Materiale de constructii
Oțelul potrivit pentru matriță trebuie selectat în funcție de cerințele aplicației. Pentru prototipare, oțelul de matriță întărit nu este necesar. În cele mai multe cazuri, oțelul sau aluminiul pre-călit este folosit pentru a reduce costurile și pentru a facilita ajustările matriței în timpul etapei de prototipare. Aceste metale moi pot modela, de asemenea, suficiente piese de testare și piese prefabricate. Oțelurile de matriță pre-călite (cum ar fi P{-20 sau NAKR-55) sunt adesea folosite pentru matrițe la scară mare, deoarece întărirea oțelului de matriță este imposibilă pentru aplicații mari.
Pentru volume de producție mai mari, este necesar oțel de matriță întărit pentru miez și cavitate. S-7, H-13 și oțelul inoxidabil 420 sunt cele mai frecvent utilizate oțeluri. S-7 este un oțel de matriță excelent care poate fi utilizat pentru operațiuni de producție extinse. Dacă sunt necesare temperaturi foarte ridicate de topire și matriță, trebuie selectat oțel H-13. H-13 poate fi, de asemenea, utilizat pentru fabricarea colectoarelor cu canal cald. H-13 are o temperatură de revenire foarte ridicată și poate rezista la temperaturi foarte ridicate de prelucrare a matriței fără a-i afecta duritatea.
Oțelul inoxidabil este cea mai bună alegere pentru oțelurile de matriță în care este necesară rezistență ridicată la uzură sau unde se produce condens semnificativ în mediu. Inserțiile cu cavități de matriță cu uzură ridicată-poate fi realizate folosind oțeluri de tip A2, ASP23 sau D-2.
Toate oțelurile de matriță pot fi protejate împotriva uzurii și coroziunii printr-un anumit tip de acoperire. Doar oțelul inoxidabil poate fi reparat prin sudură și prelucrare. Pentru oțelurile cu acoperiri existente, repararea este posibilă numai după îndepărtarea stratului de acoperire. După reparație, stratul trebuie reaplicat.
Imagine
Finisaj de suprafață
Finisajul suprafeței pieselor turnate poate varia în funcție de cerințele estetice, de nevoile clienților și de funcționalitate. De la finisajul cu oglindă-cum ar fi-lucisul ridicat al SPI #1 până la suprafețele texturate obținute prin gravare, compozitele LNP pot obține practic orice tip de finisare a suprafeței piesei turnate. Este important să înțelegeți că unele materiale prezintă performanțe îmbunătățite cu anumite finisaje ale suprafeței matriței. De exemplu, polipropilena prezintă proprietăți de eliberare semnificativ mai bune în formele mate decât în formele cu-lucire ridicată. Obținerea unui finisaj cu luciu ridicat este dificilă cu rășini-de umplutură. Aerisirea
Ventilația este o parte crucială a ciclului de turnare pentru a maximiza performanța matriței. Când materialul termoplastic intră în cavitatea matriței, aerul trebuie să fie expulzat. Orificiile de ventilație sunt de obicei situate în ultimele zone umplute, lângă linia de cusătură și pe sistemul de rulare. Gurile de aerisire suplimentare distribuite în jurul liniei de despărțire pot îmbunătăți semnificativ performanța generală de ventilație. Gazul rezidual din matriță apare ca urme de arsuri pe piesa turnată. O regulă de bază este că gazul din matriță trebuie să poată scăpa în aceeași viteză cu plasticul care intră în cavitate.
Adâncimea golurilor variază în funcție de materialul utilizat – în general, termoplasticele amorfe necesită o adâncime mai mare a golurilor datorită vâscozității lor mai mari.
Imagine
O singură-cavitate și mai{1}}cavitate
Trei tipuri de bază de matrițe sunt cele mai frecvent utilizate în industrie, în special pentru matrițele care utilizează compozite LNP.
Cel mai obișnuit tip este configurația cu două-plăci de canal rece, prezentată în Figura 1. Materialul este injectat în piesă prin bucșa și sistemul de ghidaj. După răcire, toate piesele turnate sunt evacuate (inclusiv porțile, canalele și canalele). Părțile sunt apoi îndepărtate, iar canalele și canalele rămase sunt aruncate sau reciclate.
Figura 2 prezintă o matriță cu trei-plăci cu canale reci. Cu acest design, materialul este injectat în cavitatea piesei prin sistemul de canal și de canalizare. După răcire, matrița este deschisă, separând piesa de porți și canale. Piesa cade natural de pe alergători. Alerele, porțile și canalele de alimentare trebuie încă reciclate sau aruncate.
Figura 3 prezintă o matriță de colector cu canal cald încălzită electric. Canalele sondei colector și poartă sunt încălzite la sau aproape de temperatura de topire a polimerului, menținând materialul topit. Acest lucru elimină nevoia de a gestiona deșeurile de la canale, porți și canale. Aceste sisteme sunt mai scumpe decât modelele convenționale cu două-plăci sau trei-plăci, dar oferă un control termic mai bun al materialului și generează puține deșeuri.
Imagine
Hot Runner
Formele cu canal cald complet, sau matrițele „fără curgere”, oferă multe avantaje, dar necesită o proiectare atentă pentru a asigura un control adecvat al topiturii care curge în cavitatea matriței. În timp ce matrițele fără rulaj nu generează practic deșeuri în timpul operațiunilor de turnare, ele sunt predispuse la probleme la pornire, în special cu compozitele LNP semi-cristaline, care sunt predispuse la solidificare rapidă. Principiile de urmat includ:
• Utilizați numai sisteme de colectoare cu canal cald bine-echilibrate special concepute pentru aplicație.
• În funcție de materialul utilizat, canalul fierbinte poate fi proiectat pentru a permite turnarea directă pe piesă folosind o placă de bază cu poarta deschisă sau o valvă pentru turnare fără reziduuri-sau poarta poate fi amplasată pe un canal de suprafață mic.
• Calea de rulare încălzită și placa de bază fierbinte trebuie să asigure o cale lină de curgere în cavitatea matriței și să fie încălzite extern.
• Când se utilizează rășini lungi armate cu fibră de sticlă, reziduurile de poartă sunt inevitabile.
• Utilizați un sistem complet de la un singur producător de canal cald, în loc să utilizați componente diferite de la diferiți producători.
• Dimensiunea porții depinde de cantitatea și tipul de material adăugat, dimensiunea/raportul piesei și grosimea peretelui.
• Pentru mai multe informații despre proiectarea canalului fierbinte, consultați personalul tehnic GE Plastics Group.
2. Ghid pentru metodele comune de îmbunătățire a suprafeței mucegaiului în industria de prelucrare a materialelor plastice
Tabelul de mai jos oferă operatorilor de turnare și producătorilor de matrițe o varietate de tratamente comune pentru oțel de matriță pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune sau rezistența la uzură. Pot exista si alte solutii.
Imagine
3. Runners, Sprues, and Gates
Bucșe de canalizare
Când se utilizează matrițe convenționale, materialul fierbinte intră în matriță prin bucșa de colectare. Sistemul de ghidaj ghidează materialul prin poartă în cavitatea matriței. Proiectarea și dimensionarea corectă a bucșei de colectare sunt cruciale pentru distribuirea corectă a topiturii și pentru evacuarea corectă a piesei turnate. Diametrul „O” al canalului de alimentare trebuie să fie cu aproximativ 20% mai mare decât diametrul de ieșire al duzei, pentru a preveni blocarea canalului la deschiderea matriței. Mai jos este prezentată o diagramă schematică a dimensiunilor canalului de alimentare. Dimensiunea „O” este, de asemenea, strâns legată de dimensiunea pieselor și a ghidajelor. Bucșele de rulare încălzite pot fi utilizate în locul bucșelor de rulare convenționale. Costul inițial al unui canal încălzit (sau bucșă „fierbinte”) poate fi mai mare decât cel al unei bucșe „rece”, dar reduce semnificativ deșeurile, deoarece elimină canalul care trece de-a lungul fiecărei părți sau sistem de canal. Cu o bucșă încălzită, controlul temperaturii de topire care intră în sistemul de rulare poate fi mult mai precis.
Imagine
Design alergător
Alergătorii trebuie să fie cât mai scurti posibil pentru a reduce căderile inutile de presiune. O secțiune transversală circulară-este de preferat. Dacă ghidajul trebuie să fie așezat la jumătatea formei, utilizați un ghidaj trapezoidal cu fundul rotunjit. Alerele semi-circulare și plate sunt ineficiente și nu sunt recomandate. Colierele trebuie să permită materialului să curgă uniform și fără restricții în una sau mai multe părți (dacă sunt utilizate mai multe cavități). În mod obișnuit, diametrul unui rotor trebuie redus cu 20% pentru fiecare 90 de grade de rotație. Acest lucru trebuie luat în considerare la proiectarea sistemului de rulare. Diametrele ghidajelor circulare sunt de obicei 0,125" – 0,375" (3,2 – 9,5 mm). Imagine
Poarta |
Designul porții pentru piesele compozite LNP ar trebui să ofere marje de prelucrare ample fără a crea-tensiuni de mucegai. În funcție de tipul de poartă utilizat (adică, submarin, margine, ureche etc.), unele dimensiuni de bază ale porții controlează rata de umplere, cantitatea de material care curge în cavitatea matriței și viteza de solidificare a piesei.
Grosimea peretelui determină dimensiunea porții, în timp ce geometria piesei determină locația porții pe piesă. Există trei dimensiuni cheie ale porții: adâncime, lățime și față. Modelele specifice pentru mai multe tipuri de porți sunt prezentate pe pagina următoare.
Dimensiunea/Locația porții
• Dimensiunea minimă a porții este de 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) pentru compozitele cu fibre lungi Verton - rotunde sau trapezoidale - 50–60% grosimea peretelui (pentru compozitele cristaline) - 50–75% grosimea peretelui (pentru compozitele amorfe)
• În mod ideal, poarta ar trebui să fie plasată acolo unde secțiunea de perete este cea mai groasă - aliniați poarta direct cu peretele sau bucșa pentru a preveni umplerea și „jetul” (cu excepția compozitelor cu fibre lungi Verton) - porțile de tunel nu sunt recomandate pentru compozitele Verton.
