Byggmaterial
Lämpligt formstål bör väljas baserat på applikationskrav. För prototyper är härdat formstål onödigt. I de flesta fall används för-härdat stål eller aluminium för att minska kostnaderna och underlätta formjusteringar under prototypstadiet. Dessa mjuka metaller kan också forma tillräckligt med provbitar och prefabricerade delar. För-härdade formstål (som P-20 eller NAKR-55) används ofta för storskaliga formar eftersom härdning av formstål är opraktisk för stora applikationer.
För högre produktionsvolymer krävs härdat formstål för kärnan och kaviteten. S-7, H-13 och rostfritt stål 420 är de mest använda stålen. S-7 är ett utmärkt formstål som kan användas för utökade produktionsoperationer. Om mycket höga smält- och formtemperaturer krävs, bör H-13 stål väljas. H-13 kan också användas för att tillverka varma grenrör. H-13 har en mycket hög anlöpningstemperatur och tål mycket höga formbearbetningstemperaturer utan att påverka dess hårdhet.
Rostfritt stål är det bästa valet för formstål där hög slitstyrka krävs eller där betydande kondens uppstår i miljön. Hög-slitage kan tillverkas av stål av A2-, ASP23- eller D-2-typ.
Alla formstål kan skyddas mot slitage och korrosion med någon typ av beläggning. Endast rostfritt stål kan repareras genom svetsning och bearbetning. För stål med befintlig beläggning är reparation endast möjlig efter att beläggningen har tagits bort. Efter reparation måste beläggningen appliceras igen.
Bild
Ytfinish
Ytfinishen på gjutna delar kan variera beroende på estetiska krav, kundbehov och funktionalitet. Från spegel-liknande hög-blank finish av SPI #1 till strukturerade ytor som uppnåtts genom etsning, kan LNP-kompositer uppnå praktiskt taget alla typer av gjuten ytfinish. Det är viktigt att förstå att vissa material uppvisar förbättrad prestanda med vissa formytor. Till exempel visar polypropen betydligt bättre släppegenskaper i matta formar än i hög-blanka formar. Att uppnå en högblank finish är svårt med hög-fyllmedelsharts. Avluftning
Ventilation är en avgörande del av formningscykeln för att maximera formprestandan. När termoplastmaterial kommer in i formhålan måste luft drivas ut. Ventiler är vanligtvis placerade vid de senast fyllda områdena, nära sömlinjen och på löparsystemet. Ytterligare ventiler fördelade runt delningslinjen kan avsevärt förbättra den totala ventilationsprestandan. Restgas i formen visas som brännmärken på den gjutna delen. En grundläggande tumregel är att gas i formen måste kunna strömma ut i samma takt som plasten som kommer in i hålrummet.
Tomrumsdjupet varierar beroende på vilket material som används – i allmänhet kräver amorfa termoplaster större tomrumsdjup på grund av sin högre viskositet.
Bild
Single-Cavity och Multi-Cavity
Tre grundläggande typer av formar används oftast inom industrin, speciellt för formar som använder LNP-kompositer.
Den vanligaste typen är konfigurationen med två-plattor som visas i figur 1. Material sprutas in i delen genom löparbussningen och löparsystemet. Efter kylning matas alla gjutna delar ut (inklusive grindar, löpare och inlopp). Delarna tas sedan bort och de återstående skenorna och inloppen kasseras eller återvinns.
Figur 2 visar en form med tre-plattor med kalla löpare. Med denna design sprutas material in i delhåligheten genom löparen och inloppssystemet. Efter kylning öppnas formen och separerar delen från grindarna och löparna. Delen faller av naturligt från löparna. Löparna, grindarna och öppningarna måste fortfarande återvinnas eller kasseras.
Figur 3 visar en elektriskt uppvärmd grenrörsform. Förgreningsröret och gate-sondkanalerna värms upp till eller nära polymerens smälttemperatur, vilket håller materialet smält. Detta eliminerar behovet av att hantera avfall från skenorna, grindarna och inloppen. Dessa system är dyrare än konventionella två-plattor eller tre-plattor, men ger bättre termisk kontroll av materialet och genererar lite avfall.
Bild
Hot Runner
Hela varma löpare formar, eller "runnerless" formar, erbjuder många fördelar, men kräver noggrann design för att säkerställa korrekt kontroll av smältan som strömmar in i formhåligheten. Medan formar utan löpare genererar praktiskt taget inget avfall under gjutningsoperationer, är de benägna att få problem vid start, särskilt med semi-kristallina LNP-kompositer, som är benägna att stelna snabbt. Principer att följa inkluderar:
• Använd endast väl-balanserade grenrörssystem som är speciellt utformade för applikationen.
• Beroende på vilket material som används kan den heta löparen utformas för att möjliggöra direkt hällning på delen med hjälp av en bottenplatta med öppen grind, eller en ventilport för restfri formning-, eller så kan grinden placeras på en liten ytlöpning.
• Den uppvärmda löpbanan och den varma bottenplattan ska ge en jämn flödesväg in i formrummet och värmas upp externt.
• Vid användning av långa glasfiberarmerade hartser är portrester oundviklig.
• Använd ett komplett system från en enda hot runner-tillverkare, istället för att använda olika komponenter från olika tillverkare.
• Grindstorleken beror på mängden och typen av tillsatt material, delstorlek/förhållande och väggtjocklek.
• Kontakta GE Plastics Groups tekniska personal för mer information om design av hot runner.
2. Guide till vanliga metoder för att förbättra mögelytan inom plastbearbetningsindustrin
Tabellen nedan ger formoperatörer och formtillverkare en mängd vanliga behandlingar av formstål för att förbättra korrosionsbeständigheten eller slitstyrkan. Andra lösningar kan också finnas.
Bild
3. Löpare, sprutor och grindar
Sprue Bussningar
Vid användning av konventionella formar kommer hett material in i formen genom inloppsbussningen. Löparsystemet leder materialet genom porten in i formhåligheten. Rätt design och dimensionering av inloppsbussningen är avgörande för korrekt smältfördelning och korrekt utkastning av den gjutna delen. Inloppets "O"-diameter bör vara ungefär 20 % större än munstyckets utloppsdiameter för att förhindra att inloppet blockeras när formen öppnas. Ett schematiskt diagram över inloppets dimensioner visas nedan. "O"-dimensionen är också nära relaterad till storleken på delarna och löparna. Uppvärmda löparbussningar kan användas istället för konventionella löparbussningar. Den initiala kostnaden för en uppvärmd löpare (eller "het" bussning) kan vara högre än för en "kall" bussning, men det minskar avfallet avsevärt eftersom det eliminerar löparen som löper längs varje del eller löpsystem. Med en uppvärmd bussning kan kontrollen av smälttemperaturen som kommer in i löparsystemet vara mycket mer exakt.
Bild
Löpardesign
Löpare bör vara så korta som möjligt för att minska onödiga tryckfall. Ett cirkulärt-tvärsnitt är att föredra. Om löparen måste placeras halvvägs i formen, använd en trapetsformad löpare med rundad botten. Halv-cirkulära och platta löpare är ineffektiva och rekommenderas inte. Löpare bör tillåta materialet att flyta jämnt och obegränsat in i en eller flera delar (om flera hålrum används). Vanligtvis måste en löpare minskas i diameter med 20 % för varje 90 graders rotation. Detta måste beaktas vid utformningen av löparsystemet. Cirkulära löpardiametrar är vanligtvis 0,125" – 0,375" (3,2 – 9,5 mm). Bild
Port |
Portdesign för LNP-kompositdelar bör ge gott om bearbetningsmarginaler utan att skapa-formpåkänningar. Beroende på vilken typ av grind som används (dvs. ubåt, kant, klack, etc.), styr vissa grundläggande grinddimensioner fyllningshastigheten, mängden material som strömmar in i formhåligheten och delens stelningshastighet.
Väggtjocklek bestämmer grindens storlek, medan delens geometri bestämmer portens placering på delen. Det finns tre nyckelgrinddimensioner: djup, bredd och yta. Specifika konstruktioner för flera grindtyper visas på nästa sida.
Portens storlek/plats
• Minsta grindstorlek är 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) för långfiberkompositer från Verton - runda eller trapetsformade - 50–60 % väggtjocklek (för kristallina kompositer) - 50–75 % väggtjocklek (för amorfa kompositer)
• Helst bör porten placeras där väggsektionen är tjockast - rikta in porten direkt mot väggen eller bussningen för att förhindra återfyllning och "jetting" (förutom för Verton långfiberkompositer). - tunnelportar rekommenderas inte för Verton-kompositer.
