Какви са често срещаните грешки при проектирането на шприцформи?

Грешка, открита по време на преглед на DFM, не струва почти нищо - това е просто дискусия между инженерите. Грешка, уловена след като 3D моделът е финализиран, обикновено струва $500 до $2000 за коригиране в CAD ревизии. Същата грешка, уловена след започване на рязането на стомана, струва от 5 000 до 15 000 долара. След изпитание T0 или T1 очаквате $10 000 до $30 000 за преработка. И ако грешка се промъкне в масовото производство, поправките обикновено струват $50 000 до $200,000 - плюс скрап от инвентар и щети на взаимоотношенията с клиентите, които трудно могат да бъдат количествено определени.

Това 100-към-1 увеличение на разходите през етапите е точно причината DFM с предно зареждане да има толкова голямо значение. Най-евтиното място за коригиране на грешка винаги е нагоре по течението, а най-скъпото място винаги е надолу по течението.

Те са подредени приблизително според това колко често се показват в реални проекти, въз основа на опита на нашия екип, работещ в стотици програми за формовки.

Грешка 1: Недостатъчни ъгли на газене

Това е грешка номер едно по честота и се появява навсякъде - от прости шприцовани части до сложни инструменти за производство с много-кухини.

Всяка пластмасова част се нуждае от малка конусност, наречена тяга, която позволява на частта да се освободи плавно от кухината. Минималното препоръчително течение е 1 градус на страна за повечето материали, като се препоръчва 1,5 до 2 градуса за козметични повърхности от клас A- и текстурирани елементи. Падане под 1 градус и силата на изтласкване може да се увеличи с 30 до 50 процента, което води до избелване на напрежението, изкривяване на размерите и ускорено износване на формата.

Тази грешка е особено вредна за сложна форма за шприцване на черупка на мишка с извити козметични повърхности. Дизайнерите, съсредоточени върху естетиката, понякога забравят, че всяко вертикално лице се нуждае от начертаване, което води до форми, които изглеждат красиви в CAD, но произвеждат-маркирани части в производството.

Грешка 2: Грешно местоположение на вратата

Портата е мястото, където пластмасата навлиза в кухината и нейното местоположение определя модела на потока, позицията на заваръчната линия и разпределението на налягането. Поставете вратата на грешното място и ще получите заваръчни линии върху видими повърхности, неравномерно запълване на частите или следи от потъване при свидетеля на вратата.

За козметични продукти местоположението на вратата никога не трябва да е на видима повърхност. За шприцформа за черупка на мишка, портата обикновено отива на вътрешната повърхност, където няма да се вижда от крайния потребител. Долната-на-частична преграда, края-на-частичната преграда или скрити подводни врати са всички опции -, но вратата не трябва да е на никоя повърхност, която клиентът ще види.

За функционални части местоположението на вратата също трябва да избягва създаването на заваръчни линии в-носещите зони. АМоторна редукторна инжекционна формас портата, поставена върху зъб на зъбно колело, ще създаде слабо място точно там, където здравината е най-важна.

Грешка 3: Неравномерна дебелина на стените

Пластмасовите части трябва да имат еднаква дебелина на стените навсякъде. Когато дебелината на стените варира, по-дебелите секции се охлаждат по-бавно от по-тънките. Резултатът: следи от мивка, деформация и вътрешно напрежение, които може да не се появят до седмици или месеци след формоването.

Основно правило в индустрията: вариацията на дебелината не трябва да надвишава плюс-или-минус 25 процента от номиналната дебелина на стената. Така че част с 2 mm номинална стена трябва да варира от 1,5 mm до 2,5 mm най-много. Всичко по-екстремно - като 1 mm стена, преминаваща към 3 mm плътна издатина -, гарантира проблеми.

Когато твърдостта или здравината изискват по-дебели секции, използвайте ребра и клинове, а не плътен материал. Това постига структурната цел, като същевременно се поддържа равномерно охлаждане.

Грешка 4: Неподходящ дизайн на охладителната система

Времето за охлаждане представлява 60 до 70 процента от общото време на цикъла. Форма с лошо проектирани охлаждащи канали ще произвежда части с бавни цикли през целия си експлоатационен живот -, оставяйки производствения капацитет и маржа на печалбата постоянно на масата.

Това е най-скъпата грешка за продукти с голям{0}}обем. АПластмасови PS чаши за шприцванекойто изпълнява 12-секундни цикли, когато трябва да изпълнява 7-секундни цикли, струва на производителя приблизително 70 процента от потенциалния капацитет. Над 50 милиона производствени единици, това са огромни пари.

Правилният дизайн на охлаждането изисква CFD анализ на етапа на проектиране, балансирано оформление на каналите, което гарантира равномерно разпределение на температурата в кухината, и разположение на каналите в рамките на 1,5 до 2,5 пъти дебелината на стената на повърхността на кухината. Конформните охлаждащи канали в 3D-отпечатаните вложки могат да осигурят допълнителни 15 до 30 процента намаления на цикъла на части със сложна геометрия.

Грешка 5: Остри вътрешни ъгли

Всеки остър вътрешен ъгъл под 0,5 mm радиус създава точка на концентрация на напрежение. При натоварване -, включително натоварване на изтласкване -, тези точки стават естественото място на повреда.

Правилото на индустрията: минималният вътрешен радиус трябва да бъде поне 0,5 пъти локалната дебелина на стената и в идеалния случай по-голям. Секция от стена с дебелина 2 мм трябва да има вътрешни радиуси най-малко 1 мм. По-малко от това и частта има вградена-слаба точка точно там, където физиката ще я използва.

За прецизностМоторни зъбни колела за инжектиране,това правило важи специално за корените на зъбните колела. Корените на зъбите с неадекватни радиуси на филета се разрушават при натоварване от умора при много по-малък брой цикли, отколкото правилно проектираните зъби - понякога с фактори от 5 до 10 спрямо очаквания експлоатационен живот.

Грешка 6: Лош дизайн на вентилационния отвор

Когато разтопената пластмаса потече в кухината, тя трябва да изтласка някъде въздух. Неадекватното вентилиране причинява компресиране на въздуха в частта, което води до следи от изгаряне (уловеният въздух се запалва при компресия), къси удари (частта не успява да се запълни напълно) или порьозност (въздушни мехурчета, хванати в частта).

-Стандартната дълбочина на вентилационния отвор в промишлеността е 0,02 до 0,04 mm за повечето термопластмаси - достатъчно дълбоко, за да позволи на въздуха да изтича, достатъчно плитко, за да не може пластмасата да се промуши и да създаде светкавица. Вентилационните отвори трябва да се поставят в последните точки за запълване, обикновено в краищата на пътищата на потока.

Една правилно вентилирана форма може да работи с 10 до 20 процента по-бързи скорости на инжектиране от тази с лоша вентилация, което допринася пряко за времето и качеството на цикъла.

Грешка 7: Подценяване на изискванията за изтласкване

Изваждането изглежда просто - щифтове изтласкват частта от матрицата. Но изтласкването е мястото, където всъщност произлизат много козметични проблеми и проблеми с размерите.

Често срещаните грешки при изхвърляне включват твърде малко щифтове (концентриране на сила върху твърде малка площ), щифтове, поставени под козметични повърхности (създаване на видими следи от свидетели), щифтове с твърде малък диаметър (концентриране на напрежението) и щифтове, поставени върху тънки стени (причиняващи побеляване или изкривяване на напрежението).

Индустриалните насоки препоръчват един ежекторен щифт на 25 до 40 cm² площ на проектираната част, като силата на щифт остава под 2 N/mm². За козметични-критични приложения като aФорма за шприцване на корпуса на мишката, помислете за пластини за отстраняване, които разпределят силата на изтласкване равномерно по целия периметър, вместо да я концентрират в местата на щифтовете.

Различните категории продукти най-често страдат от различни грешки. Разбирането коя грешка е най-вероятна за вашия конкретен проект помага да насочите вниманието на прегледа на DFM там, където е най-важно.

Прегледът на Design for Manufacturing е единствената-дейност с най-висока ROI във всеки проект за инструменти. Ето защо ранното откриване на проблеми е много по-евтино от късното им улавяне.

Най-добрата практика в индустрията е поне два официални цикъла на преглед на DFM на проект: един на етап концепция (преди да започне детайлният дизайн) и един с финализирания 3D модел (преди да започне производството на инструментална екипировка). Някои сериозни проекти добавят трети преглед, специално фокусиран върху резултатите от симулацията от Moldflow или подобни инструменти.

Индустрията за проектиране на матрици се промени значително през последните пет години, до голяма степен водена от симулация и инструменти за изкуствен интелект.

Симулацията на Moldflow и Moldex3D вече е стандартна практика в приблизително 62 процента от най-високите-фабрики за шприцформи. Тези инструменти предвиждат модели на потока, идентифицират потенциални заваръчни линии, маркират рискове от къс-изстрел и подчертават проблемите с охлаждането, преди стоманата да бъде срязана.

Управляваните-инструменти за DFM анализ могат да сканират 3D CAD модел и автоматично да маркират често срещани проблеми в дизайна - по-малка черта, остри ъгли, неравномерна дебелина на стените и други. Някои платформи произвеждат автоматизирани DFM отчети за минути, които преди са отнемали часове на инженерен преглед.

Дигиталната двойна проверка се появява за програми с висока-стойност, при които симулиран модел на матрица се валидира спрямо действителната производствена производителност за усъвършенстване на бъдещи дизайни.

Данните от индустрията показват, че нивата на преработване на матрицата са спаднали от приблизително 35 процента (пред-ера на симулацията) до приблизително 15 процента за магазини със зрели процеси на симулация - драматично подобрение в степента на успеваемост при първия-пробен процес.

Няколко стандарта управляват процеса на проектиране на матрицата и критериите за приемане:

Рамка на системата за управление на качеството ISO 9001

Насоки на SPE DFM за шприцовани пластмаси

Стандарт ASTM D955 за измерване на пластично свиване

ASTM D3641 стандартна практика за леене под налягане

IATF 16949 за качество на автомобилния доставчик

ISO 20457 за допустими отклонения на размерите на пластмасовите части

Сериозенпроизводител на шприцформидокументи DFM преглед спрямо тези стандарти като част от стандартните резултати от проекта.

68% от проектите за шприцформи изпитват сериозни проблеми с дизайна при първия опит (SPE данни)

Проблемите, уловени в DFM, струват $0-$2000; същите издания в масовото производство струват $50 000-$200,000+

Седем най-често срещани грешки: недостатъчно течение, грешно местоположение на вратата, неравни стени, неадекватно охлаждане, остри ъгли, лоша вентилация, подценяване на изхвърлянето

Различните продукти страдат от различни типични грешки -Форма за шприцване на корпуса на мишкатапроекти често виждат грешки в местоположението на вратата, проектите за шприцформи за моторни зъбни колела страдат от проблеми с радиуса на ъгъла, проектите за шприцформи за пластмасови PS чаши плащат за лошо охлаждане

Два цикъла на преглед на DFM са най-добрата практика в индустрията

Съвременната симулация е намалила процента на преработка на матрицата от 35% на 15%

Най-добрата възвръщаемост на инвестициите в инструментите винаги е-предварително заредена DFM инвестиция

Седемте грешки, обхванати по-горе, представляват приблизително 80 процента от неуспехите на проекти за шприцформи. Всеки един от тях може да бъде предотвратен с подходящ преглед на DFM на етапа на проектиране - и всеки един от тях става драстично по-скъп колкото по-късно бъде уловен.

Sunhingstones предоставя изчерпателен преглед на DFM като стандартна практика във всеки проект: козметични програми за шприцформи за мишки, прецизни инструменти за шприцоване на моторни зъбни колела и големи{0}}обемни проекти за шприцформи за пластмасови PS чаши. Говорете с нашия инженерен екип за вашия дизайн, преди да стартирате инструментите - това е най-добрият-разговор, който можете да проведете за вашия проект.

Свържете се сега

Общество на инженерите по пластмаси (SPE) - Годишно проучване на дефектите при леене под налягане

Асоциация на пластмасовата индустрия - Анализ на разходите за преработка на форми

ASTM D955 - Стандартен тестов метод за измерване на пластично свиване

ASTM D3641 - Стандартна практика за тестови образци за леене под налягане

ISO 9001:2015 - Системи за управление на качеството

ISO 20457 - Допуски на размерите на пластмасови части

Autodesk Moldflow - Бели книги за симулация на леене под налягане

Списание за пластмасови технологии - Годишно проучване на индустрията относно практиките на DFM

IATF 16949 - Стандарт за управление на качеството на автомобилите

DME Company - Ръководство за проектиране на компоненти на матрици