Quy trình cấu trúc cho các bộ phận bằng nhựa là gì?

Quy trình cấu trúc cho các bộ phận bằng nhựa là gì?

Thiết kế quy trình kết cấu cho các bộ phận nhựa chủ yếu liên quan đến các cân nhắc như hình học, độ chính xác về kích thước, tỷ lệ kéo, độ nhám bề mặt, độ dày thành, góc kéo, đường kính lỗ, bán kính fillet, góc kéo khuôn và gân gia cố. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về từng điểm này và thảo luận về cách tối ưu hóa các yếu tố này trong quá trình tạo hình nhiệt để cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.

1. Hình học và độ chính xác kích thước

Từép nhiệt nhựalà phương pháp gia công thứ cấp, đặc biệt là trong quá trình tạo hình chân không, thường có khe hở giữa tấm nhựa và khuôn. Ngoài ra, sự co ngót và biến dạng, đặc biệt là ở các khu vực nhô ra, có thể khiến độ dày thành mỏng hơn, dẫn đến giảm độ bền. Do đó, các bộ phận nhựa được sử dụng trong quá trình tạo hình chân không không nên có yêu cầu quá khắt khe về hình học và độ chính xác về kích thước.

Trong quá trình tạo hình, tấm nhựa được gia nhiệt ở trạng thái kéo giãn không bị hạn chế, có thể dẫn đến chảy xệ. Cùng với quá trình làm mát và co ngót đáng kể sau khi tháo khuôn, kích thước và hình dạng cuối cùng của sản phẩm có thể không ổn định do nhiệt độ và những thay đổi về môi trường. Vì lý do này, các bộ phận nhựa được tạo hình nhiệt không phù hợp cho các ứng dụng đúc chính xác.

2. Tỷ lệ rút thăm

Tỷ lệ kéo, là tỷ lệ giữa chiều cao (hoặc chiều sâu) của bộ phận với chiều rộng (hoặc đường kính) của nó, phần lớn quyết định độ khó của quá trình tạo hình. Tỷ lệ kéo càng lớn, quá trình đúc càng khó khăn và khả năng xảy ra các vấn đề không mong muốn như nhăn hoặc nứt càng cao. Tỷ lệ kéo quá mức làm giảm đáng kể độ bền và độ cứng của bộ phận. Do đó, trong sản xuất thực tế, một phạm vi dưới tỷ lệ kéo tối đa thường được sử dụng, thường là từ 0,5 đến 1.

Tỷ lệ kéo có liên quan trực tiếp đến độ dày thành tối thiểu của chi tiết. Tỷ lệ kéo nhỏ hơn có thể tạo ra thành dày hơn, phù hợp để tạo tấm mỏng, trong khi tỷ lệ kéo lớn hơn yêu cầu tấm dày hơn để đảm bảo độ dày thành không trở nên quá mỏng. Ngoài ra, tỷ lệ kéo cũng liên quan đến góc kéo khuôn và độ co giãn của vật liệu nhựa. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, tỷ lệ kéo nên được kiểm soát để tránh tăng tỷ lệ phế liệu.

3. Thiết kế phi lê

Không nên thiết kế các góc nhọn ở các góc hoặc cạnh của các bộ phận bằng nhựa. Thay vào đó, nên sử dụng góc bo tròn lớn nhất có thể, với bán kính góc thường không nhỏ hơn 4 đến 5 lần độ dày của tấm. Nếu không làm như vậy có thể khiến vật liệu bị mỏng đi và tập trung ứng suất, ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền và độ chắc của bộ phận.

4. Góc bản nháp

ép nhiệtkhuôn, tương tự như khuôn thông thường, cần một góc thoát nhất định để tạo điều kiện tháo khuôn. Góc thoát thường nằm trong khoảng từ 1° đến 4°. Có thể sử dụng góc thoát nhỏ hơn cho khuôn cái, vì sự co ngót của bộ phận nhựa tạo thêm một số khoảng hở, giúp tháo khuôn dễ dàng hơn.

5. Thiết kế gân gia cố

Tấm nhựa nhiệt dẻo thường khá mỏng và quá trình tạo hình bị giới hạn bởi tỷ lệ kéo. Do đó, việc thêm gân gia cố vào các khu vực yếu về mặt cấu trúc là một phương pháp thiết yếu để tăng độ cứng và độ bền. Việc bố trí gân gia cố cần được cân nhắc cẩn thận để tránh các khu vực quá mỏng ở đáy và các góc của bộ phận.

Ngoài ra, việc thêm các rãnh nông, hoa văn hoặc dấu hiệu vào đáy của vỏ nhiệt định hình có thể tăng cường độ cứng và hỗ trợ cấu trúc. Các rãnh nông dọc ở hai bên làm tăng độ cứng theo chiều dọc, trong khi các rãnh nông ngang, mặc dù tăng cường khả năng chống sụp đổ, có thể làm cho việc tháo khuôn khó khăn hơn.

6. Sản phẩm co lại

Sản phẩm nhiệt luyệnnói chung là co ngót đáng kể, với khoảng 50% xảy ra trong quá trình làm mát trong khuôn. Nếu nhiệt độ khuôn cao, chi tiết có thể co ngót thêm 25% khi nguội đến nhiệt độ phòng sau khi tháo khuôn, với 25% co ngót còn lại xảy ra trong 24 giờ tiếp theo. Hơn nữa, các sản phẩm được tạo thành bằng khuôn cái có xu hướng có tỷ lệ co ngót cao hơn từ 25% đến 50% so với các sản phẩm được tạo thành bằng khuôn đực. Do đó, điều quan trọng là phải xem xét co ngót trong quá trình thiết kế để đảm bảo rằng các kích thước cuối cùng đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác.

Bằng cách tối ưu hóa thiết kế cho hình học, tỷ lệ kéo, bán kính fillet, góc kéo, gân gia cố và độ co ngót, chất lượng và độ ổn định của các bộ phận nhựa nhiệt dẻo có thể được cải thiện đáng kể. Các yếu tố thiết kế quy trình này có tác động quan trọng đến hiệu quả sản xuất và hiệu suất của các sản phẩm nhiệt dẻo và là chìa khóa để đảm bảo rằng các sản phẩm đáp ứng được yêu cầu của người dùng.