Lisování za pomoci plynu

Na základě základního konceptu proudění plynu vyvíjí deset pravidel pro návrh dílů, aby se usnadnilo použití procesu vstřikování za pomoci plynu.

Pravidlo 1: Upřednostněte návrh uspořádání plynového kanálu
Navrhování uspořádání plynového kanálu nejprve podle účelu použití procesu vstřikování za pomoci plynu, bez ohledu na to, zda se jedná o vyvrtání středové části součásti, úsporu materiálu, zvýšení strukturální pevnosti plynovými kanály, zabránění deformaci nebo pouze použití stlačeného plynu v nějaké místní oblasti, aby se zabránilo značce propadu.

Pravidlo 2: Jasně definujte dráhu proudění plynu. Vyhněte se rozvětvenému proudění plynu.
Plyn je citlivý. Dává přednost nejmenšímu odporu natolik, že nejprve proudí tímto směrem. Pro konstrukci plynového kanálu je obtížné realizovat, aby byl plyn rovnoměrně rozdělen na dvě identické větve, jak je znázorněno na obrázku 4. Možnost vytvoření identických odporových podmínek ve skutečnosti na dvou větvích během skutečného lisovacího procesu, což vede k identickému proudění plynu a distribuce v rámci obou větví je značně vzdálená. Nepatrné stavové rozdíly mezi dvěma větvemi, jako je rozměr nástroje, teplota taveniny, postup čela taveniny a teplota formy, způsobují rozdíl v odporech proudění plynu, což má za následek očekávanou identickou distribuci plynu v plynovém kanálu neidentickou. Ponechává plynem nenaplněný segment plynového kanálu, kde je vysoké riziko vzniku propadu. Návrhář dílu musí jasně definovat cestu proudění plynu. Je třeba se vyhnout rozvětvenému plynovému kanálu, který je nejednoznačný pro proudění plynu vpřed.

Pravidlo 3: Navrhněte rozložení plynového kanálu přes celý díl a symetricky.
Balení a držení jsou důležité procesní fáze, během kterých je vstřikovaný plastový materiál stlačován, čímž je hustota lisovaného dílu co nejvyšší a co nejrovnoměrnější. V tradičním procesu vstřikování je to strojní šroub, který vyvíjí balicí/přídržný tlak dlouhou cestu od trysky stroje přes vtokový kanál, vtok, bránu do vnitřní dutiny skrz vstřikovanou taveninu. Místo toho v procesu lisování s pomocí plynu je to vstřikovaný plyn uvnitř součásti, který již sám vyvíjí balicí/přidržovací tlak. U plochého dílu je důležité navrhnout rozložení plynového kanálu přes celý díl, aby se formovacímu dílu poskytl celkově blízký zdroj těsnicího/přídržného tlaku a jeho rovnoměrný účinek podél plynového kanálu. Je také důležité navrhnout rozvržení plynového kanálu symetrickým způsobem, aby se zajistilo, že formovací část bude mít rovnoměrný a vyvážený těsnící/přídržný tlakový účinek napříč k plynovému kanálu (obrázek 2). Kromě toho symetrické uspořádání plynového kanálu může snížit složitost procesních podmínek ohledně řízení a dodávky plynu.

Pravidlo 4: Ztenčení části celkově a zahuštění části lokálně, kde je navržen plynový kanál.
Ve srovnání s tradičním procesem vstřikování může být celková jmenovitá tloušťka dílu pro vstřikování s pomocí plynu tenčí, aby se ušetřilo materiál. Pevnost dílu pak může být zvýšena plynovým kanálem, kde působí jako žebro, ale s neobvykle tlustší základnou, aniž by došlo k problémům s propadem, pokud je vhodně navržen (obrázek 3). Kromě toho před vstřikováním plynu do plynového kanálu hraje plynový kanál nejprve roli vedoucího toku, aby napomohl tavenině naplnit se přes ztenčovací část jako celek. Poté, co se plyn distribuuje v plynovém kanálu, plynový kanál hraje druhou roli jako zdroj plnicího/udržovacího tlaku. A nakonec, po procesu, plynový kanál hraje svou třetí roli jako ztužující žebro, které zajišťuje pevnost součásti a zabraňuje deformaci s menší složitostí struktury formy a procesu obrábění.

Chcete-li navrhnout výšku a šířku plynového kanálu, postupujte podle tloušťky součásti. Příliš velká část plynového kanálu by mohla vyvolat příliš silný efekt vedoucího toku během fáze plnění taveninou, což by vedlo k tomu, že tavenina v plynovém kanálu proudila mnohem rychleji než v přilehlé oblasti a výsledkem by byl problém se vzduchovou pastí (obr. 4).

Pravidlo 6: Vyhněte se efektu prstokladu způsobenému příliš malou částí plynového kanálu.
Chcete-li navrhnout výšku a šířku plynového kanálu, postupujte podle tloušťky součásti. Příliš malá část plynového kanálu nemusí nabízet nejméně odolný směr proudění plynu v zamýšleném plynovém kanálu, což má za následek, že plyn proniká do oblasti sousedící s plynovým kanálem během fáze plnění plynu a fáze balení/udržení, který se nazývá efekt prstokladu (obrázek 5). Typicky je pro začátek navržení výšky plynového kanálu, bez zahrnutí tloušťky součásti, jeden a půl násobek tloušťky sousední části. Je nutné se vyvarovat efektu prstokladu, aby neoslabil povrchovou strukturu dílu v místě, kde k němu dochází.

Pravidlo 7: Vyhněte se plynovým kanálům s uzavřenou smyčkou.
Očekávání, že plyn proudí kolem a tvoří zcela uzavřený plynový kanál, se sotva naplní (obrázek 6). Bez ohledu na to, jak dobře je tok plynu v plynovém kanálu s uzavřenou smyčkou, se stejně čela taveniny v plynovém kanálu ze dvou směrů dříve nebo později setkají a vytvoří pevnou část, kde plyn nemůže dále proudit. Je nezbytné vyhnout se navrhování plynového kanálu s uzavřenou smyčkou, protože zmíněná zbytková pevná část způsobuje vysoké riziko problému se stopami a delší dobu chlazení a dobu cyklu.

Pravidlo 8: Prodlužte plynový kanál do oblasti, kde tavenina vyplňuje poslední.
Tam, kde je průběžné čelo taveniny, existuje cesta s nejmenším odporem pro proudění plynu. Prodloužení plynového kanálu do oblasti, kde tavenina vyplňuje poslední, také pomáhá plynovému kanálu přes celý díl, jak je uvedeno v pravidle 3. Podle tohoto pravidla musí design plynového kanálu odpovídat vzoru plnění taveniny, který je určen taveninou. umístění vtoku, číslo vtoku, tloušťku součásti a velikost plynového kanálu. Změna vzoru plnění taveniny způsobená jakýmikoli změnami zmíněných determinant často znamená, že je také nutná nevyhnutelná úprava návrhu uspořádání plynového kanálu.

Jinými slovy, vzor plnění taveniny musí být navržen optimalizací zmíněných determinantů tak, aby proudil plyn v zamýšleném plynovém kanálu a pronikal do něj pouze bez jakýchkoliv problémů se vzduchovou pastí a efektu prstování.

Pravidlo 9: Bod vstřikování plynu musí být daleko od oblasti, kde tavenina vyplňuje poslední.
Za předpokladu, že návrh pro plochou část byl proveden podle pravidla 1 až 8, jak je znázorněno na obrázku 10, musí být body vstřikování plynu umístěny v bodech 1 a 2. U takového návrhu se očekává, že plyn vstřikovaný z bodu<1>proudit v pravém plynovém kanálu a to z bodu<2>na levé straně, tlačí taveninu dopředu ke koncům obou plynových kanálů, oblasti, kde tavenina vyplňuje poslední. V případě, že jsou body vstřikování plynu umístěny v bodě<3>a bod<4>vstřikovaný plyn bude také přímo proudit dolů ke koncům plynových kanálů, přičemž segmenty plynových kanálů opustí z bodu<1>ukázat<3>a bod<2>ukázat<4>pevná, aniž by byla vytlačena plynem.

Pravidlo 10: Jemně dolaďte vzor plnění taveniny a délku průniku plynu úpravou velikosti plynového kanálu.
Obvykle se primární vzor plnění taveniny a distribuce plynu určuje pomocí návrhů tloušťky části, umístění/čísla vtoku taveniny, polohy/čísla vstřikování plynu a uspořádání/velikosti plynového kanálu. V případě potřeby lze provést menší změnu ve vzoru plnění taveniny a délce průniku plynu, zejména na konci plynového kanálu, úpravou a jemným doladěním velikosti plynového kanálu v blízkosti.

Chování plynu v tavenině je citlivé, dynamické, složité a těžko předvídatelné zkušenostmi. Důsledek výroby součásti s kanálem pro pevný plyn je vážný a drahý, protože jej lze jen stěží vyřešit ve stejné formě. Návrh součásti pro proces lisování s pomocí plynu musí zahrnovat integrované a systematické úvahy týkající se tloušťky součásti, umístění/čísla vtoku taveniny, polohy/čísla vstřikování plynu a uspořádání/velikosti plynového kanálu. Proto se velmi doporučuje provádět to s pomocí Computer-aided Engineering (CAE), zejména pro analýzu plnění taveniny a plynu. Použití deseti pravidel pro návrh součástí s CAE by mohlo pomoci systematičtěji a efektivněji dosáhnout řešení s nízkým rizikem.

Citováno „DESET PRAVIDEL NÁVRHU DÍLŮ PRO PROCES VSTŘIKOVÁNÍ S PLYNEM“ od Hanka Tsaie, Effinno Technologies Co., Ltd.

Populární Tagy: lisování za pomoci plynu, Čína výrobci, výrobci lisování za pomoci plynu