Ghid de proiectare a turnării în 2 lovituri: grosimea peretelui, închiderea și împerecherea materialelor

Imaginează-ți o pompă dozatoare de săpun cu un corp rigid din polipropilenă și un buton TPE la atingere moale. În urmă cu un deceniu, calea standard a fost de a modela cele două componente separat, apoi de a le monta prin presare sau de a le lipi împreună. Modurile de defecțiune - mânere de dezlipire, mânere de alunecare, inventar dublu, forță de muncă suplimentară - sunt toate familiare inginerilor de producție. O presă de turnare cu două lovituri (2 lovituri) îndepărtează cea mai mare parte prin turnarea miezului, rotirea sculei și supramularea mânerului în cadrul aceluiași ciclu. Problema este că acest proces compact funcționează numai atunci când geometria matriței, perechea de materiale și comportamentul mașinii sunt proiectate împreună. Aceste linii directoare sunt diferența dintre o îmbinare mecanică de încredere și o revendicare de delaminare.

Ce este turnarea în 2 lovituri?

Turnarea cu două injecții - numită și turnare cu două componente, dual-shot sau 2K - folosește o singură unitate de prindere, dar două unități de injecție separate. Într-un aspect tipic al mesei rotative, o matriță montată pe o placă rotativă primește primul material, se indexează la 180 de grade, apoi se închide pe al doilea butoi pentru a doua lovitură. Cele două materiale se solidifică unul împotriva celuilalt, formând o legătură chimică sau mecanică, iar partea multimaterială este ejectată în același ciclu. Fără manipulare a inserției, fără presă secundară, fără adeziv.

Designerii se întreabă adesea dacă turnarea în două lovituri este aceeași cu supramularea. Strict vorbind, supramularea se poate face pe o mașină standard prin transferul unei inserții întărite într-o altă matriță. Turnarea în două lovituri este versiunea integrată: o mașină, un ciclu, un set de matrițe. Această distincție contează la momentul cotării, deoarece uneltele autentice cu două lovituri sunt de obicei mai scumpe de construit, dar mai ieftine de executat. A mașină de turnat prin injecție în două culori implementează acest principiu cu un sistem de control dedicat atât pentru butoaie, cât și cu o placă de index servo-acționată.

Șapte reguli de proiectare care decid succesul modelării

Odată ce conceptul mașinii este fixat, proiectantul matriței controlează rezultatul. Aceste reguli sunt ordonate în funcție de frecvența problemelor observate în producția și auditurile clienților.

Regula 1: Începeți cu perechea de materiale

Forța de legătură este prima poartă. Un TPE nu va prinde chimic orice plastic de inginerie. Pe polipropilenă, majoritatea TPE-urilor stirenice formează o legătură puternică; pe PBT sau nailon, îmbinarea depinde de obicei doar de interblocarea mecanică, care este slabă în coajă. Un punct de pornire practic este asocierea materialelor cu temperaturi de topire similare, cu aproximativ 40–60°C, astfel încât a doua injectare să nu o înmoaie prea mult pe prima. Validați întotdeauna cu gradul specific de TPE, mai degrabă decât cu o fișă de date generică, deoarece duritatea și conținutul de ulei modifică semnificativ comportamentul de aderență.

Regula 2: Păstrați peretele de la primul lovitură suficient de rigid

Substratul împuşcăturii 1 trebuie să rămână stabil din punct de vedere mecanic în timp ce cea de-a doua ţeavă se combină cu el. Pentru majoritatea materialelor termoplastice, mențineți peretele minim al shot-ului 1 peste 1,2 mm; limbajul cu pereți subțiri se aplică aici la fel ca și în turnarea cu o singură lovitură. În cazul în care cel de-al doilea material se înfășoară în jurul unei margini, prelucrați o tăietură încastrată în geometria primei lovituri. Această blocare mecanică protejează legătura chimică și supraviețuiește solicitărilor de exfoliere mult mai bine decât o interfață plată.

Regula 3: Proiectați terenuri de închidere care supraviețuiesc presiunii de injecție

Fiecare linie de etanșare dintre cele două cavități trebuie să reziste la a doua presiune de injecție. Terenuri de închidere proiectate de cel puțin 3 mm lățime pe planul de despărțire, cu unghiuri de oțel perpendiculare pe direcția de închidere. Evitați opririle în trepte care lasă blițul să sară dintr-un colț uzat. Dacă un știft de blocare trebuie să stea lângă cavitatea celui de-al doilea lovitură, plasați știftul în interiorul terenului de închidere, astfel încât niciun semn de martor să devină o cale de scurgere.

Regula 4: Poartă a doua lovitură paralelă cu suprafața existentă

Poarta pentru împușcarea 2 trebuie să direcționeze topitura în cavitate fără a eroda suprafața primei împușcături. Cea mai sigură geometrie este o poartă submarină sau tunel orientată paralel cu peretele existent, astfel încât fluxul alunecă peste primul material în loc să se lovească perpendicular. Presiunea de ambalare trebuie apoi echilibrată între cele două porți; Analiza curgerii matriței este acum standard pentru verificarea echilibrului înainte de tăierea oțelului.

Regula 5: Luați în considerare contracția diferențială și aspirația

Cele două materiale se micșorează la viteze diferite. Un substrat ABS rigid se poate micșora cu aproximativ 0,5%, în timp ce un TPE moale se poate micșora cu 1,5–2,5%. Materialul mai rigid dictează dimensiunea finală, dar stresul rezidual al interfeței poate provoca deformarea grinzilor subțiri. Păstrați unghiuri de pescaj de 1–2° pe pereții exteriori și 2–3° acolo unde a doua lovitură se înfășoară în jurul șefilor. Pe piesele mai lungi de 150 mm, adăugați un plus de 0,1–0,2° la 100 mm de lungime, deoarece o eroare de index de rotație la platan devine o nepotrivire vizibilă la marginea îndepărtată a cavității.

Regula 6: Planificați secvența de ejectare

Formele cu două injecții au adesea nevoie de ejectare în două etape, deoarece al doilea material se va lipi de un miez texturat. Folosiți plăci de stripare pentru partea cu aderență ridicată de TPE și mențineți știfturile de miez în trepte pentru a evita urmele de aspirare. Problema mult mai comună este marcarea suprafeței de la prima lovitură în timpul rotației: fiecare miez care trebuie să elibereze a doua înălțime a cavității are nevoie de o călătorie suficientă înainte ca masa să se indexeze. Acesta devine un calcul al dimensiunii matriței la începutul proiectării, nu o ajustare la nivelul atelierului.

Regula 7: Setați toleranțe ținând cont de interfață

Piesele multimaterial acumulează toleranță de la două curbe de contracție diferite și un mecanism de indexare. Evitați să specificați toleranțe de poziție strânse peste limita materialului. În schimb, definiți un martor de despărțire permis pe partea a doua lovitură și proiectați caracteristici de împerechere care se auto-localizează. Această abordare este adoptată pe scară largă în piesele interioare ale autovehiculelor, mânerele medicale și husele electronice de larg consum - segmente pe care le sprijinim prin ingineria aplicatiilor .

Selectarea mașinii: potrivirea presei la matriță

Alegerea mașinii de injectare nu este o idee ulterioară. Trei parametri ai mașinii afectează direct designul matriței: suprafața proiectată, volumul de împușcare și diametrul mesei rotative. Producătorii de turnare estimează de obicei forța de strângere necesară adăugând suprafața proiectată a ambelor cavități și aplicând factorul de tonaj specific materialului, apoi adăugând o marjă de siguranță de 10-20%. În al doilea rând, echilibrul unității de injecție contează: dacă împușcarea TPE este de numai 2–5 g, rezoluția de măsurare a celui de-al doilea butoi determină dacă puteți menține repetabilitate de ±0,1 g. În al treilea rând, masa rotativă trebuie să elibereze toate miezurile și diapozitivele în timpul indexării - aceasta stabilește adesea distanța minimă între bare de legătură înainte de a lua în considerare tonajul nominal.

HXS160 Mașină de turnat prin injecție cu două culori pentru piese de dimensiune medie Această mașină cu două lovituri cu unități de injecție independente și o masă rotativă servo se potrivește cu forțele de strângere medii, făcându-l un punct de intrare practic pentru panouri de control, mânere, capace și componente ale aparatelor de uz casnic. Vizualizare produs →

Pentru forțe de strângere în jur de 160–200 de tone, mașinile bicolore special construite, cum ar fi HXS160 și HXS200, oferă două unități de injecție independente și o masă rotativă servo-sensibilă. Acesta devine punctul de plecare standard pentru panourile de control de dimensiuni medii, mânerele, capacele și piesele de electrocasnice. Graficul de mai jos compară secvența de producție efectivă a unui traseu de inserție în doi pași și a unui traseu rotativ cu două trageri la o scară relativă.

Defecte comune și modul în care proiectarea le previne

Chiar și o matriță cu 2 lovituri bine concepută poate eșua dacă interacțiunea dintre cele două fotografii este ignorată. Tabelul de mai jos enumeră defectele care apar cel mai des în auditurile de producție, împreună cu acțiunile corective la nivel de proiectare și de mașină.

Verificare a realității costurilor și ciclului

La etapa de cotare, mulți cumpărători compară costul sculelor cu două lovituri pe cavitate cu o unealtă cu o singură lovitură. Răspunsul sincer este că sculele cu două lovituri costă mai mult, deoarece conține două seturi complete de cavități, două sisteme de poartă și un aranjament de închidere mult mai precis. Costul total de proprietate favorizează, de obicei, turnarea în 2 lovituri atunci când volumul anual depășește aproximativ 50.000 de unități, iar procesul alternativ include o etapă de asamblare manuală sau automată. Economiile secundare - mai puțină forță de muncă, fără lipici, fără piese de poziționare, fără un al doilea istoric de căldură - acoperă adesea prima de scule în primul an de producție.

HXS200T Mașină de turnat prin injecție Servo cu economie de energie în două culori Cu un tonaj mai mare, un volum de împușcare mai mare și un platou mai mare, acest model acceptă părți mai grele la atingere moale și dispoziții cu două cavități, în timp ce servomotor și butoaiele duble permit turnarea eficientă a mai multor materiale. Vizualizare produs →

Pentru piesele de peste 20 g sau cu o suprafață mare la atingere moale, HXS200 oferă spațiul de cap cu volumul de fotografiere și dimensiunea platanului pentru a gestiona configurații mai mari cu o singură cavitate și două cavități. De asemenea, suportă tonaj mai mare necesar atunci când zona proiectată a doua lovitură se apropie de limita de prindere.

Întrebări frecvente