Gradbeni materiali
Ustrezno jeklo za kalupe je treba izbrati glede na zahteve uporabe. Za izdelavo prototipov kaljeno kalupno jeklo ni potrebno. V večini primerov se uporablja pred-kaljeno jeklo ali aluminij za zmanjšanje stroškov in olajšanje prilagajanja kalupov v fazi izdelave prototipov. Te mehke kovine lahko oblikujejo tudi dovolj testnih kosov in montažnih delov. Pred-kaljena jekla za kalupe (kot sta P-20 ali NAKR-55) se pogosto uporabljajo za velike kalupe, ker je utrjevanje jekla za kalupe nepraktično za velike aplikacije.
Za večje količine proizvodnje je za jedro in votlino potrebno kaljeno kalupno jeklo. S-7, H-13 in nerjavno jeklo 420 so najpogosteje uporabljena jekla. S-7 je odlično kalupno jeklo, ki se lahko uporablja za razširjene proizvodne postopke. Če so potrebne zelo visoke temperature taline in kalupa, je treba izbrati jeklo H-13. H-13 se lahko uporablja tudi za izdelavo vročih kolektorjev. H-13 ima zelo visoko temperaturo popuščanja in lahko prenese zelo visoke temperature obdelave kalupov, ne da bi to vplivalo na njegovo trdoto.
Nerjaveče jeklo je najboljša izbira za kalupna jekla, kjer je potrebna visoka odpornost proti obrabi ali kjer se v okolju pojavlja precejšnja kondenzacija. Visoko{1}}obrabne vložke za kalupne votline je mogoče izdelati iz jekel tipa A2, ASP23 ali D-2.
Vsa kalupna jekla je mogoče zaščititi pred obrabo in korozijo z neko vrsto premaza. Samo nerjavno jeklo je mogoče popraviti z varjenjem in strojno obdelavo. Pri jeklih z obstoječimi prevlekami je popravilo možno šele po odstranitvi prevleke. Po popravilu je treba premaz ponovno nanesti.
Slika
Površinska obdelava
Površinska obdelava oblikovanih delov se lahko razlikuje glede na estetske zahteve, potrebe strank in funkcionalnost. Od zrcalno -visoko-sijajnega zaključka SPI št. 1 do teksturiranih površin, doseženih z jedkanjem, lahko kompoziti LNP dosežejo tako rekoč katero koli vrsto zaključka površine oblikovanih delov. Pomembno je razumeti, da nekateri materiali izkazujejo izboljšano učinkovitost z določenimi površinskimi obdelavami kalupov. Na primer, polipropilen kaže bistveno boljše lastnosti sproščanja v mat kalupih kot v kalupih z visokim-sijajem. Doseganje visokega sijaja je težko z visoko-polnilnimi smolami. Prezračevanje
Prezračevanje je ključni del cikla oblikovanja za povečanje učinkovitosti kalupa. Ko termoplastični material vstopi v votlino kalupa, je treba iztisniti zrak. Prezračevalne odprtine se običajno nahajajo na zadnjih napolnjenih območjih, blizu linije šiva in na sistemu tekačev. Dodatni prezračevalni kanali, razporejeni okoli ločilne črte, lahko znatno izboljšajo splošno učinkovitost prezračevanja. Ostanki plina v kalupu se pojavijo kot ožigi na oblikovanem delu. Osnovno pravilo je, da mora biti plin v kalupu sposoben uhajati z enako hitrostjo kot plastika, ki vstopa v votlino.
Globina praznin se razlikuje glede na uporabljeni material – na splošno amorfni termoplasti zahtevajo večjo globino praznin zaradi svoje višje viskoznosti.
Slika
Enojna-votlina in več-votlina
V industriji se najpogosteje uporabljajo tri osnovne vrste kalupov, zlasti za kalupe, ki uporabljajo kompozite LNP.
Najpogostejši tip je konfiguracija hladnega drsnika z dvema -ploščama, prikazana na sliki 1. Material se vbrizga v del skozi pušo drsnika in sistem drsnika. Po ohlajanju se vsi oblikovani deli izvržejo (vključno z zapornicami, vodili in kanali). Deli se nato odstranijo, preostala vodila in utočniki pa se zavržejo ali reciklirajo.
Slika 2 prikazuje tri-ploščni kalup s hladnimi kanali. Pri tej zasnovi se material vbrizga v votlino dela skozi sistem tekačev in cevi. Po ohlajanju se kalup odpre, pri čemer se del loči od vrat in vodil. Del naravno odpade s tekačev. Vodila, zapornice in cevke je še vedno treba reciklirati ali zavreči.
Slika 3 prikazuje električno ogrevan kolektor vročega kanala. Kanali kolektorja in zaporne sonde se segrejejo na ali blizu temperature taline polimera, kar ohranja material staljen. To odpravlja potrebo po ravnanju z odpadki iz vodil, zapornic in kanalov. Ti sistemi so dražji od običajnih dvo-ploščnih ali treh-ploščnih zasnov, vendar nudijo boljši toplotni nadzor materiala in ustvarjajo malo odpadkov.
Slika
Hot Runner
Kalupi s polnim vročim tokom ali kalupi "brez tekočega" ponujajo številne prednosti, vendar zahtevajo skrbno načrtovanje, da se zagotovi ustrezen nadzor nad pretakanjem taline v votlino kalupa. Medtem ko kalupi brez tekačev ne ustvarjajo skoraj nič odpadkov med postopki oblikovanja, so nagnjeni k težavam ob zagonu, zlasti pri pol-kristalnih kompozitih LNP, ki so nagnjeni k hitremu strjevanju. Načela, ki jih je treba upoštevati, vključujejo:
• Uporabljajte samo dobro-uravnotežene razdelilne sisteme z vročimi kanali, posebej zasnovane za uporabo.
• Odvisno od uporabljenega materiala je vroče tekoči kanal lahko zasnovan tako, da omogoča neposredno vlivanje na del z uporabo odprte osnovne plošče vrat ali vrat ventila za oblikovanje brez-ostankov ali pa je vrat lahko nameščen na majhnem površinskem vodilu.
• Ogrevana tekoča pot in vroča osnovna plošča morata zagotavljati nemoten pretok v votlino kalupa in se ogrevati od zunaj.
• Pri uporabi smol, ojačanih z dolgimi steklenimi vlakni, je ostankom vrat neizogiben.
• Uporabite celoten sistem enega proizvajalca vročih kanalov, namesto da uporabljate različne komponente različnih proizvajalcev.
• Velikost vrat je odvisna od količine in vrste dodanega materiala, velikosti/razmerja delov in debeline stene.
• Za več informacij o načrtovanju vročega kanala se posvetujte s tehničnim osebjem GE Plastics Group.
2. Vodnik po običajnih metodah za izboljšanje površine plesni v industriji predelave plastike
Spodnja tabela ponuja operaterjem in izdelovalcem kalupov različne običajne obdelave jekla za kalupe za izboljšanje odpornosti proti koroziji ali odpornosti proti obrabi. Obstajajo lahko tudi druge rešitve.
Slika
3. Vodila, smreke in vrata
Sprue puše
Pri uporabi običajnih kalupov vroči material vstopi v kalup skozi pušo cevi. Sistem tekačev vodi material skozi vrata v votlino kalupa. Ustrezna zasnova in dimenzioniranje cevne puše sta ključnega pomena za pravilno porazdelitev taline in pravilen izmet oblikovanega dela. Premer cevi "O" mora biti približno 20 % večji od premera izhoda šobe, da preprečite blokado cevi, ko se kalup odpre. Spodaj je prikazan shematski diagram dimenzij cevi. Dimenzija "O" je prav tako tesno povezana z velikostjo delov in vodil. Namesto običajnih vodilnih puš se lahko uporabljajo ogrevane vodilne puše. Začetna cena ogrevanega vodila (ali "vroče" puše) je lahko višja od cene "hladne" puše, vendar znatno zmanjša količino odpadkov, ker odpravlja vodilo, ki teče vzdolž vsakega dela ali sistema vodil. Z ogrevano pušo je lahko nadzor temperature taline, ki vstopa v sistem tekačev, veliko bolj natančen.
Slika
Runner Design
Tekači naj bodo čim krajši, da zmanjšamo nepotrebne padce tlaka. Zaželen je krožni-prerez. Če je treba drsnik položiti do polovice v kalup, uporabite trapezoidni drsnik z zaobljenim dnom. Pol-krožni in ravni tekači so neučinkoviti in jih ne priporočamo. Vodila morajo omogočati, da material enakomerno in neomejeno teče v enega ali več delov (če se uporablja več votlin). Običajno je treba tekaču zmanjšati premer za 20 % za vsakih 90 stopinj vrtenja. To je treba upoštevati pri načrtovanju vodilnega sistema. Premeri krožnih vodil so običajno 0,125" – 0,375" (3,2 – 9,5 mm). Slika
Vrata |
Zasnova vrat za kompozitne dele LNP mora zagotavljati dovolj obdelovalnih robov brez ustvarjanja napetosti v-kalupu. Odvisno od vrste uporabljenih vrat (tj. podmornica, rob, ušes itd.) nekatere osnovne dimenzije vrat nadzirajo stopnjo polnjenja, količino materiala, ki teče v votlino kalupa, in stopnjo strjevanja dela.
Debelina stene določa velikost vrat, medtem ko geometrija dela določa lokacijo vrat na delu. Obstajajo tri ključne dimenzije vrat: globina, širina in obraz. Na naslednji strani so prikazani posebni modeli za več tipov vrat.
Velikost vrat/lokacija
• Najmanjša velikost vrat je 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) za kompozite z dolgimi vlakni Verton - okrogle ali trapezne - 50–60 % debeline stene (za kristalne kompozite) - 50–75 % debeline stene (za amorfne kompozite)
• V idealnem primeru bi morala biti vrata nameščena tam, kjer je del stene najdebelejši - poravnajte vrata neposredno s steno ali pušo, da preprečite zasipavanje in "brizganje" (razen za kompozite z dolgimi vlakni Verton) - vrata za tunele niso priporočljiva za kompozite Verton.
