Tips en trucs voor het ontwerpen van dunwandige spuitgieten

Spuitgieten is een populair en veelzijdig fabricageproces dat bedrijven in staat stelt grote series te produceren tegen relatief lage kosten per onderdeel zonder in te boeten aan kwaliteit. Het is zeer herhaalbaar en in staat om sterke componenten te produceren die voldoen aan strikte mechanische en dimensionale vereisten.

Wanneer bedrijven een plastic onderdeel met dunne wanden moeten produceren, zoals bepaalde auto-onderdelen of hoesjes voor mobiele telefoons, kunnen ze overstappen op dunwandig spuitgieten. U moet echter bijzonder voorzichtig zijn bij het ontwerpen van producten met dunne wanden, aangezien dunwandig spuitgieten nieuwe uitdagingen met zich meebrengt. In dit artikel bespreken we de basisprincipes van dunwandig spuitgieten, de veelvoorkomende toepassingen en enkele ontwerptips voor spuitgieten, zodat u uw reis op de juiste manier kunt beginnen.

Wat is dunwandig spuitgieten?

Dunwandig spuitgieten is een gespecialiseerde vorm van spuitgieten waarmee fabrikanten dunnere en lichtere onderdelen kunnen maken zonder de structurele integriteit op te offeren. Door te kiezen voor dunwandig spuitgieten in plaats van traditioneel spuitgieten, kunnen bedrijven materiaal besparen, de productiviteit verhogen, lagere kosten per onderdeel realiseren en het transportgerelateerde brandstofverbruik en de CO2-uitstoot verminderen.

Omdat dunwandige kunststof onderdelen minder materiaal hebben om af te koelen, zijn de cyclustijden veel sneller, waardoor de levertijden korter zijn. In feite kan een aanzienlijke vermindering van de wanddikte soms de cyclustijden halveren, waardoor bedrijven producten sneller in de handen van de klant kunnen krijgen en kunnen besparen op de bedrijfskosten. En omdat dunnere wanden minder plastic betekenen, kunnen bedrijven geld besparen op materialen en, in het geval van containers en verpakkingen, meer lege ruimte overlaten voor het product.

Spuitgieten met een dunne wand brengt echter enkele uitdagingen met zich mee. Ten eerste is het injectieproces ingewikkelder. U hebt hogere druk en snellere vormsnelheden nodig om alle dunne holtes met gesmolten materiaal te vullen, bevriezing te voorkomen en ervoor te zorgen dat het onderdeel naar buiten komt zoals bedoeld. Terwijl een onderdeel met standaard wanden bijvoorbeeld in twee seconden kan worden gevuld, moet datzelfde onderdeel met 25% dunnere wanden mogelijk in slechts één seconde worden gevuld. Bovendien moet u mogelijk extra stappen nemen en poorten zorgvuldig ontwerpen om het uitwerpen van onderdelen te vergemakkelijken.

Veelgebruikte toepassingen van dunwandig spuitgieten in productie

Fabrikanten kiezen vaak voor dunwandig spuitgieten als het gaat om plastic verpakkingen, omdat het kan worden gebruikt om alles te maken, van voedselveilige verpakkingen tot verpakkingen voor medische hulpmiddelen. Andere veelvoorkomende toepassingen van dunwandig spuitgieten zijn onder meer componenten voor mobiele telefoons, plastic deksels en containers, elektronische behuizingen, spuiten en componenten voor medische apparatuur. Zelfs de auto-, bouw-, apparaten- en lucht- en ruimtevaartindustrie gebruiken dunwandige spuitgieten voor onderdelen en componentassemblages.

Tips en trucs voor het ontwerpen van dunwandige spuitgieten

Dunne wanden leiden vaak tot materiaalstroomproblemen, die ongevormde plekken kunnen veroorzaken. Andere veelvoorkomende problemen die verband houden met dunne wanden zijn ongelijkmatige koeling, kromtrekken, scheuren, inconsistenties in de cosmetische textuur en zwakke breilijnen of breukpunten.

Om deze problemen te vermijden en het best mogelijke deel te creëren:

Let op je materiaal

Materiaalkeuze is altijd belangrijk voor spuitgieten, maar het is essentieel bij het maken van onderdelen met dunne wanden. Sommige materialen, zoals polycarbonaat (PC), zijn plakkerig, waardoor het vullen van mallen met dunne wanden moeilijk is. Bepaalde thermoplasten zullen echter gemakkelijker door nauwe delen van een mal stromen, zoals polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE), polyethyleen met lage dichtheid (LDPE), nylon (PA) en polypropyleen (PP). Vloeibaar siliconenrubber (LSR) vult zich ook gemakkelijk, hoewel dit het risico op flitsen langs de scheidingslijnen van uw mal kan vergroten.

Er is geen one-size-fits-all materiaal voor dunwandige spuitgieten, dus houd rekening met de geometrie en toepassingsbehoeften van uw onderdeel bij het vergelijken van materialen. Probeer ook een materiaal te kiezen dat de schimmelslijtage niet versnelt bij injectie met hoge snelheden.

Denk aan uw vormmateriaal

Naast het nadenken over het materiaal van je product, moet je ook goed nadenken over het materiaal van je mal. Hoewel P20-staal vaak wordt gebruikt in conventionele spuitgiettoepassingen, is het mogelijk niet sterk genoeg om de hoge drukken, slijtage en erosie te weerstaan ​​die gepaard gaan met spuitgietonderdelen met dunne wanden. In plaats daarvan hebt u een robuuster materiaal nodig, zoals 718, H-13, D-2 of een ander taai staal.

Het is belangrijk op te merken dat u mogelijk 30% -40% meer betaalt voor een gereedschap gemaakt van robuust materiaal in vergelijking met een gereedschap gemaakt van P20. Die extra kosten kunnen echter gemakkelijk worden gecompenseerd door de verbeterde prestaties en levensduur van het gereedschap.

Een uniforme wanddikte hebben

Zorg er indien mogelijk voor dat uw ontwerp overal een uniforme wanddikte heeft. Dit zorgt voor een gelijkmatige koeling en helpt kromtrekken, verzakkingen, stroomlijnen en korte opnamen te voorkomen. Houd voor de beste resultaten de wanddikte minimaal 0,9 mm (0,0354") of meer.

Voeg ribben of gussets toe

U kunt ribben in uw onderdeelontwerp opnemen als u uw onderdeel moet versterken of de stijfheid ervan moet vergroten. Hoewel ribben over het algemeen half zo dik zijn als de muur die ze ondersteunen, kunnen uw ribben net zo dik zijn als uw muur als uw muur minder dan 1 mm dik is. Waar de ribbe de muur kruist, kunnen echter zinkmarkeringen en doorlezingen zichtbaar zijn.

Onjuist ontworpen ribben kunnen leiden tot kromtrekken, verzakkingen, holtes en breuk, waardoor er meer problemen ontstaan ​​dan ze waard zijn. Om deze problemen te voorkomen, ontwerpt u ribben met een wanddikte van 60% of minder, houdt u de basisradii klein, plaatst u de ribben drie keer de wanddikte uit elkaar en heeft u een diepgang van 1° of meer.

Als je je dunne ribwand wilt versterken zonder je ribben dikker te maken, voeg dan gussets (of dwarssteunribben) toe en volg dezelfde set richtlijnen.

Inclusief radii

Scherpe hoeken zijn nooit goed bij spuitgieten, omdat ze ervoor kunnen zorgen dat onderdelen tijdens het uitwerpen aan het gereedschap blijven kleven. Ze vereisen ook meer druk om te vullen en kunnen leiden tot holtes als er niet voldoende druk is, dus het is belangrijk om radii op te nemen en interne en externe hoeken en randen af ​​te ronden. Aangezien de vormholte ongelooflijk smal is bij dunwandig kunststof spuitgieten, is het vermijden van scherpe hoeken en randen nog belangrijker om een ​​soepele materiaalstroom en een schone uitworp te garanderen.

Let op de temperatuur

De matrijstemperatuur is de sleutel tot het spuitgietproces en kan een drastische invloed hebben op hoe het eindproduct eruitziet en aanvoelt. Een warmere mal zorgt ervoor dat het geïnjecteerde plastic gemakkelijker kan vloeien, wat resulteert in een betere oppervlaktekwaliteit.

Als het op koeling aankomt, plaats dan niet-lusvormige koellijnen direct in uw kern- en holteblokken om de oppervlaktetemperatuur van uw mal zo constant mogelijk te houden. Probeer bovendien de hoeveelheid koelvloeistof door uw gereedschap te laten stromen in plaats van de koelvloeistoftemperatuur te verlagen, en zorg ervoor dat het temperatuurverschil tussen uw aanvoerkoelvloeistof en retourkoelvloeistof minder dan 10° F is.

Ontwerp poorten met zorg

Aangezien dunwandige spuitgieten hogere injectiesnelheden en drukken met zich meebrengt, moeten poorten groter zijn dan de wanden van het onderdeel om poortslijtage en materiaalafschuiving te minimaliseren. Dit zal ook helpen voorkomen of voorkomen dat bevriezing optreedt voordat de verpakking is bereikt. Als uw poort wordt aangesloten op een dunne muur met een pinpoint, hot-drop of spruw, kunt u de spanning bij de poort verminderen en het vulproces verbeteren door een poortput op te nemen.

U kunt ook de trekhoeken van versterkende ribben, randen en nokken vergroten, aangezien dunwandige plastic onderdelen minimale krimp ervaren.

Dunwandige onderdelen maken met Fast Radius

Spuitgieten met dunne wand helpt bedrijven niet alleen om het gewicht van onderdelen en het materiaalverbruik te verminderen, maar het kan ook helpen de kosten en cyclustijden te verlagen. U moet echter deze tips en trucs volgen om problemen met de materiaalstroom, ongelijkmatige koeling en andere problemen te voorkomen.

Een ervaren productiepartner als Fast Radius kan u helpen bij het spuitgietproces, van ontwerp tot productie. Wanneer u met ons samenwerkt, kunnen we u helpen bij het ontwerpen van spuitgietgereedschappen en het snel en kosteneffectief vervaardigen van kwaliteitsonderdelen. Bovendien doorloopt uw ​​ontwerp, door uw onderdeelbestand naar onze website te uploaden, onmiddellijke DFM-analyse om mogelijke maakbaarheidsproblemen te identificeren. Maak een account aan en upload uw onderdeelontwerpen of neem vandaag nog contact met ons op om aan uw volgende spuitgietproject te beginnen.