Sfaturi de proiectare pentru turnarea prin injecție cu rășini rezistente la temperaturi ridicate sau exotice

1. Rata de contracție a materialului:

Contracția este reducerea dimensiunii piesei injectate pe măsură ce aceasta se răcește după injectare. Toate materialele au rate de contracție diferite în funcție de familia rășinii (materiale amorfe vs. cristaline), de designul matriței și de condițiile de procesare. Rășina poate avea, de asemenea, o contracție diferită în funcție de direcția de curgere. Ca regulă generală, o modificare de 10% a temperaturii matriței poate duce la o schimbare de 5% a contracției inițiale. În plus, presiunea de injectare are un efect direct asupra ratei de contracție: cu cât presiunea de injectare este mai mare, cu atât contracția este mai mică. Mai jos găsești rate tipice de contracție, precum și recomandări pentru tonaj și valori pentru adâncimea orificiilor de aerisire, pentru unele materiale utilizate frecvent, inclusiv rășini de înaltă temperatură:

2. Grosime uniformă a pereților:

O grosime uniformă a pereților piesei (când este posibil) este esențială pentru a evita zonele cu pereți prea groși. Proiectarea cu pereți neuniformi poate duce la deformarea piesei pe măsură ce materialul topit se răcește.

Dacă anumite zone trebuie să aibă grosimi diferite, fă tranziția cât mai lină posibil, permițând materialului să curgă uniform în interiorul cavității. Astfel, matrița va fi umplută complet și riscul de apariție a defectelor va fi redus. Rotunjirea sau conicitatea zonelor de tranziție a grosimii vor minimiza tensiunile interne și concentrarea acestora în punctele cu modificări abrupte.

Stabilirea unei grosimi potrivite a pereților pentru piesa ta poate influența decisiv costul și viteza de producție. Grosimea minimă ce poate fi folosită depinde de dimensiunea și geometria piesei, de cerințele structurale și de comportamentul la curgere al rășinii. Grosimea pereților unei piese turnate prin injecție variază în general între 2mm – 4mm (0.080″ – 0.160″). Turnarea cu pereți subțiri permite realizarea unor pereți de până la 0,5mm (0.020″). Colaborează cu un producător și un proiectant cu experiență, pentru a te asigura că grosimea pereților este potrivită pentru designul piesei și materialul ales.

3. Raze la marginile piesei:

Pe lângă zonele principale ale unei piese, grosimea uniformă a pereților este un element crucial și în cazul marginilor și colțurilor. Adăugarea unor raze generoase la colțurile rotunjite aduce multe avantaje în proiectarea unei piese din plastic, inclusiv reducerea concentrației de tensiuni și o curgere mai bună a materialului. Piesele cu raze ample sunt, de regulă, mai economice și mai ușor de produs, prezentând o rezistență și un aspect superior.

4. Utilizarea nervurilor:

Majoritatea materialelor de temperatură înaltă sau exotice sunt în mod inerent rezistente și pot suporta unele dintre cele mai solicitante medii. Totuși, una dintre modalitățile de a adăuga rezistență suplimentară unei piese este folosirea „nervurilor” în design. Nervurile sunt proeminențe subțiri care ies perpendicular dintr-un perete sau dintr-un plan, oferind rezistență suplimentară.

Mulți proiectanți cred că grosimea sporită a pereților va crește rezistența piesei. În realitate, pereții prea groși pot duce la deformări, colaps interior sau alte defecte. Avantajul utilizării nervurilor este că acestea sporesc rezistența piesei fără a crește grosimea pereților. Cu mai puțin material folosit, nervurile pot reprezenta o soluție eficientă din punct de vedere al costului pentru creșterea rezistenței.

La proiectarea pieselor din materiale de temperatură înaltă sau exotice, nervurile ar trebui să aibă 50-60% din grosimea nominală a peretelui. Înălțimea nervurilor nu trebuie să depășească de trei ori grosimea nominală a peretelui. Pentru rigidizare suplimentară, mărește numărul de nervuri în locul înălțimii acestora și asigură o distanță minimă între nervuri de două ori grosimea pereților.

5. Unghiul de scoatere (draft angle):

Modul în care sunt formate elementele unei piese în matriță determină tipul de unghi de scoatere necesar. Elementele formate prin orificii oarbe sau buzunare (cum ar fi majoritatea șefilor, nervurilor și stâlpilor) ar trebui să fie ușor conice pe măsură ce pătrund în matriță. Suprafețele formate de curse laterale (slide-uri) pot să nu necesite unghi de scoatere dacă oțelul se separă de suprafață înainte de ejectare. Ia în calcul încorporarea unor unghiuri sau conicități la pereți, nervuri, stâlpi sau alte elemente ale piesei paralele cu direcția de scoatere din matriță, pentru a ușura ejectarea piesei.

Alte recomandări de proiectare:

• Un unghi de cel puțin o jumătate de grad este potrivit pentru majoritatea materialelor. Rășinile de temperatură înaltă sau exotice pot necesita 1-2 grade de unghi de scoatere. Adaugă un grad suplimentar pentru fiecare 0.001 inch profunzime a texturii.
• Aplică unghi de scoatere tuturor suprafețelor paralele cu direcția de deschidere a matriței.
• Orientează pereții și alte elemente ce se formează în ambele jumătăți ale matriței astfel încât să facilitezi scoaterea și să menții grosimea uniformă a peretelui.

6. Finisaj:

Opțiunile de finisare a suprafeței pentru piesele turnate prin injecție din plastic diferă în funcție de designul piesei și de compoziția chimică a materialului ales. Variantele de finisare ar trebui discutate încă din faza de proiectare, deoarece materialul selectat poate influența semnificativ tipul de finisaj aplicat. În cazul în care se dorește un finisaj lucios, alegerea materialului este cu atât mai importantă.

Pentru produsele realizate din rășini cristaline sunt necesare temperaturi de topire mai ridicate, ceea ce crește gradul de luciu și scade rugozitatea – obținându-se astfel o suprafață netedă, conform cerințelor. Dacă se iau în calcul aditivi pentru finisaj sau pentru îmbunătățirea calității unei piese, colaborarea cu un producător specializat în domeniul materialelor este esențială.