كيفية تصميم نظام الإخراج لقوالب الحقن؟

غالبًا ما يحظى القذف باهتمام هندسي أقل من قرارات خط البوابات والتبريد والفراق في مرحلة تصميم القالب الأولية. يتم التعامل معها على أنها تفاصيل يجب حلها بعد إنشاء هندسة التجويف الرئيسي وليس كاعتبار تصميم أساسي.

وهذا الترتيب خطأ. يحدد نظام الطرد بشكل مباشر:

حيث تظهر علامات الشاهد على سطح القطعة مما يؤثر على قبولها التجميلي

مقدار القوة المطبقة وأين، وهو ما يحدد ما إذا كانت المقاطع الرقيقة ستتشوه أو تتشقق

مدى موثوقية إصدار الجزء، مما يؤثر على وقت تشغيل الإنتاج ومعدل الخردة

ما إذا كان يمكن تشغيل القالب في وقت الدورة المستهدف، نظرًا لأن شوط الإخراج ووقت إعادة الضبط هما جزء من الدورة الإجمالية

يمكن لنظام الطرد ذو التصميم السيئ أن يجعل تصميم القالب السليم بشكل أساسي ينتج أجزاء معيبة باستمرار. والخبر السار هو أن المبادئ-راسخة وأن القرارات يمكن التحكم فيها إذا تم اتخاذها بالتسلسل الصحيح.

دبابيس القاذف - الاختيار القياسي

تعتبر دبابيس القاذف المستديرة هي طريقة القذف الأكثر شيوعًا. فهي سهلة التصنيع وسهلة الاستبدال، كما أنها -مفهومة جيدًا من قبل صانعي القوالب في جميع أنحاء العالم. قرارات التصميم الأكثر أهمية:

الموضع: يجب وضع الدبابيس على الأسطح غير التجميلية، في الأجزاء السليمة من الناحية الهيكلية للجزء (الأضلاع، والرؤوس، والمناطق المسطحة)، وتوزيعها لتطبيق قوة الطرد بالتساوي قدر الإمكان عبر مساحة الجزء. يؤدي تركيز قوة القذف على عدد صغير من المسامير إلى خلق ضغط موضعي يمكن أن يؤدي إلى تشويه المقاطع الرقيقة.

القطر: تقوم المسامير ذات القطر الأكبر بتوزيع القوة على مساحة أكبر ومن غير المرجح أن تترك علامات مرئية. الحد الأدنى لقطر الدبوس العملي هو عادة 2-3 مم؛ الدبابيس التي يقل حجمها عن هذا الحجم تكون هشة وعرضة للكسر. عندما تتطلب القيود التجميلية دبابيس صغيرة، استخدم القطر الأكبر الذي تسمح به الهندسة.

الرقم: المزيد من الدبابيس تعني عمومًا توزيعًا أفضل للقوة. الخطأ الشائع هو تحديد الحد الأدنى لعدد الأطراف لتجنب إضافة التكلفة، ثم اكتشاف أن انخفاض توزيع القوة يسبب تشويه الأجزاء. ل قالب حقن قذيفة الماوس في التطبيقات التي تكون فيها جودة السطح أمرًا بالغ الأهمية، يجب أن يستخدم مخطط القذف أكبر عدد ممكن من المسامير التي تسمح بها الهندسة.

ألواح الإزالة - للأجزاء التي لا تتحمل علامات الدبوس

تستبدل لوحة المتعرية دبابيس القاذف الفردية بلوحة تتصل بالمحيط الكامل أو بمساحة كبيرة من الجزء. عندما تتقدم اللوحة، فإنها تدفع الجزء بعيدًا عن القلب بشكل موحد دون نقطة الاتصال التي تنشئها المسامير.

تعتبر ألواح المتعرية هي طريقة الإخراج المفضلة لما يلي:

الأغطية ذات الجدران الرقيقة-والأجزاء الصدفية التي يمكن أن يؤدي اتصال الدبوس فيها إلى إنشاء علامات شاهدة

الأجزاء ذات الأسطح المفتوحة الكبيرة التي من شأنها أن تشوه تحت قوة طرد النقطة

أجزاء شفافة حيث يمكن رؤية أي علامة سطحية

المقايضة-: تضيف ألواح التجريد تعقيدًا ميكانيكيًا إلى القالب وتتطلب تكوين خط فراق حيث يمكن أن تعمل اللوحة دون التداخل مع مكونات القالب الأخرى.

قاذفات الشفرة - للأضلاع والزعانف والميزات الضيقة

قاذفات الشفرة عبارة عن دبابيس قاذف مسطحة ومستطيلة تُستخدم عندما يكون الدبوس الدائري عريضًا جدًا أو قد يفتقد الميزة التي تتطلب الإخراج. إنها قياسية لإخراج الأضلاع العميقة والزعانف الرفيعة والنتوءات الضيقة التي من شأنها أن تمسك بالقلب وتقاوم القذف.

بالنسبة لأسنان التروس على أقالب حقن تروس المحرك، غالبًا ما تكون قاذفات الشفرة أو القاذف الحلقي (الجلبة التي تتصل بسن الترس OD) مفضلة على المسامير المستديرة القياسية الموجودة في شبكة الترس، نظرًا لأنها تسمح بتطبيق قوة طرد أكثر مباشرة على الميزات ذات أكبر مساحة للقبضة.

طرد الهواء - للأجزاء الضحلة ذات المساحة السطحية الكبيرة

الهواء المضغوط الذي يتم حقنه من خلال منافذ صغيرة في التجويف أو القلب يخلق فرقًا في الضغط يساعد على كسر ختم الفراغ بين الجزء وسطح القالب. يعد طرد الهواء مفيدًا جدًا للأجزاء الضحلة والكبيرة-السطحية-(الأغطية، والصواني، والألواح المسطحة) حيث يكون الشفط هو المقاومة الأساسية للطرد بدلاً من قبضة الانكماش.

نادرًا ما يكون طرد الهواء كافيًا كآلية الطرد الوحيدة ولكنه يعمل بشكل جيد مع المسامير أو لوحة التجريد - حيث يكسر الهواء الشفط بينما تطبق العناصر الميكانيكية قوة الطرد.

الأنظمة المجمعة - للأجزاء المعقدة

تستفيد معظم الأجزاء ذات التعقيد الهندسي من مجموعة من طرق القذف: المسامير المستديرة القياسية في أقسام الجسم الرئيسية، وقاذفات الشفرة في الأضلاع أو الزعانف، وربما قاذف الأكمام حول رئيس مركزي، وطرد الهواء في مناطق مسطحة كبيرة. يتطلب تصميم المجموعة رسم خرائط لمناطق القبضة عبر هندسة الأجزاء واختيار الآلية الأكثر ملاءمة لكل منطقة.

الفأر سقالب حقن الجحيم

يتمثل التحدي المحدد في تصميم طرد قالب حقن غلاف الماوس في أن السطح الخارجي - السطح A- الذي يلمسه المستخدم - لا يمكنه إظهار أي علامات شاهد من دبابيس القاذف. يتمتع السطح الداخلي بقدر أكبر من التسامح مع العلامات، ولكن حتى هناك، يمكن أن تتداخل العلامات الواضحة جدًا مع تركيب المكونات الداخلية.

النهج المفضل لأصداف الماوس ومساكن الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المماثلة هو:

حدد جميع المساحات السطحية التجميلية الموجودة على الغلاف الخارجي واستبعد أي تلامس للقاذف من هذه المناطق

ضع مسامير القاذف في تقاطعات الأضلاع الداخلية - حيث يوفر هيكل الضلع الدعم ضد التشوه تحت حمل القذف

استخدم حلقة تجريد حول المحيط إذا كان للهيكل حافة سفلية محددة، مما يسمح بإخراج المحيط دون تلامس -دبوس السطح الداخلي

دبابيس الحجم بسخاء في المناطق المسموح بها لتقليل ضغط التلامس وتقليل عمق العلامة

وجدت دراسة حالة منشورة في المجلة الدولية لتكنولوجيا البلاستيك (2020) أن إعادة توزيع دبابيس القاذف من 6 دبابيس كبيرة إلى 14 دبابيس أصغر في مبيت إلكترونيات استهلاكية مماثل أدى إلى تقليل عمق علامة الطرد بنسبة 62% والقضاء على تشويه الأبعاد أثناء القذف - دون أي تكلفة إضافية للقالب.

قالب حقن تروس المحرك

يعد إخراج التروس الدقيقة دون تشويه هندسة الأسنان أحد تحديات الإخراج الأكثر تطلبًا في تصميم القالب القياسي. الاعتبارات الرئيسية:

قم بتطبيق قوة القذف على شبكة الترس أو المحور، وليس على أسنان الترس. يمكن أن يؤدي ملامسة الأسنان أثناء القذف إلى تشوه دائم في شكل السن، مما يؤثر على جودة الشبكة.

استخدم جلبة أو قاذفًا حلقيًا حول القطر الخارجي للترس، مع ملامسة وجه الترس بشكل موحد بدلاً من نقطة تحميل أي ميزة محددة.

قلل من شوط القذف المطلوب لتحرير الجزء. يمكن أن تتطلب التروس ذات الأسنان العميقة ضربات أطول، لكن الضربات المفرطة عند ملامسة وجوه الأسنان تخلق فرصة أكبر لتشويه المظهر الجانبي.

تأكد من أن درجة حرارة القالب ثابتة قبل الطرد. إن ترس المحرك الذي يتم إخراجه بينما لا يزال المحور أكثر سخونة بشكل ملحوظ من الأسنان يكون أكثر عرضة لخطر تشويه المحور أثناء الإخراج.

لعبة قالب حقن البلاستيك للسيارة

في لعبة قالب حقن البلاستيك للسيارةفي التصميمات، تتحول الأولوية إلى موثوقية القذف وكفاءة وقت الدورة بدلاً من الكمال التجميلي على كل سطح. عادةً ما يتم إخراج أجسام السيارات اللعبة ومكونات هيكلها بمعدلات دورات عالية، ويجب أن يكون نظام الإخراج قويًا بدرجة كافية للعمل بشكل موثوق على ملايين اللقطات دون -تآكل مكثف للصيانة.

تشمل الاعتبارات الرئيسية ما يلي:

استخدم دبابيس القاذف الصلبة (H13 أو ما يعادلها من الفولاذ، HRC 48–52) بدلاً من المسامير الفولاذية الطرية القياسية، والتي تتآكل بسرعة بمعدلات دورات عالية

تصميم لسهولة استبدال الدبوس - سوف تتآكل أو تنكسر في النهاية، ويجب أن يسمح التخطيط بالوصول الفردي للدبابيس دون الحاجة إلى تفكيك كبير

غالبًا ما يكون لقذف التوازن عبر الجزء - من أجسام السيارات اللعبة هندسة غير متماثلة (أحد الجانبين به فتحات عجلة، والجانب الآخر مسطح نسبيًا)، ويحتاج تخطيط القذف إلى التعويض عن عدم التماثل هذا من خلال وضع الدبوس الذي لا يزال يحقق توزيعًا متوازنًا للقوة

زاوية المسودة - إن الاستدقاق الطفيف المطبق على الجدران الرأسية بحيث تنفصل عن قلب القالب والتجويف أثناء القذف - لا يقل أهمية عن تصميم نظام القذف نفسه. يعد السحب غير الكافي أحد الأسباب الأكثر شيوعًا لالتصاق الأجزاء في القالب، ولا يمكن تعويضه بالكامل عن طريق إضافة المزيد من قوة القذف.

إرشادات زاوية المسودة القياسية:

هذه هي القيم الدنيا - المسودة الأفضل دائمًا من وجهة نظر الطرد، ضمن قيود الهندسة الوظيفية للجزء. تحتاج الأسطح المنسوجة إلى مسودة أكبر بكثير من الأسطح الناعمة لأن النسيج يتفاعل فعليًا مع سطح القالب. الأجزاء التي تبدو وكأنها تحتوي على مسودة كافية على نماذج أولية ناعمة غالبًا ما تلتصق عند تطبيق نسيج الإنتاج - وهي مشكلة شائعة ويمكن تجنبها.

لقالب حقن قذيفة الماوسالتصاميم ذات القوام السطحي الناعم، يجب تأكيد زاوية المسودة على الوجوه المنسوجة قبل تطبيق النسيج على القالب. يتطلب تغيير زاوية المسودة بعد التركيب إعادة-تشكيل الفولاذ وإعادة-تطبيق النسيج - وهي عملية إعادة صياغة مكلفة.

تعتمد القوة المطلوبة لإخراج جزء ما بشكل أساسي على:

المساحة المتوقعة لجميع الأسطح الملامسة لقلب القالب وجدران التجويف

معامل الاحتكاك بين مادة الجزء وسطح القالب

درجة حرارة القالب وقت القذف

صيغة تقدير مبسطة تستخدم على نطاق واسع في الصناعة:

قوة القذف (N)=منطقة التلامس المتوقعة (سم²) × ضغط قبضة الانكماش (MPa) × معامل الاحتكاك

يختلف ضغط القبضة حسب المادة: حوالي 5-15 ميجا باسكال لـ PP، و10-20 ميجا باسكال لـ ABS، و15-25 ميجا باسكال لـ POM، و20-35 ميجا باسكال للكمبيوتر الشخصي. تعتمد معاملات الاحتكاك على تشطيب السطح وطلاء القالب.

الاستخدام العملي لهذا الحساب ليس الحصول على رقم دقيق ولكن فهم كيفية قياس قوة القذف بالهندسة - والتأكد من توزيع إجمالي قوة القذف عبر منطقة تلامس كافية للبقاء تحت الضغط المحلي الذي قد يؤدي إلى تشويه الجزء.

إذا كانت قوة القذف المقدرة مقسومة على عدد دبابيس القاذف تنتج ضغط اتصال أعلى من إجهاد خضوع المادة عند درجة حرارة القذف (عادةً 30-60% من إجهاد الخضوع في درجة حرارة الغرفة)، فستكون هناك حاجة إلى المزيد من المسامير أو منطقة اتصال أكبر.

دراسة فيهندسة البوليمر والعلوم(2021) وجد أن التوزيع غير الصحيح لقوة الطرد كان مسؤولاً عن ما يقرب من 22% من حالات رفض الأبعاد في -إنتاج مباني الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية ذات الجدران الرقيقة -، وهي نسبة كبيرة تعزى بالكامل إلى تصميم نظام الطرد بدلاً من متغيرات المادة أو العملية.

الأبحاث فيالمجلة الدولية لتكنولوجيا البلاستيك(2020) وثق أن إعادة توزيع ملامسة الطرد من مصفوفات الدبوس المركزة إلى محيط متجرد موزع أدى إلى تقليل تشوه الأجزاء ذات الصلة بالقذف -بنسبة 58% في -الأجزاء ذات القشرة الرقيقة ذات الجدران.

العمل المنشور حول تأثيرات زاوية المسودة (مجلة تكنولوجيا صب الحقن، 2019) أن الأجزاء التي تم إخراجها بزوايا مسودة أقل من الحد الأدنى الموصى به لمستوى نسيجها أظهرت علامات التصاق وسحب بمعدلات أعلى من 4 إلى 7 مرات من الأجزاء ذات المسودة المناسبة - بغض النظر عن معلمات تصميم القالب الأخرى.

كانت إحدى الشركات المصنعة للإلكترونيات الاستهلاكية في جنوب شرق آسيا تنتج غلافًا للفأرة اللاسلكية في نظام ABS. تم تصميم القالب بستة دبابيس قاذف على السطح الداخلي للقشرة من أجل البساطة. أثناء تأهيل الإنتاج، ظهرت مشكلتان مستمرتان:

أولاً، كانت دبابيس القاذف الستة تنتج غمازات مرئية على السطح الداخلي تتداخل مع وضع دعامة تثبيت PCB بشكل صحيح - وكان لا بد من دفع الدعامة بقوة فوق العلامات، مما يؤدي إلى حدوث مشكلات في عملية التجميع. ثانيًا، كانت إحدى زوايا الغلاف ملتوية قليلاً باستمرار - نتيجة لتوزيع قوة القذف بشكل غير متساوٍ، مع وجود أقرب دبوس على بعد 45 مم من منطقة الزاوية.

أعادت شركة Sunhingstones تصميم نظام القذف بالتعاون مع صانع القوالب: تم ​​استبدال المسامير الستة الكبيرة باثني عشر دبوسًا أصغر موزعة بالتساوي عبر هيكل الضلع الداخلي، وتمت إضافة حلقة تجريد جزئية عند المحيط السفلي للصدفة. تلقت منطقة الزاوية التي كانت تفتقر سابقًا إلى دعم الطرد دبابيس إضافية موضوعة في تقاطع ضلع.

النتائج بعد تعديل نظام القذف:

تم تقليل عمق الدمل على السطح الداخلي من 0.15 مم إلى 0.03 مم - تحت حد خلوص التجميع، مما يؤدي إلى التخلص من مشكلة تثبيت الدعامة

تم إزالة صفحة انحراف الزاوية - الزاوية المتأثرة سابقًا والتي تم قياسها الآن ضمن 0.05 مم من القيمة الاسمية عبر 500 جزء تم قياسها في التأهيل

انخفض معدل رفض الإنتاج لأسباب تجميلية وأبعادية من 3.8% إلى 0.6%

تم استرداد تكلفة تعديل القالب في غضون ستة أسابيع من الإنتاج بناءً على تقليل الخردة وإعادة العمل فقط.

يمكن التحكم في قرارات تصميم نظام القذف في مرحلة التصميم ويكون تغييرها مكلفًا بعد بناء القالب. تحديد القيود التجميلية، ورسم قوى القبضة، واختيار الآلية المناسبة لكل منطقة، والتأكد من المسودة المناسبة قبل التركيب -، هذه الخطوات التي يتم إجراؤها بشكل صحيح في البداية تمنع تكاليف الخردة وإعادة العمل وتعديل القالب التي تنتج عن إصلاح مشكلات القذف في الإنتاج.

في Sunhingstones، نتعامل مع تصميم القذف كاعتبار هندسي أساسي للقالب منذ مراجعة التصميم الأولى - وليس تفاصيل يجب حلها بعد الانتهاء من هندسة التجويف. سواء كان التطبيق عبارة عن قالب حقن دقيق لقشرة الماوس، أو قالب مكون تروس، أو مكونات لعبة ذات حجم كبير-، فإننا نعمل من خلال تخطيط الإخراج بشكل منهجي قبل إطلاق التصميم للتصنيع الآلي.

اتصل الآن

روساتو، DV وروساتو، دليل قولبة الحقن MG، الطبعة الثالثة. سبرينغر، 2000. [المرجع التأسيسي لمبادئ تصميم نظام الطرد]

منجيس، G. وآخرون. كيفية صنع قوالب الحقن، الطبعة الثالثة هانسر، 2001.

تشن، دبليو سي وآخرون. "تقدير قوة القذف وتحسين الأجزاء المقولبة بالحقن البلاستيكية." هندسة وعلوم البوليمرات، المجلد . 61، العدد 4، 2021.

Lin, CY and Cheng, CH "تأثير تخطيط دبوس القاذف على دقة الأبعاد في قوالب الحقن ذات الجدران الرقيقة-." المجلة الدولية لتكنولوجيا البلاستيك، المجلد . 24، العدد 2، 2020.

بريدسون، JA للمواد البلاستيكية، الطبعة السابعة. بتروورث-هاينمان، 1999. [خصائص المواد لتقدير قوة القذف]

صانع الأحذية، J. دليل تصميم مولدفلو. هانسر، 2006.

بوزادا، AS وآخرون. "تأثير زاوية السحب على قوى القذف وجودة الأجزاء في قولبة الحقن." مجلة تكنولوجيا القولبة بالحقن، المجلد . 12، 2019.