Formowanie wspomagane gazem

W oparciu o podstawową koncepcję przepływu gazu opracowano dziesięć zasad projektowania części ułatwiających zastosowanie procesu formowania wtryskowego wspomaganego gazem.

Zasada 1: Nadaj priorytet projektowi układu kanału gazowego
Zaprojektowanie na początku układu kanału gazowego zgodnie z celem zastosowania procesu formowania wtryskowego wspomaganego gazem, niezależnie od tego, czy chodzi o wydrążenie środkowej części części, oszczędność materiału, zwiększenie wytrzymałości konstrukcyjnej przez kanały gazowe, uniknięcie wypaczeń, czy po prostu używając sprężonego gazu w jakimś miejscu, aby uniknąć zapadnięcia się w tym miejscu.

Zasada 2: Jasno określ ścieżkę przepływu gazu. Unikać rozgałęzionego przepływu gazu.
Gaz jest wrażliwy. Tak bardzo preferuje najmniejszy opór, że początkowo płynie w tę stronę. Trudno jest sobie wyobrazić projekt kanału gazowego, w którym gaz jest równomiernie podzielony na dwie identyczne gałęzie, jak pokazano na rysunku 4. Możliwość stworzenia w rzeczywistości identycznych warunków oporu w obu gałęziach podczas faktycznego procesu formowania, aby doprowadzić do identycznego przepływu gazu a dystrybucja w obu oddziałach jest dość odległa. Drobne różnice w stanie między dwiema gałęziami, takie jak wymiary narzędzia, temperatura stopu, postęp stopu i temperatura formy, powodują różnicę w oporach przepływu gazu, co skutkuje oczekiwanym identycznym rozkładem gazu w kanale gazowym, ale nie identycznym. Pozostawia niewypełniony gazem odcinek kanału gazowego, w którym ryzyko zapadnięcia jest wysokie. Projektant części powinien jasno określić ścieżkę przepływu gazu. Należy unikać rozgałęzionego kanału gazowego, który uniemożliwia przepływ gazu do przodu.

Zasada 3: Zaprojektuj układ kanału gazowego na całej części i symetrycznie.
Pakowanie i trzymanie są ważnymi etapami procesu, podczas których wstrzykiwany materiał z tworzywa sztucznego jest ściskany, dzięki czemu gęstość uformowanej części tak wysoka i jak najbardziej jednolita. W tradycyjnym procesie formowania wtryskowego jest to śruba maszynowa, która wywiera ciśnienie pakowania/przytrzymujące długą drogę od dyszy maszynowej przez sprue, biegacz, bramę do wewnętrznej wnęki przez wstrzyknięte stopienie. Zamiast tego w procesie formowania wspomaganego gazem jest to, że wstrzykiwany gaz w części już do samodzielnego wywierania ciśnienia pakowania/trzymania. W przypadku płaskiej części ważne jest zaprojektowanie układu kanału gazowego w całej części, aby zapewnić części formowania ogólnego pobliskiego źródła ciśnienia pakowania/przytrzymania i jego jednolity efekt wzdłuż kanału gazowego. Ważne jest również, aby zaprojektować układ kanału gazowego w sposób symetryczny, aby zapewnić część formowania jednolite i zrównoważone efekt ciśnienia opakowania/trzymania poprzecznego do kanału gazowego (ryc. 2). Ponadto symetryczny układ kanału gazowego może zmniejszyć złożoność warunków procesowych dotyczących kontroli i dostawy gazu.

Zasada 4: Część rozrzedzająca ogólnie i część zagęszczająca lokalnie, w której zaprojektowano kanał gazowy.
W porównaniu z tradycyjnym procesem formowania wtryskowego, całkowita nominalna grubość części w przypadku formowania wtryskowego wspomaganego gazem może być cieńsza, co pozwala zaoszczędzić materiał. Następnie wytrzymałość części można zwiększyć za pomocą kanału gazowego, który działa jak żebro, ale z niezwykle grubszą podstawą, bez powodowania problemów z zapadaniem się, jeśli jest odpowiednio zaprojektowany (rysunek 3). Dodatkowo, przed wtryśnięciem gazu do kanału gazowego, kanał gazowy pełni początkowo rolę lidera przepływu, aby pomóc w całkowitym wypełnieniu roztopionego fragmentu rozrzedzanej części. Po rozprowadzeniu gazu w kanale gazowym, kanał gazowy odgrywa drugą rolę jako źródło ciśnienia upakowania/utrzymania. I wreszcie, po procesie, kanał gazowy odgrywa trzecią rolę jako żebro pogrubiające, zapewniające wytrzymałość części, zapobiegając wypaczeniu przy mniejszej złożoności struktury formy i procesu oprzyrządowania.

Aby zaprojektować wysokość i szerokość kanału gazowego, kieruj się grubością części. Dla porównania, zbyt duży przekrój kanału gazowego może powodować zbyt silny efekt lidera przepływu na etapie napełniania stopionym materiałem, co może prowadzić do przepływu stopu w kanale gazowym znacznie szybciej niż w sąsiednim obszarze, co może skutkować problemem pułapki powietrznej (Rysunek 4).

Zasada 6: Unikaj efektu palcowania spowodowanego zbyt małym przekrojem kanału gazowego.
Aby zaprojektować wysokość i szerokość kanału gazowego, kieruj się grubością części. Dla porównania, zbyt mały przekrój kanału gazowego może nie zapewniać najmniejszego oporu dla przepływu gazu w zamierzonym kanale gazowym, w wyniku czego gaz przenika przez obszar sąsiadujący z kanałem gazowym podczas etapu napełniania gazem i etapu pakowania/przetrzymywania, co nazywa się efektem palcowania (rysunek 5). Zwykle na początek projektuje się wysokość kanału gazowego, nie uwzględniając grubości części, wynoszącą półtorakrotność grubości sąsiedniej części. Należy unikać efektu palcowania, aby nie osłabił on struktury powierzchni części w miejscu jego wystąpienia.

Zasada 7: Unikaj kanałów gazowych o zamkniętej pętli.
Oczekiwanie, że gaz przepływa dookoła i tworzy kanał gazowy o całkowicie zamkniętej pętli, prawie się nie sprawdza (rysunek 6). Niezależnie od tego, jak dobrze zrównoważony jest przepływ gazu w kanale gazowym o zamkniętej pętli, w każdym razie fronty stopu w kanale gazowym z obu kierunków spotkają się prędzej czy później, tworząc stałą część, przez którą gaz nie będzie mógł dalej płynąć. Istotne jest, aby unikać projektowania kanału gazowego o zamkniętej pętli, ponieważ wspomniana pozostała część stała powoduje wysokie ryzyko problemu zapadnięcia się oraz dłuższy czas chłodzenia i czas cyklu.

Zasada 8: Rozszerz kanał gazowy do obszaru, w którym stopiony materiał wypełnia się jako ostatni.
Tam, gdzie występuje front stopienia, istnieje ścieżka, w którą przepływa gaz o najmniejszym oporze. Rozszerzenie kanału gazowego do obszaru, w którym stopiony materiał wypełnia się jako ostatni, pomaga również w ogólnym rozwiązaniu kanału gazowego w całej części, jak wspomniano w Zasadzie 3. Zgodnie z tą zasadą konstrukcja kanału gazowego musi uwzględniać wzór wypełnienia stopionym materiałem, który jest określony przez stop położenie przewężki, numer przewężki topiącej, grubość części i rozmiar kanału gazowego. Zmiana wzoru wypełnienia wytopu spowodowana zmianami wymienionych czynników często oznacza, że ​​konieczna jest także nieunikniona modyfikacja projektu układu kanałów gazowych.

Innymi słowy, wzór napełniania stopu musi być zaprojektowany poprzez optymalizację wymienionych determinantów, aby przepływ gazu w zamierzonym kanale gazowym i przenikał go tylko bez problemu pułapki powietrznej i efektu palca.

Zasada 9: Punkt wtrysku gazu powinien znajdować się daleko od obszaru, w którym stopiony materiał wypełnia się jako ostatni.
Zakładając, że projekt części płaskiej został wykonany zgodnie z zasadami od 1 do 8, jak pokazano na rysunku 10, punkty wtrysku gazu należy umieścić w punktach 1 i 2. W takim projekcie oczekuje się, że gaz wtryskiwany z punktu<1>do przepływu w prawym kanale gazowym i to z punktu<2>po lewej stronie, wypychając stop do przodu, do końców obu kanałów gazowych, czyli obszaru, w którym stop wypełnia ostatni. W przypadku, gdy punkty wtrysku gazu są umieszczone punktowo<3>i punkt<4>, wstrzyknięty gaz również bezpośrednio spłynie w dół końców kanałów gazowych, pozostawiając segmenty kanałów gazowych od punktu<1>wskazać<3>i punkt<2>wskazać<4>w postaci stałej bez wydrążania gazem.

Zasada 10: Dostosuj wzór wypełnienia stopionym materiałem i długość penetracji gazu, dostosowując rozmiar kanału gazowego.
Zwykle o pierwotnym wzorze wypełnienia stopionym materiałem i dystrybucji gazu decyduje się na podstawie projektów dotyczących grubości części, lokalizacji/liczby przewężek, położenia/liczby wtrysku gazu oraz układu/rozmiaru kanału gazowego. W razie potrzeby można dokonać niewielkiej zmiany w sposobie wypełniania stopionym materiałem i długości penetracji gazu, szczególnie na końcu kanału gazowego, regulując i dostrajając rozmiar pobliskiego kanału gazowego.

Zachowanie gazu w stopie jest wrażliwe, dynamiczne, złożone i trudne do przewidzenia na podstawie doświadczenia. Konsekwencje wytwarzania części z kanałem gazu stałego są poważne i kosztowne, ponieważ trudno jest je rozwiązać w tej samej formie. Projekt części do procesu formowania wspomaganego gazem musi uwzględniać zintegrowane i systematyczne rozważania dotyczące grubości części, lokalizacji/liczby przewężek topiących, pozycji/liczby wtrysku gazu oraz układu/rozmiaru kanału gazowego. Dlatego zdecydowanie zaleca się wykonanie tego za pomocą inżynierii wspomaganej komputerowo (CAE), szczególnie w przypadku analizy stopu i wypełnienia gazem. Zastosowanie dziesięciu zasad projektowania części za pomocą CAE mogłoby pomóc w bardziej systematycznym i efektywnym opracowaniu rozwiązania o niskim ryzyku.

Cytowane „DZIESIĘĆ ZASAD PROJEKTOWANIA CZĘŚCI DLA PROCESU FORMOWANIA WTRYSKOWEGO WSPOMAGANYM GAZEM” autorstwa: Hank Tsai., Effinno Technologies Co., Ltd.

Popularne Tagi: formowanie wspomagane gazem, Chiny producenci i producenci formowania wspomaganego gazem