Wie entwirft man ein umgekehrtes Heißkanal-Spritzgussformdesign?
In den letzten Jahren hat die Spritzgussindustrie mit ihrer rasanten Entwicklung zu einer zunehmenden Verbreitung verschiedener elektronischer Kunststoffprodukte im Alltag geführt. Um den unterschiedlichen Produktdesigns gerecht zu werden, ist die Struktur der Kunststoffformen komplexer und vielfältiger geworden.
Als Mitarbeiter der Bürobedarfsbranche weiß ich, dass die Oberschale eines Aktenvernichters einzigartige Produkteigenschaften in der Schalenform aufweist. Der Hauptgrund dafür ist die schmale Papierzufuhr an der Form. Da die Oberschale insgesamt (siehe Abbildung 1) ist, ist es schwierig, die Position der Papierzufuhr im Formdesign zu wählen.
Um in diesem Fall das Problem der Angussspuren auf der Oberfläche des Kunststoffteils bei der Gestaltung der Form zu lösen, wurde speziell für den Aktenvernichter eine Heißkanalform mit einer komplexen umgekehrten Struktur und einem hinteren Formeinlass entwickelt, bei dem das gesamte obere Gehäuse die reine Sichtfläche darstellt.
Die Auswerferfunktion wird durch die Konstruktion des mechanischen Zughakens vervollständigt. Während des Produktionsprozesses funktioniert der Formmechanismus reibungslos, und die Qualität der Kunststoffteile ist ausgezeichnet und erfüllt die Designanforderungen.
Um das Problem der Angussstellen auf der Oberfläche der Kunststoffteile zu lösen, haben wir ein Paar komplexer Spritzgussformen mit umgekehrter Struktur entwickelt, die wir unseren Kollegen als Referenz verwenden möchten.
Aufbau des Kunststoffteils und Prozessanalyse
Wie in Abbildung 1 dargestellt, ist der Aufbau der Kunststoffteile:
Zerkleinern Sie die Kunststoffteile der oberen Schale von vorne ähnlich einem regelmäßigen Rechteck, vier Ecken von R40mm;
Von der Seite betrachtet weist das Oberteil eine gekrümmte Form mit zweipoligen Stufen auf. Die Außenmaße betragen 398 mm × 282 mm × 103 mm und die Masse beträgt etwa 800 g. Es handelt sich um ein mittelgroßes Kunststoffteil. Die innere Knochenposition des Teils ist größer und schwierig zu formen.
Die Formrichtung um die Außenseite ist rechtwinklig, die Oberfläche muss geätzt werden, und auf beiden Oberflächen befinden sich Wärmeableitungslöcher, sodass die Formrichtung umgekehrt werden kann. Daher ist es notwendig, einen vierseitigen Schiebekern-Ziehmechanismus zu entwickeln, um das Formproblem zu lösen.
Das Material der Kunststoffteile besteht aus Acrylnitril-Styrol-Butadien-Copolymer (ABS), Brandklasse V-0. Nach der Zugabe eines Flammschutzmittels ist das Material temperaturempfindlicher und kann leicht zu Gaseinschlüssen und Verkohlungen führen.
Die durchschnittliche Wandstärke des Hauptkörpers beträgt 2.8 mm, mit gleichmäßiger Wandstärke und 1.6 mm Rippenstärke, was den Konstruktionsspezifikationen von Spritzgussteilen entspricht und nicht leicht zum Schrumpfen führt;
Die Oberflächen der Kunststoffteile weisen, bis auf die Position des mittleren Papiereinlasses, allesamt eine A-Klasse-Optik auf, die Gestaltung des Klebereinlasses ist aufwendig.
Gesamtdesign der Formstruktur
1. Gießsystemdesign
Die Größe der Kunststoffteile des oberen Gehäuses des Aktenvernichters ist mittelgroß, die Oberfläche muss unbedingt ein A-Klasse-Erscheinungsbild aufweisen und Angussspuren sind nicht zulässig, die Struktur ist kompliziert, die Rippen und Säulen sind tief und zahlreich, insbesondere die Form der Kunststoffteile hat die Form einer zweistufigen Stufe und eine Seite der Netzstruktur, was leicht zu Füllschwierigkeiten führen kann.
Die Form verwendet den Zweipunkt-Nadelventil-Heißkanal, der von der hinteren Form in den Klebeweg umgedreht wird, wodurch die Oberfläche des Formteils erfolgreich gelöst wird und keine Spuren des Problems mehr zulässt.
Aufgrund der umgekehrten Struktur ist die Länge der Düse mehr als einmal länger als die des herkömmlichen Klebstoffs, der aus der vorderen Form zugeführt wird. Jede Düse ist mit zwei Heizabschnitten und zwei Temperaturkontrollabschnitten ausgestattet, um zu große Temperaturunterschiede zwischen den Düsen zu vermeiden, wie in Abb. 2 gezeigt.
2. Vier Wochen Montage des Schlittenkernziehmechanismus
Abb. 3 zeigt das 3D-Schemadiagramm der vierseitigen Schieberkernziehstruktur der hinteren Form (feste Formseite), (a) ist der geschlossene Zustand des Schieberkernziehens, (b) ist der abgeschlossene Zustand des Schieberkernziehens.
Das Formteil ist von einem 0-Grad-Entformungswinkel umgeben und die Oberflächenbeschaffenheit erfordert das Ätzen YS20007. Darüber hinaus befinden sich in Schieber A und Schieber B umgekehrte Löcher, und die vierseitige Schieberkern-Extraktionsstruktur kann sicherstellen, dass das Teil beim Herausnehmen aus der Form nicht beschädigt wird.
Die vier Schieber A/B/C/D werden so zusammengesetzt, dass sie die umlaufende Klebefläche des Kunststoffteils bilden; die Druckplatte fixiert jeden Schieber.
Eine Führungsblockstruktur in der Mitte gewährleistet die Passgenauigkeit der Schieber. Der Schieber wird beim Öffnen der Form durch den Kippstift angetrieben. Die Feder 22 (siehe Abb. 4) sorgt für die zusätzliche Kernausziehkraft und hält die relative Position der Schieber, um ein sanftes Zurücksetzen beim Schließen der Form zu gewährleisten. Die Begrenzungsschrauben fixieren den Schieberhub.
Zur Erleichterung der Wartung im späteren Produktionsprozess sind an jedem Schieber verschleißfeste Blöcke angebracht; für eine bessere Festigkeit bleibt der Schaufelboden durch die A-Platte im Originalkörper belassen.
3. Auswerfer- und Rückstellstruktur der Formöffnungshaken
In diesem Fall handelt es sich um eine umgekehrte Form, d. h. die vordere Form ist beweglich und die hintere Form ist feststehend. Der Auswerfermechanismus der Spritzgussmaschine kann nicht für die Formherstellung verwendet werden.
Stattdessen wird ein mechanischer Haken an der Auswerferplatte (feste Formseite) und der vorderen Form (bewegliche Formseite) angebracht. Wenn die Form geöffnet wird, wird die Auswerferplatte durch den mechanischen Haken mit der Formöffnungsspannung der Spritzgussmaschine bewegt, um den Auswerfervorgang abzuschließen.
Verwenden Sie beim Schließen der Form die Feder am Rückholstift, um das Zurücksetzen der Auswerferplatte abzuschließen.
Der Vorgang des Öffnens und Schließens der Form erfordert keine zusätzlichen Einstellungen, ist einfach und zuverlässig und weist eine hohe Produktionseffizienz auf.
Bei der Konstruktion der Haken ist auf die Balance der vier Haken zu achten, um sicherzustellen, dass jeder Haken beim Formen einer gleichmäßigen Kraft ausgesetzt ist. Zusätzlich zu den Maßanforderungen muss die Baugruppe mit Stiften zur Positionsfixierung ausgestattet sein.
4. Design von Knochenpositionseinsätzen und Formabluftsystem
Die Kunststoffteile bestehen aus ABS, V-0. Nach der Zugabe eines Flammschutzmittels produzieren ABS-Schmelzen mehr Gase, beispielsweise schlechte Abgase, und können keine hervorragende Erscheinungsbildqualität erzielen.
Die Formgestaltung in der vorderen Modellkavität (bewegliche Formseite) ist um den Kunststoffteil des gesamten Kreises der zweistufigen Abgasanlage herum aufgebaut.
Der Sekundärauslass ist 10 mm breit und 0.3 mm tief;
Die Auslassnut der ersten Stufe ist im gesamten Kreis alle 20 mm angeordnet, mit einer Breite von 4 mm und einer Tiefe von 0.02 mm, um sicherzustellen, dass das Gas schnell und effektiv abgelassen werden kann.
Auf der hinteren Form (Seite der beweglichen Form) werden Knocheneinsätze, Auswerferblock, Zylinder und Auswerferstift verwendet, um den Ausstoß zu unterstützen und zu verhindern, dass eingeschlossenes Gas zu einer schlechten Formgebung führt, sodass die Formteile ein hervorragendes Aussehen und eine hervorragende Formqualität erhalten.
5. Design des Kühlwasserkreislaufs der Form
Abb. 6 zeigt das schematische Diagramm des Kühlwasserkreislaufs. Auf der vorderen Kokille (bewegliche Seite) befinden sich sieben gerade Wasserkreisläufe, die gleichmäßig verteilt sind, und jeder Wasserkreislauf verfügt über vier Wasserbrunnen.
Die seitlichen Schieber sind jeweils mit einem separaten Wasserkreislauf ausgestattet und in der Frontform sind insgesamt 11 Wasserkreisläufe gleichmäßig um die gesamte Form des Teils verteilt, um eine gleichmäßige Kühlung der gesamten Frontform (bewegliche Form) zu gewährleisten.
Die hintere Form (feste Formseite) ist mit insgesamt 16 Kühlwasserleitungen ausgestattet, von denen jede mit einem Wasserbrunnen ausgestattet ist, auch rund um die Heißdüse, um zu verhindern, dass an der Position der Heißdüse örtlich hohe Temperaturen auftreten und helle Flecken auf der Oberfläche entstehen.
Durch die hervorragende Konstruktion des Wasserkreislaufs kann der Oberflächentemperaturunterschied zwischen Hohlraum und Kern verringert werden, sodass das Kunststoffteil während des Formens gleichmäßig schrumpfen kann.
Dadurch werden Verformungen und Verwerfungen verringert und der Formzyklus verkürzt, was die Produktionseffizienz verbessert.
In diesem Fall beträgt der Formzyklus 56 s, also 20 % mehr als der Konstruktionswert, bei stabiler Produktion und ausgezeichneter Qualität.
6. Gesamtformstruktur
Die Form weist die Anordnung einer Form und einer Kavität auf, da die Oberfläche des Erscheinungsbilds nicht für die Zufuhr von Klebstoff eingerichtet werden kann. Dabei wird die Zweipunkt-Klebstoffzufuhrmethode mit Heißkanal und umgekehrter Struktur der hinteren Form verwendet.
Wie in Abb. 1(a) und (c) dargestellt, weist die Oberfläche an vier Seiten eine 0-Grad-Entformungsschräge und an zwei weiteren Seiten umgekehrte Wölbungen auf. Die Entformung erfolgt durch Ziehen des vierseitigen Montageschieberkerns.
Die nicht standardmäßige, kundenspezifische Rahmengröße der umgekehrten Form beträgt 600 mm × 700 mm × 646 mm. Zu den maximalen Außenmaßen müssen auf jeder Seite des Himmels und der Erde 40 mm hinzugefügt werden, um die Dicke des Hakens zu öffnen. Zur Dicke der Form müssen in Richtung der Wärmedämmplatte 10 mm hinzugefügt werden. Die Gesamtgröße beträgt 600 mm × 780 mm × 656 mm und das Gewicht beträgt etwa 1,900 kg. Das Volumen der Form gehört zu den mittelgroßen Größenspezifikationen.
Der Gesamtaufbau der Form ist in Abb. 7 dargestellt.
7. Analyse und Verbesserungsmaßnahmen bei Formbearbeitungsprozessen und Testformen
Formbearbeitungsprozess:
(1) Beim Schließen der Form wird zunächst die Auswerferplatte unter der Wirkung der Feder 22 zurückgesetzt, dann werden die vier Seitenschieber A/B/C/D zurückgesetzt, um die Form zu schließen, und das Schließen der Form ist abgeschlossen;
(2) Kunststoffschmelze wird durch die Düse der Spritzgießmaschine in die Form (eine Haupteinspritzdüse 33) eingeleitet, durch das Heißkanalsystem 32 und zwei Heißkanaldüsen 34 und 35 in den Hohlraum geleitet, der Druck gehalten und gekühlt, um den ersten Formvorgang abzuschließen.
(3) Öffnen Sie die Form, treiben Sie den Schieber A/B/C/D mit dem schrägen Stift an, um die Entformung abzuschließen; treiben Sie die Auswerferplatte mit dem mechanischen Haken an, um das Auswerfen abzuschließen;
(4) Teile aufnehmen. Nach dem Öffnen der Form können die Kunststoffteile manuell oder per Roboter aufgenommen werden. Damit ist der Formzyklus abgeschlossen, der zur Produktion wiederholt wird.
Die erste Probeform zeigte in einigen Bereichen des oberen Bereichs ein Phänomen des weißen oberen Hochs. Nach der Analyse der Ergebnisse ergeben sich folgende Ergebnisse: Abbildung 8 zeigt, dass die Sehnen der Kunststoffteile stärker ausgeprägt sind. Bei der Form besteht Verbesserungsbedarf, da die enorme Kraft des weißen oberen Hochs zum Auswerfen führt.
Gegenmaßnahmen zur Verbesserung: Lokale Erhöhung des Auswerferstifts, verstärktes Polieren des Formkerns, insbesondere für die Rippenposition, die besonders wichtig ist.
Nach dem Formenwechsel lässt sich das hohe weiße Oberteil lösen und die Qualität der Kunststoffteile ist gut, was den Anforderungen der Massenproduktion entspricht.
Fazit
(1) Durch die umgekehrte Formstruktur wird das Problem des Eindringens von Klebstoff in die zweistufige Heißkanal-Rückform erfolgreich gelöst, da Klebstoff nicht auf die Oberfläche der Kunststoffteile gelangen kann.
(2) Lösen Sie das Problem des 0-Grad-Entformungswinkels auf der Seite des Teils und das Problem des Umdrehens der Form durch das Ziehen des Kerns mit einem vierseitigen Schieber.
(3) Mit der Rolle des Spritzgießen Maschine zum Öffnen der Formzugkraft, wobei die Öffnungshakenstruktur verwendet wird, um das Problem des Auswerfens der Kunststoffteile zu lösen, nachdem die Form verkehrt herum installiert wurde. Diese Lösung ist effizienter als die zusätzliche Erhöhung des Zylinderauswerfers.
(4) Kunststoffteile mit vielen Knochenstücken sind schwer zu formen. Durch die Art des Einsetzens wird das Formproblem des eingeschlossenen Gases gelöst, das leicht verbrennt.