Каковы структурные процессы для пластиковых деталей?

Каковы структурные процессы для пластиковых деталей?

Проектирование структурного процесса для пластиковых деталей в основном включает такие соображения, как геометрия, размерная точность, коэффициент вытяжки, шероховатость поверхности, толщина стенки, угол наклона, диаметр отверстия, радиусы галтели, угол наклона формы и ребра жесткости. В этой статье подробно рассматривается каждый из этих пунктов и обсуждается, как оптимизировать эти элементы в процессе термоформования для улучшения качества продукции и эффективности производства.

1. Геометрия и точность размеров

Стермоформование пластикаявляется вторичным методом обработки, особенно при вакуумной формовке, между пластиковым листом и формой часто имеется зазор. Кроме того, усадка и деформация, особенно в выступающих областях, могут привести к уменьшению толщины стенки, что приведет к снижению прочности. Поэтому пластиковые детали, используемые в вакуумной формовке, не должны иметь слишком строгих требований к геометрии и точности размеров.

В процессе формования нагретый пластиковый лист находится в состоянии неограниченного растяжения, что может привести к провисанию. В сочетании со значительным охлаждением и усадкой после извлечения из формы, конечные размеры и форма изделия могут быть нестабильными из-за изменений температуры и окружающей среды. По этой причине термоформованные пластиковые детали не подходят для точного формования.

2. Коэффициент вытягивания

Коэффициент вытяжки, представляющий собой отношение высоты (или глубины) детали к ее ширине (или диаметру), в значительной степени определяет сложность процесса формования. Чем больше коэффициент вытяжки, тем сложнее становится процесс формования и тем выше вероятность возникновения нежелательных проблем, таких как образование складок или трещин. Чрезмерные коэффициенты вытяжки значительно снижают прочность и жесткость детали. Поэтому в реальном производстве обычно используется диапазон ниже максимального коэффициента вытяжки, обычно от 0,5 до 1.

Коэффициент вытяжки напрямую связан с минимальной толщиной стенки детали. Меньший коэффициент вытяжки может создавать более толстые стенки, подходящие для формовки тонких листов, в то время как больший коэффициент вытяжки требует более толстых листов, чтобы гарантировать, что толщина стенки не станет слишком тонкой. Кроме того, коэффициент вытяжки также связан с углом наклона формы и растяжимостью пластикового материала. Для обеспечения качества продукции коэффициент вытяжки следует контролировать, чтобы избежать увеличения процента брака.

3. Дизайн филе

Острые углы не должны проектироваться на углах или краях пластиковых деталей. Вместо этого следует использовать как можно большее скругление, при этом радиус угла обычно не должен быть меньше 4–5 толщин листа. Невыполнение этого требования может привести к истончению материала и концентрации напряжений, что отрицательно скажется на прочности и долговечности детали.

4. Угол наклона

ТермоформованиеФормы, как и обычные формы, требуют определенного угла наклона для облегчения извлечения из формы. Угол наклона обычно составляет от 1° до 4°. Меньший угол наклона может использоваться для форм-матриц, так как усадка пластиковой детали обеспечивает некоторый дополнительный зазор, что облегчает извлечение из формы.

5. Конструкция ребер жесткости

Термоформованные пластиковые листы обычно довольно тонкие, а процесс формования ограничен коэффициентом вытяжки. Поэтому добавление ребер жесткости в структурно слабые области является важным методом повышения жесткости и прочности. Размещение ребер жесткости следует тщательно продумать, чтобы избежать слишком тонких областей в нижней части и углах детали.

Кроме того, добавление неглубоких канавок, узоров или маркировок на дно термоформованной оболочки может повысить жесткость и поддержать структуру. Продольные неглубокие канавки по бокам увеличивают вертикальную жесткость, в то время как поперечные неглубокие канавки, хотя и повышают устойчивость к смятию, могут затруднить извлечение из формы.

6. Усадка продукта

Термоформованные изделияОбычно происходит значительная усадка, около 50% которой происходит во время охлаждения в форме. Если температура формы высокая, деталь может усадиться еще на 25% при охлаждении до комнатной температуры после извлечения из формы, а оставшиеся 25% усадки происходят в течение следующих 24 часов. Более того, изделия, сформированные с использованием женских форм, как правило, имеют скорость усадки на 25–50% выше, чем те, которые сформированы с использованием мужских форм. Поэтому крайне важно учитывать усадку в процессе проектирования, чтобы гарантировать, что окончательные размеры соответствуют требованиям точности.

Оптимизируя конструкцию для геометрии, коэффициента вытяжки, радиуса скругления, угла вытяжки, ребер жесткости и усадки, можно значительно улучшить качество и стабильность термоформованных пластиковых деталей. Эти элементы проектирования процесса оказывают решающее влияние на эффективность производства и производительность термоформованных изделий и являются ключевыми для обеспечения соответствия изделий требованиям пользователей.