После долгих поисков информации о том, как проектировать детали под литьё пластиков под давлением скопилось много материала, который я решил оформить в серию статей-конспектов для себя и для всех тех, кто интересуется темой. Добро пожаловать!
В этой части поговорим о толщине стенок изготавливаемых методом литья пластика под давлением
Толщина стенок влияет на многие характеристики деталей из пластика:
- механические свойства;
- внешний вид и эстетика;
- формуемость;
- экономичность;
Оптимальная толщина зачастую является балансом между противоположными качествами, например, прочность - уменьшение веса или долговечность – затраты. Поэтому стоит тщательно продумать конструкцию, чтобы избежать дорогостоящих модификаций пресс-форм и проблем с формованием на производстве.
Например, с каждым увеличением толщины стенки с прямоугольным сечением на 10% её жёсткость увеличивается примерно на 33%. В дополнение к этому увеличивается вес детали, затраты на материалы, время производственного цикла. Рассмотрите возможность использования различных геометрических элементов – криволинейных поверхностей, рёбер и тд.
На жёсткость деталей наряду с геометрическими факторами большое влияние оказывает подбор материала.
Как правило, увеличение толщины стенки уменьшает прогиб во время удара и увеличивает энергию, необходимую для разрушения. В некоторых случаях увеличение толщины стенок может придать жесткость детали до такой степени, что геометрия не сможет изгибаться и поглощать энергию удара. Некоторые материалы теряют ударную вязкость, если толщина превышает предел, известный как критическая толщина. Выше критической толщины детали могут демонстрировать заметное снижение ударопрочности. Стенки толщиной, превышающей критическую толщину, могут подвергаться хрупкому, не пластичному разрушению во время удара.
Учитывайте возможность формования при выборе толщины стенок для вашей детали.
Длина потока — расстояние от литникового отверстия до последней области заполнения — должна находиться в допустимых пределах для выбранного материала.
Чрезмерно тонкие стенки могут вызвать высокие напряжения при формовании, косметические проблемы и проблемы с заполнением. И наоборот, чрезмерно толстые стенки могут увеличить время производственного цикла.
Другие моменты, которые следует учитывать:
- Избегайте конструкций с тонкими участками, окруженными толстыми участками по периметру;
Поддерживайте равномерную номинальную толщину стенок;
- Избегайте изменений толщины стенок, которые приводят к заполнению от тонких до толстых участков;
Тонкостенные детали — детали с основными стенками толщиной менее 1,5 мм —могут потребовать специального высокопроизводительного формовочного оборудования для достижения требуемых скоростей наполнения и давления впрыска.
Это может увеличить затраты на формование и сделать бессмысленной любую
экономию материалов. Тонкостенное литье, как правило, больше подходит для уменьшения размеров или веса, чем для экономии затрат. Детали с толщиной стенок более 2 мм также могут рассматриваться как тонкостенные детали, если их соотношение длины потока к толщине слишком велико для обычного формования.
Обычно материалы с низкой усадкой, такие как большинство аморфных термопластов,
могут выдерживать номинальные изменения толщины стенок примерно на 25% без значительных проблем с заполнением, деформацией или внешним видом. Незаполненные кристаллические смолы из-за их высокой усадки при формовании, могут выдерживать только примерно вдвое меньшее изменение толщины. Эти рекомендации относятся к основным стенам детали. Ребра и другие выступы должны быть тоньше стенок, чтобы избежать появление раковин.