepalen, introduceert de norm het concept van vormkrimpverschil △VS. de
△VS＝VSR_VST(4)
In de formule: VS-vormingskrimpverschil VSR-vormingskrimp in de smeltstroomrichting VST-vormingskrimp in de richting loodrecht op de smeltstroming.
Volgens de plastic △ VS-waarde zijn de krimpeigenschappen van verschillende kunststoffen verdeeld in 4 groepen. De groep met de kleinste △VS-waarde is de groep met hoge precisie en naar analogie is de groep met de grootste △VS-waarde de groep met lage precisie. En volgens de basisgrootte, precisietechnologie, worden 110, 120, 130, 140, 150 en 160 tolerantiegroepen samengesteld. Ook wordt bepaald dat de maattoleranties van kunststof onderdelen met de meest stabiele krimpeigenschappen gekozen kunnen worden uit 110, 120 en 130 groepen.
120, 130 en 140 worden gebruikt voor maattoleranties van kunststof vormdelen met matige en stabiele krimpeigenschappen. Als 110 sets maattoleranties worden gebruikt voor het vormen van kunststof onderdelen van dit type kunststof, kan een groot aantal kunststof onderdelen die buiten de tolerantie vallen worden geproduceerd. Groepen 130, 140 en 150 zijn geselecteerd vanwege de maattoleranties van kunststof onderdelen met slechte krimpeigenschappen.
De maattolerantie van de kunststof vormdelen met de slechtste krimpeigenschappen wordt gekozen uit groepen van 140, 150 en 160. Let bij het gebruik van deze tolerantietabel ook op de volgende punten. De algemene toleranties in de tabel zijn voor maattoleranties waarvoor geen toleranties zijn gespecificeerd.
De tolerantie die de afwijking direct markeert, is de tolerantiezone die wordt gebruikt om de tolerantie van het kunststof onderdeel te markeren. De boven- en onderafwijkingen kunnen door de ontwerper worden bepaald. Als de tolerantiezone 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 reeksen tolerantiewaarden A en B in elke tolerantiegroep. Onder hen is A de maat die wordt gevormd door de combinatie van matrijsdelen, wat de fout veroorzaakt door de mismatch van matrijsdelen vergroot.
Deze toename is 0,2 mm. Waarbij B de maat is die direct wordt bepaald door de matrijsdelen. Precisietechnologie is een set tolerantiewaarden die speciaal is vastgesteld voor kunststof onderdelen met hoge precisie-eisen. Voordat u de toleranties van kunststof onderdelen gaat gebruiken, moet u eerst weten welke tolerantiegroepen van toepassing zijn op de gebruikte kunststoffen.
