Wie entwirft man eine zweifarbige Form?

Zweifarbige Kunststoffteile werden aufgrund ihres schönen Aussehens, ihrer stabilen Leistung und ihrer hohen Bindungsfestigkeit immer beliebter; auch das Zweifarben-Spritzgussverfahren und Zweifarben-Formen stehen im Fokus der Kunststoffteileverarbeitungsindustrie.

Bei der verwendeten Zweifarben-Spritzgussanlage handelt es sich um eine Spritzgussmaschine mit zwei Einspritzsystemen. Zwei Formenpaare teilen sich gleichzeitig das Klemmsystem der Spritzgussmaschine. Die Drehscheibe der beweglichen Form der Spritzgussmaschine kann die bewegliche Form präzise um 180 ° drehen. Das Prinzip des Spritzgusses ist in Abbildung 1 dargestellt. Das Funktionsprinzip ist wie folgt:

(1) Schließen Sie die Form. Das Material 1 wird durch den Zylinder A in die Modellkavität eingespritzt, um einfarbige Kunststoffteile zu formen. Beim Öffnen der Form werden die einfarbigen Kunststoffteile nicht ausgeworfen; sie bleiben in der beweglichen Form, die Drehscheibe der beweglichen Form wird um 180 ° gegen den Uhrzeigersinn gedreht, Position der beweglichen Form a, Position der beweglichen Form b zum Austauschen.

(2) Schließen Sie die Form erneut. Zylinder B spritzt Material XNUMX in die Kavität der Form B, um zweifarbige Kunststoffteile zu formen, während die Form auch mit einfarbigen Kunststoffteilen geformt wird.

(3) Öffnen Sie die Form, werfen Sie das zweifarbige Produkt aus der bewegten Form (b) aus, drehen Sie die Drehscheibe der bewegten Form um 180 ° im Uhrzeigersinn und tauschen Sie dann die Position der bewegten Form (a) und der bewegten Form (b) aus. Nach dem Schließen der Form beginnt der nächste Spritzzyklus.

Charakteristisch für das Zweifarben-Spritzgießen ist, dass in der Form automatisch zweifarbige Kunststoffteile zusammengesetzt werden können, die beiden beweglichen Formen rotieren müssen, der Kern derselbe ist und die Kavität klein und in der beweglichen Form schwer einzurichten ist, die Formausrüstung und die Formstruktur komplex und hochpräzise sind.

Das Streben der Menschen nach qualitativ hochwertigen Produkten fördert die Entwicklung der Zweifarben-Spritzgusstechnologie und senkt die Kosten für zweifarbige Kunststoffteile. Dadurch zeigt ihre Anwendung einen beschleunigten Trend, und die daraus resultierenden Zweifarben-Spritzgussformen sind zum Gegenstand der Forschung und Entwicklung vieler Formenhersteller geworden.

Das zweifarbige Gehäuse einer elektrischen Zahnbürste ist ein typisches längliches zylindrisches Kunststoffteil. Der Autor verwendet seine Spritzgussform als Beispiel und stellt den Mechanismus zur Extraktion des inneren Kerns mit Halbfeder, die strukturellen Merkmale der Zweifarbenform, Designpunkte und das Funktionsprinzip der Form vor.

Kunststoffteileanalyse

Das Gehäuse einer elektrischen Zahnbürste sollte neuartig und ansprechend aussehen, eine kompakte Struktur aufweisen, sich gut anfühlen, leicht zu bedienen, wasserdicht und zuverlässig sein. Nur so ist gewährleistet, dass die elektrische Zahnbürste den Nutzungsanforderungen entspricht. Häufig wird eine hochwertige Zweifarbenformung verwendet.

Abbildung 2 zeigt das Gehäuse einer elektrischen Zahnbürste, bestehend aus Einsatz, Schale und Haut.

Die Einsätze sind durchscheinend, das Material besteht aus einer Mischung aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) und Polycarbonat (PC), das Schalenmaterial besteht aus ABS-Kunststoff, die Außenhaut dient zur Verbesserung der Haptik und der Rutschfestigkeit, das Material besteht aus thermoplastischem Elastomer (TPE).

Die Einsätze werden einzeln im Spritzgussverfahren hergestellt, während die Schale und die Außenhaut zweifarbig im Spritzgussverfahren hergestellt werden.

Während des Formvorgangs wird der Einsatz in den Hohlraum der ersten Farbform gelegt und dann in das Schalenmaterial eingespritzt, um die Schale zu bilden und den Einsatz einzukapseln. Anschließend wird die Außenhaut in der zweiten Farbform geformt, um die In-Mold-Montage des Einsatzes und das Zweifarbenformen in einem Spritzzyklus zu realisieren und eine hochwertige zweifarbige Schale für eine elektrische Zahnbürste zu erhalten.

Die Qualitätsanforderungen für die Formgebung von Zahnbürstenschalen sind hoch. Die Außenfläche darf keine Verformungen, weiße Stellen, Schrumpfungen oder Schmelzspuren oder andere Mängel aufweisen. Die Innenfläche sollte frei von Auswurfspuren, fliegenden Kanten und anderen Mängeln sein, die Grenze sollte klar und schön sein und die Verbindung zwischen den beiden Materialien sollte fest und flach sein.

Das Gehäuse der elektrischen Zahnbürste weist an der Innenwand zwei symmetrische seitliche Sacklöcher auf, die Außenfläche ist konvex und konkav.

Es muss durch die Einrichtung innerer und äußerer Kernziehmechanismen geformt werden.

Zweifarbige Spritzgussstruktur für Zahnbürstenschalen

1. Gesamtstruktur der Form

Der maximale Innendurchmesser des Zahnbürstengehäuses beträgt 25 mm, die Länge beträgt 164 mm. Es handelt sich um einen typischen langen Zylinder aus zweifarbigem Kunststoffteil.

Es handelt sich um ein typisches langes, zylindrisches zweifarbiges Kunststoffteil. Der Kern ist klein und der interne Kernextraktionsmechanismus und das Kühlsystem müssen eingerichtet werden. Daher ist es nicht geeignet, die Zahnbürstenschale horizontal zu platzieren. Es ist besser, sie vertikal zu platzieren, um die Achse des Kerns parallel zur Formrichtung zu halten und die Schaftstruktur zu nutzen, um die Außenfläche der Form durch seitliches Trennen zu formen.

Die beiden Formpaare (Form A, Form B) sind entsprechend einer Form mit zwei Hohlräumen angeordnet und verwenden das Punktguss-Gießsystem und die dreiplattenige Feinausgussstruktur.

Die Gesamtstruktur der Form ist symmetrisch angeordnet, mit der Mitte der Form als Ursprung, und nimmt die Schaftstruktur an, der Schaftblock ist in der festen Form angeordnet und bildet den Hohlraum, und der Mechanismus zum Herausziehen des inneren Kerns zum Formen der seitlichen Löcher ist in der beweglichen Form angeordnet, und die Struktur der Formen ist in Abb. 3 dargestellt.

Die Hohlraumgrößen der beiden Formpaare sind unterschiedlich: Eine Form für die Hohlraumformung der Schale (auch als Station bezeichnet, der Hohlraum der Formung ist die mit Einsätzen umhüllte Schale), eine B-Form für die Hohlraumformung der Haut (auch als Station B bezeichnet, der Hohlraum ist die Kombination aus Schale und Haut zu einer ganzen zweifarbigen Schale für eine elektrische Zahnbürste) und eine Form A, eine B-Form derselben dynamischen Form.

In jedem Spritzgusszyklus wird der Kunststoff aus zwei Spritzeinheiten der Spritzgussmaschine durch zwei Sätze von Gießsystemen in die Hohlräume der Station und der Station B der Zweifarbenform gefüllt. Die zweifarbigen Kunststoffteile werden durch den einmaligen Positionsaustausch der beweglichen Formen der Stationen A und B erhalten.

2. Wichtige Punkte beim Formenbau

(1) Gestaltung des Gießsystems

Die Zweifarben-Spritzgussform verfügt über zwei Gießsysteme

(2) Hohlraumgestaltung

Wie aus Abb. 3 ersichtlich, weist die Kavität eine Haf-Struktur auf, die aus zwei klappenartigen Haf-Blöcken 4 und 12 besteht, und deren Trennfläche an der Kantenlinie der Außenhaut ausgewählt ist, um die Anforderungen an das ästhetische Erscheinungsbild zu erfüllen. a, b, die beiden Kernstationen sind gleich, aber der Kavitätsteil dreht sich nicht und ändert seine Position während des Spritzgießens nicht, sodass der Haf-Block in die feste Form eingesetzt werden sollte.

Der Haff-Block und der Führungs-/Schiebeverriegelungsblock werden durch eine T-Nut geführt und durch eine abgeschrägte Oberfläche verriegelt.

Feder 6 stellt sicher, dass sich der Schaftblock zuerst öffnet, den äußeren Trenn- und Kernziehvorgang abschließt und bei geöffneter Form einen ausreichenden Vordruck aufrechterhält.

Zughaken 16 und Zughaken 17 sorgen dafür, dass die Schaftblock-Trennkern-Extraktion an Ort und Stelle bleibt;

Die axiale Richtung des diagonalen Zugbegrenzungshebels 8 ist parallel zum entsprechenden T-Schlitz. Er behält eine gewisse Länge bei, so dass nach dem Lösen der Zughaken 16 und 17 voneinander beim Öffnen der Form die bewegliche Form gleichzeitig weiter von der festen Form wegbewegt wird und der Griffblock noch eine gewisse Bewegungsstrecke hat, um sicherzustellen, dass die Zughaken beim anschließenden Formschließvorgang nicht miteinander kollidieren.

Die zweite Farbe der Kavität im Spritzgussverfahren, die entsprechenden Schalenteile spielen nur eine Rolle bei der Abdichtung. Neben den Dichtungsteilen werden weitere Teile benötigt, um eine Leerverarbeitung zu vermeiden.

Um eine Verformung der ersten Farbschale während der zweiten Injektion zu verhindern, beträgt der Abstand zwischen der einen Seite und der anderen Seite der Kavität 0.1 mm.

(3) Die Gestaltung des inneren Kernextraktionsmechanismus

Seitliche Sacklöcher in der Innenwand der Schale haben eine gewisse Tiefe. Wenn Sie die Form gewaltsam entfernen, werden die Kunststoffteile beschädigt. Es besteht die Notwendigkeit, das Formteil des inneren Kernmechanismus zu verwenden, aber der zentrale Kern ist lang und dünn, was für häufig verwendete schräge Schieber und gekrümmte Stifte auf der Innenseite des Kernziehmechanismus ungeeignet ist.

Abbildung 4 zeigt, dass der Mechanismus zum Herausziehen des Federinnenkerns durch seitliches Lochformen realisiert werden kann. Das Funktionsprinzip ist Spritzguss, schräger Druckblock 2 der schrägen Seite der Kernkompression 5;

Wenn die Form geöffnet wird, werden durch die Formöffnungskraft die Trägerplatte 11 und die feste Kernplatte 2 getrennt, und der schräge Druckblock 5 bewegt sich mit der Trägerplatte nach unten, wodurch der seitliche innere Extraktionsraum frei wird. Unter der Wirkung der Federrückstellkraft wird an der Seite des Kerns 5 eine innere Pumpwirkung erzielt. Der Begrenzungsmechanismus auf beiden Seiten der Form trennt die Distanzbegrenzung von XNUMX mm, was ausreicht, um die erforderliche innere Pumpdistanz sicherzustellen.

Wenn die Form geschlossen ist, drückt der Kippblock 2 mit der Kippfläche gegen den Seitenkern XNUMX, um die Federkraft zu überwinden und ihn zurückzusetzen.

(4) Schwenken und Drehen

Da in die Kavitäten der Werkzeuge der Station A und der Station B jeweils einmal ein zweifarbiges Kunststoffteil eingespritzt werden muss, müssen die beweglichen Werkzeuge der beiden Stationen in jedem Spritzzyklus einmal ihre Position tauschen können.

Diese Form nutzt den integrierten Drehmechanismus der Zweifarben-Spritzgussmaschine, um eine 180°-Drehung der beweglichen Form zu erreichen.

(5) Kühldesign

Jeder Hafu-Block ist mit Kühlkanälen ausgestattet, symmetrisch angeordnet und die Hohlraumkühlung ist ausreichend, ausgewogen und so weit wie möglich konsistent. Das Kernkühlsystem ist schwierig anzuordnen, der maximale Durchmesser des Kerns beträgt nur 25 mm und es gibt einen internen Kernextraktionsmechanismus.

Der Kühlwasserweg des Kerns besteht aus zwei Langlöchern mit einem Durchmesser von 5 mm, wobei die beiden Langlöcher um 3° nach innen geneigt sind und ihr hinteres Ende in derselben Ebene liegt. Die Achsen der beiden Langlöcher sind in einer Ebene mit der Kernachse und verlaufen senkrecht zur Richtung des internen Pumpens, um sicherzustellen, dass die dünnste Wandstärke der Langlöcher mehr als 3 mm beträgt (siehe Abbildung 3).

(6) Design des Ausschubmechanismus

Die beiden beweglichen Formen sind gleich, daher sind auch die beiden Ausstoßmechanismen gleich. Der Vorgang des Auswerfens des Kunststoffteils erfolgt in der letzten Phase des Formenöffnens, d. h. das Ausstoßen des zweifarbigen Kunststoffteils aus dem Kern durch die Druckplatte 1, den Rückstellhebel 3 und die Bewegungsschablone 25, wie in Abbildung 3 dargestellt.

In einem Spritzgusszyklus darf die erste Farbe der Schalenrückseite aus der ersten Farbkavität nicht ausgeworfen werden; die zweite Farbe der Außenhaut, die die Schalenformung der zweifarbigen Zahnbürstenschalen bedeckt, darf nur zusammen ausgeworfen werden. Obwohl die beiden den genauen Mechanismus ausschieben, sind die Aktionsanforderungen daher unterschiedlich; nur die zweite Farbe der beweglichen Form der Schubplatte wird von der Spritzgussmaschine zum Auswerfen der Schubrolle verwendet.

Arbeitsprinzip

Die Formstrukturen der beiden zweifarbigen Schalen elektrischer Zahnbürsten sind identisch. Beide haben AA, BB, CC, DD und EE und insgesamt fünf Öffnungs- und Schließflächen. Wie in Abbildung 3 der zweiten Farbform gezeigt, wird das Funktionsprinzip der Zweifarbenform wie folgt erläutert:

(1) Schließen der Form, eine Injektion

Der Einsatz wird in die Kavität der Station A gelegt, die Form wird geschlossen und verriegelt, und die Spritzeinheit der Spritzgussmaschine A spritzt ABS-Schmelze in die Kavität der Station A und führt einen Spritzvorgang durch.

(2) Optimierung der ersten Phase der Formöffnung für eine effiziente Trennung und Schalenbildung

Der erste Schritt beim Öffnen der Form besteht darin, am Ende der Primäreinspritzung das Tor abzuziehen und die Haff-Trennung durchzuführen. In der Stationshöhle werden ABS geschmolzen und die Einsätze verbunden. Nach dem Halten des Drucks, Abkühlen und Erstarren wird die Schale mit Einsätzen geformt.

Die Form wird geöffnet. Die Rolle der Feder 8 sorgt dafür, dass sich die Form zuerst in der AA-Stellung befindet. Die beiden Halbblöcke werden nach hinten gezogen, um gleichzeitig mit der Kondensation die äußere Teilung des Kerns zu erreichen, bis der diagonale Zugbegrenzungshebel XNUMX die Rückwärtsbewegung des Halbblocks stoppt.

(3) Im zweiten Schritt der Formöffnung wird der Innenkern aus dem Gusssystem gelöst.

Beim weiteren Öffnen der Form kommt der schlangenförmige Hals des Begrenzungsmechanismus 15 mit seinen beiden federbelasteten Kugeln in Kontakt und zieht die feste Schablone 20, die BB-Seite öffnet sich und der innere Extraktionsmechanismus bewegt sich, um die innere Kernextraktion durchzuführen;

Nach einer Trennung von 5 mm bewegt die Begrenzungsvorrichtung am anderen Ende des Begrenzungsmechanismus die feste Schablone zurück. Zuerst wird die CC-Trennfläche geöffnet. Die Zugstange 10 sorgt dafür, dass das Kondensat des Gusssystems auf der Seite der Entbinderungskanalplatte 13 verbleibt. Dann wird die Entbinderungskanalplatte durch die Begrenzungszugstange 14 gezogen, die DD-Oberfläche geöffnet und das Kondensat des Gusssystems von der Zugstange 10 abgehoben und herausgenommen.

(4) Im dritten Schritt der Formöffnung wird das erste eingefärbte Kunststoffteil vollständig aus der Kavität entfernt.

Öffnen Sie die Form weiter. Wenn die feste Formsitzplatte 7 über den Begrenzungshebel 14 die feste Schablone 20 zieht, überwindet der Begrenzungsmechanismus 15 den Widerstand der Federkontaktperlen und löst sich. Die dynamische und die feste Form sind vollständig getrennt. Die erste Farbe mit Einsätzen hält den Kern weiterhin fest und die bewegliche Form wird vollständig aus der Hohlraumstation herausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt funktioniert der Startmechanismus der Station nicht und die erste Farbe wird nicht aus der Schale ausgeworfen.

(5) Die Form dreht sich um 180° gegen den Uhrzeigersinn.

Wenn der erste Spritzvorgang abgeschlossen ist, wird die erste Farbschale, die an der Seite der beweglichen Form verbleibt, nach einer Drehung um 180° gegen den Uhrzeigersinn mit der Drehscheibe der beweglichen Form an Station B gesendet. Anschließend wird die Form geschlossen und die Schale in Form eines Kerneinsatzes im Hohlraum der Form in Station B befestigt.

(6) Erneutes Schließen der Form, Nachspritzen

Beim erneuten Schließen der Form führt das B-Einspritzsystem der Spritzgussmaschine die zweite Einspritzung durch und spritzt die TPE-Schmelze in die Kavität der B-Station, um die Außenhaut zu formen (gleichzeitig spritzt das A-Einspritzsystem ABS-Schmelze in die Kavität der Station, um die Schale des nächsten Zyklus zu formen).

Nach dem zweiten Spritzguss schmilzt TPE und die erste Farbe ABS-Schale wird in der Formanordnung in zweifarbige Zahnbürstenschalen-Kunststoffteile geteilt.

(7) Öffnen Sie die Form erneut und entnehmen Sie die zweifarbigen Produkte.

Am Ende der zweiten Injektion werden nach dem Halten des Drucks, Abkühlen und Formen zweifarbige Kunststoffteile für die Zahnbürstenschale geformt.

Dann wird die Form geöffnet, und das Funktionsprinzip der Form und des ersten Formvorgangs sind beim Öffnen der Form genau gleich. In der letzten Phase, wenn die bewegliche Schablone 25 und die feste Schablone 20 weit genug auseinander sind, um die zweifarbigen Kunststoffteile herauszunehmen, verbindet sich die obere Stange der Spritzgussmaschine und befördert die bewegliche Form der Station B, drückt die Platte 1, drückt die bewegliche Schablone 3 durch den Rückstellhebel 25, die EE-Oberfläche ist offen und die zweifarbigen Produkte werden aus dem Kern herausgedrückt.

(8) Drehen Sie die Form um 180° im Uhrzeigersinn.

Der Drehteller der Spritzgussmaschine dreht die bewegliche Form um 180° im Uhrzeigersinn und die beweglichen Formen der Stationen a und b tauschen erneut ihre Positionen.

(9) Schließen Sie die Form, um einen Formzyklus abzuschließen.

Wenn die Form geschlossen ist, drückt der Rücksetzhebel 3 die B-Station heraus und setzt den Mechanismus zurück. Der interne Pump- und Haf-Mechanismus wird ebenfalls zurückgesetzt.

Nachdem die Form vollständig geschlossen und verriegelt ist, kann die nächste Injektion durchgeführt werden, wodurch ein Arbeitszyklus abgeschlossen wird. Bisher hat die Formwirkung einen vollständigen Zyklus des Zweifarben-Spritzgießens abgeschlossen.

Schlussfolgerung

Durch Zweifarben-Spritzguss können mehrere Kunststoffteile in der Formkombination hergestellt werden. So lassen sich Kunststoffteile mit schönem Aussehen, stabiler Leistung und hoher Bindungsfestigkeit formen und der Mehrwert der Kunststoffteile steigern.

Die Formgeräte sind jedoch teuer und erfordern hohe Anforderungen an die Präzision der Form, das komplexe Design und den Formprozess. In den letzten Jahren, mit der Entwicklung der digitalen Fertigungstechnologie und ihrer weit verbreiteten Verwendung, werden Zweifarbenformen und deren Gerätedesign und Herstellungsschwellen und -kosten immer weiter reduziert. Die Anwendung von Zweifarben-Kunststoffteilen beschleunigt den Trend zur Zweifarben-Spritzgusstechnologie und erhält ebenfalls immer mehr Aufmerksamkeit.

Der Autor hat das Design der Spritzgussform für die Schale einer zweifarbigen elektrischen Zahnbürste eingefügt, das Funktionsprinzip und die Designpunkte der Zweifarb-Spritzgussform analysiert und eine geschickt gestaltete Struktur der Halbform und einen Mechanismus zum Herausziehen des Federkerns entwickelt, um die fünf aufeinanderfolgenden Trennvorgänge der Form zu erreichen. Auf diese Weise wird die Zweifarb-Spritzgusstechnologie weiter vorangetrieben und ein Design mit solider Struktur und zuverlässiger Funktion der Form bereitgestellt, um ein gewisses Maß an Orientierung zu bieten.

Die Praxis hat bewiesen, dass die zweifarbige Spritzgussform für elektrische Zahnbürstenschalen eine kompakte Struktur sowie reibungslose und zuverlässige Öffnungs- und Schließvorgänge aufweist und eine effiziente, hochvolumige und qualitativ hochwertige Produktproduktion ermöglicht.