Wat zijn de structurele processen voor kunststofonderdelen?

Wat zijn de structurele processen voor kunststofonderdelen?

Het structurele procesontwerp voor kunststofonderdelen omvat voornamelijk overwegingen zoals geometrie, dimensionale nauwkeurigheid, trekverhouding, oppervlakteruwheid, wanddikte, trekhoek, gatdiameter, filletradii, maltrekhoek en verstevigingsribben. Dit artikel zal elk van deze punten uitwerken en bespreken hoe deze elementen tijdens het thermoformingproces kunnen worden geoptimaliseerd om de productkwaliteit en productie-efficiëntie te verbeteren.

1. Geometrie en dimensionale nauwkeurigheid

Sindskunststof thermovormenis een secundaire verwerkingsmethode, met name bij vacuümvormen, er is vaak een opening tussen het plastic vel en de mal. Bovendien kunnen krimp en vervorming, met name in uitstekende gebieden, ervoor zorgen dat de wanddikte dunner wordt, wat leidt tot een afname van de sterkte. Daarom mogen plastic onderdelen die worden gebruikt bij vacuümvormen geen al te strenge eisen stellen aan geometrie en maatnauwkeurigheid.

Tijdens het vormproces bevindt het verhitte plastic vel zich in een ongehinderde rektoestand, wat kan leiden tot doorzakken. Gecombineerd met aanzienlijke afkoeling en krimp na het ontvormen, kunnen de uiteindelijke afmetingen en vorm van het product instabiel zijn vanwege temperatuur- en omgevingsveranderingen. Om deze reden zijn thermogevormde plastic onderdelen niet geschikt voor precisiegiettoepassingen.

2. Trekverhouding

De trekverhouding, de verhouding tussen de hoogte (of diepte) van het onderdeel en de breedte (of diameter), bepaalt grotendeels de moeilijkheidsgraad van het vormproces. Hoe groter de trekverhouding, hoe moeilijker het vormproces wordt en hoe groter de kans op ongewenste problemen zoals kreukels of scheuren. Overmatige trekverhoudingen verminderen de sterkte en stijfheid van het onderdeel aanzienlijk. Daarom wordt bij de daadwerkelijke productie doorgaans een bereik onder de maximale trekverhouding gebruikt, meestal tussen 0,5 en 1.

De trekverhouding is direct gerelateerd aan de minimale wanddikte van het onderdeel. Een kleinere trekverhouding kan dikkere wanden creëren, geschikt voor het vormen van dunne platen, terwijl een grotere trekverhouding dikkere platen vereist om ervoor te zorgen dat de wanddikte niet te dun wordt. Daarnaast is de trekverhouding ook gerelateerd aan de mal-trekhoek en de rekbaarheid van het kunststof materiaal. Om de productkwaliteit te garanderen, moet de trekverhouding worden gecontroleerd om een ​​toename van het schrootpercentage te voorkomen.

3. Filetontwerp

Scherpe hoeken mogen niet worden ontworpen aan de hoeken of randen van plastic onderdelen. In plaats daarvan moet een zo groot mogelijke fillet worden gebruikt, met een hoekradius die over het algemeen niet kleiner is dan 4 tot 5 keer de dikte van de plaat. Als u dit niet doet, kan dit leiden tot verdunning van het materiaal en spanningsconcentratie, wat een negatief effect heeft op de sterkte en duurzaamheid van het onderdeel.

4. Trekhoek

Thermovormenmallen, vergelijkbaar met gewone mallen, vereisen een bepaalde trekhoek om het ontvormen te vergemakkelijken. De trekhoek varieert doorgaans van 1° tot 4°. Een kleinere trekhoek kan worden gebruikt voor vrouwelijke mallen, omdat de krimp van het plastic onderdeel wat extra speling biedt, waardoor het ontvormen gemakkelijker wordt.

5. Versterkingsribontwerp

Thermogevormde kunststofplaten zijn doorgaans vrij dun en het vormproces wordt beperkt door de trekverhouding. Daarom is het toevoegen van verstevigingsribben in structureel zwakke gebieden een essentiële methode om de stijfheid en sterkte te vergroten. De plaatsing van verstevigingsribben moet zorgvuldig worden overwogen om te dunne gebieden aan de onderkant en hoeken van het onderdeel te voorkomen.

Bovendien kan het toevoegen van ondiepe groeven, patronen of markeringen aan de onderkant van de thermogevormde schaal de stijfheid vergroten en de structuur ondersteunen. Langsnavige ondiepe groeven aan de zijkanten vergroten de verticale stijfheid, terwijl dwarsnavige ondiepe groeven, hoewel ze de weerstand tegen instorting vergroten, het ontvormen moeilijker kunnen maken.

6. Krimp van het product

Thermogevormde productenervaren over het algemeen aanzienlijke krimp, waarvan ongeveer 50% optreedt tijdens het afkoelen in de mal. Als de maltemperatuur hoog is, kan het onderdeel met nog eens 25% krimpen terwijl het afkoelt tot kamertemperatuur na het ontvormen, waarbij de resterende 25% krimp optreedt in de volgende 24 uur. Bovendien hebben producten die zijn gevormd met behulp van vrouwelijke mallen doorgaans een krimppercentage dat 25% tot 50% hoger is dan die welke zijn gevormd met mannelijke mallen. Daarom is het cruciaal om rekening te houden met krimp tijdens het ontwerpproces om ervoor te zorgen dat de uiteindelijke afmetingen voldoen aan de nauwkeurigheidsvereisten.

Door het ontwerp te optimaliseren voor geometrie, trekverhouding, filletradius, trekhoek, verstevigingsribben en krimp, kunnen de kwaliteit en stabiliteit van thermogevormde kunststof onderdelen aanzienlijk worden verbeterd. Deze procesontwerpelementen hebben een cruciale impact op de productie-efficiëntie en -prestaties van thermogevormde producten en zijn essentieel om ervoor te zorgen dat producten voldoen aan de vereisten van de gebruiker.