Строителни материали
Подходящата стоманена форма трябва да бъде избрана въз основа на изискванията за приложение. За прототипиране не е необходима закалена стоманена форма. В повечето случаи се използва предварително{2}}закалена стомана или алуминий за намаляване на разходите и улесняване на корекциите на формата по време на етапа на прототипиране. Тези меки метали също могат да формоват достатъчно тестови парчета и предварително изработени части. Предварително -закалените стомани за формовка (като P-20 или NAKR-55) често се използват за широкомащабни форми, тъй като закаляването на стоманата за матрица е непрактично за големи приложения.
За по-големи производствени обеми е необходима закалена стомана за матрицата и кухината. S-7, H-13 и неръждаема стомана 420 са най-често използваните стомани. S-7 е отлична формовъчна стомана, която може да се използва за разширени производствени операции. Ако се изискват много високи температури на топене и матрица, трябва да се избере стомана H-13. H-13 може да се използва и за производство на колектори с гореща циркулация. H-13 има много висока температура на темпериране и може да издържи на много високи температури на обработка на матрицата, без това да повлияе на твърдостта му.
Неръждаемата стомана е най-добрият избор за формовъчни стомани, където се изисква висока устойчивост на износване или където се получава значителна кондензация в околната среда. Силно{1}}износващите се вложки за кухини на матрицата могат да бъдат направени с помощта на стомани тип A2, ASP23 или D-2.
Всички формовъчни стомани могат да бъдат защитени срещу износване и корозия чрез някакъв вид покритие. Само неръждаема стомана може да бъде ремонтирана чрез заваряване и машинна обработка. За стомани със съществуващи покрития ремонтът е възможен само след отстраняване на покритието. След ремонт покритието трябва да се нанесе отново.
Изображение
Повърхностно покритие
Повърхностното покритие на формованите части може да варира в зависимост от естетическите изисквания, нуждите на клиента и функционалността. От огледално-подобно на-гланцово покритие на SPI #1 до текстурирани повърхности, постигнати чрез ецване, LNP композитите могат да постигнат практически всякакъв тип покритие на формованата част. Важно е да се разбере, че някои материали показват подобрена производителност с определени покрития на повърхността на формата. Например, полипропиленът показва значително по-добри свойства на отделяне в матови форми, отколкото във високо-гланцови форми. Постигането на високо гланцово покритие е трудно със смоли с високо-пълнеж. Проветряване
Вентилацията е решаваща част от цикъла на формоване за максимизиране на производителността на формата. Когато термопластичният материал навлезе в кухината на формата, въздухът трябва да бъде изхвърлен. Вентилационните отвори обикновено се намират в последните запълнени зони, близо до линията на шева и върху системата на плъзгача. Допълнителните вентилационни отвори, разпределени около разделителната линия, могат значително да подобрят цялостната вентилационна ефективност. Остатъчният газ във формата се появява като следи от изгаряне върху формованата част. Основно правило е, че газът във формата трябва да може да излиза със същата скорост като пластмасата, влизаща в кухината.
Дълбочината на кухините варира в зависимост от използвания материал – обикновено аморфните термопласти изискват по-голяма дълбочина на кухините поради техния по-висок вискозитет.
Изображение
Единична-кухина и много-кухина
Три основни вида форми се използват най-често в индустрията, особено за форми, използващи LNP композити.
Най-често срещаният тип е дву{0}}плочеста конфигурация на студен канал, показана на Фигура 1. Материалът се инжектира в детайла през втулката на канал и системата на водача. След охлаждане всички формовани части се изхвърлят (включително порти, плъзгачи и леяци). След това частите се отстраняват, а останалите канали и леяци се изхвърлят или рециклират.
Фигура 2 показва форма с три-плочи със студени канали. При този дизайн материалът се инжектира в кухината на частта през системата за плъзгач и леяк. След охлаждане формата се отваря, отделяйки частта от портите и плъзгачите. Частта пада естествено от плъзгачите. Водачите, вратите и леяците все още трябва да бъдат рециклирани или изхвърлени.
Фигура 3 показва електрически нагрята форма на колектор с горещ канал. Каналите на колектора и затворната сонда се нагряват до или близо до температурата на стопяване на полимера, поддържайки материала разтопен. Това елиминира необходимостта от обработка на отпадъци от водачите, портите и леяците. Тези системи са по-скъпи от конвенционалните конструкции с две-плочи или три-плочи, но предлагат по-добър термичен контрол на материала и генерират малко отпадъци.
Изображение
Горещ бегач
Формите с пълен горещ канал, или формите "без течане", предлагат много предимства, но изискват внимателен дизайн, за да се осигури правилен контрол на стопилката, която тече в кухината на формата. Докато формите без канали не генерират почти никакви отпадъци по време на операциите по формоване, те са склонни към проблеми при стартиране, особено с полу-кристални LNP композити, които са склонни към бързо втвърдяване. Принципите, които трябва да следвате, включват:
• Използвайте само добре-балансирани колекторни системи с горещ канал, специално проектирани за приложението.
• В зависимост от използвания материал, горещият канал може да бъде проектиран така, че да позволява директно изливане върху детайла с помощта на отворена основна плоча на шибъра или вентилен шибър за формоване без остатъци, или шибърът може да бъде разположен върху малък повърхностен канал.
• Нагретият път на плъзгача и горещата основна плоча трябва да осигуряват плавен път на потока в кухината на формата и да се нагряват отвън.
• Когато се използват смоли, подсилени със стъклени влакна, остатъците от затвора са неизбежни.
• Използвайте цялостна система от един-единствен производител на горещи канали, вместо да използвате различни компоненти от различни производители.
• Размерът на вратата зависи от количеството и вида на добавения материал, размера/съотношението на детайлите и дебелината на стената.
• За повече информация относно дизайна на горещи канали се консултирайте с техническия персонал на GE Plastics Group.
2. Ръководство за обичайните методи за подобряване на повърхността на матрицата в промишлеността за обработка на пластмаси
Таблицата по-долу предоставя на операторите по формоване и производителите на форми с различни обичайни обработки на стоманени форми за подобряване на устойчивостта на корозия или устойчивостта на износване. Възможно е да съществуват и други решения.
Изображение
3. Пътеки, лейки и порти
Лекови втулки
Когато се използват конвенционални форми, горещ материал навлиза във формата през леечната втулка. Системата за плъзгачи насочва материала през портата в кухината на формата. Правилният дизайн и оразмеряването на леяковата втулка са от решаващо значение за правилното разпределение на стопилката и правилното изхвърляне на формованата част. Диаметърът "O" на лееца трябва да бъде приблизително 20% по-голям от диаметъра на изхода на дюзата, за да се предотврати блокиране на лееца при отваряне на формата. По-долу е показана схематична диаграма на размерите на леяк. Размерът "O" също е тясно свързан с размера на частите и водачите. Нагретите втулки на плъзгача могат да се използват вместо конвенционалните втулки на плъзгача. Първоначалната цена на нагрят плъзгач (или "гореща" втулка) може да бъде по-висока от тази на "студена" втулка, но значително намалява отпадъците, тъй като елиминира плъзгача, който минава покрай всяка част или система от плъзгачи. С нагрята втулка контролът на температурата на стопилката, влизаща в системата на плъзгача, може да бъде много по-прецизен.
Изображение
Дизайн на бегач
Пътеките трябва да са възможно най-къси, за да се намалят ненужните падания на налягането. За предпочитане е кръгло напречно-сечение. Ако плъзгачът трябва да се постави наполовина във формата, използвайте трапецовиден плъзгач със заоблено дъно. Полу{4}}кръглите и плоските плъзгачи са неефективни и не се препоръчват. Пътеките трябва да позволяват на материала да тече равномерно и неограничено в една или повече части (ако се използват множество кухини). Обикновено плъзгачът трябва да бъде намален в диаметър с 20% за всеки 90 градуса завъртане. Това трябва да се има предвид при проектирането на системата за водачи. Диаметрите на кръглите плъзгачи обикновено са 0,125" – 0,375" (3,2 – 9,5 mm). Изображение
Порта |
Дизайнът на вратата за LNP композитни части трябва да осигурява достатъчно полета за обработка, без да създава-напрежение в матрицата. В зависимост от вида на използвания затвор (т.е. подводен, ръб, издатина и т.н.), някои основни размери на затвора контролират скоростта на запълване, количеството материал, изтичащ в кухината на формата, и скоростта на втвърдяване на детайла.
Дебелината на стената определя размера на вратата, докато геометрията на частта определя местоположението на вратата върху частта. Има три основни размера на портата: дълбочина, ширина и лице. Специфични дизайни за няколко типа порти са показани на следващата страница.
Размер/местоположение на вратата
• Минималният размер на затвора е 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) за композити с дълги влакна на Verton - кръгли или трапецовидни - 50–60% дебелина на стената (за кристални композити) - 50–75% дебелина на стената (за аморфни композити)
• В идеалния случай вратата трябва да бъде поставена там, където секцията на стената е най-дебела - подравнете вратата директно със стената или втулката, за да предотвратите обратно запълване и "струйно" (с изключение на композитите с дълги влакна Verton) - тунелните врати не се препоръчват за композитите Verton.
