Stavební materiály
Vhodná formovací ocel by měla být vybrána na základě požadavků aplikace. Pro prototypování je kalená formová ocel zbytečná. Ve většině případů se ke snížení nákladů a usnadnění úprav forem ve fázi prototypování používá před-kalená ocel nebo hliník. Tyto měkké kovy mohou také formovat dostatečné množství zkušebních kusů a prefabrikovaných dílů. Před-kalené formovací oceli (jako je P-20 nebo NAKR-55) se často používají pro velkoobjemové formy, protože kalení formovací oceli je pro velké aplikace nepraktické.
Pro vyšší objemy výroby je vyžadována tvrzená formovací ocel pro jádro a dutinu. Nejčastěji používané oceli jsou S-7, H-13 a nerezová ocel 420. S-7 je vynikající formovací ocel, kterou lze použít pro rozšířené výrobní operace. Pokud jsou požadovány velmi vysoké teploty taveniny a formy, měla by být zvolena ocel H-13. H-13 lze také použít k výrobě rozdělovačů horkých vtoků. H-13 má velmi vysokou teplotu popouštění a snese velmi vysoké teploty zpracování formy, aniž by to ovlivnilo jeho tvrdost.
Nerezová ocel je nejlepší volbou pro formovací oceli, kde je vyžadována vysoká odolnost proti opotřebení nebo kde dochází k výrazné kondenzaci v prostředí. Vložky do dutin forem s vysokým-opotřebením lze vyrobit z ocelí typu A2, ASP23 nebo D-2.
Všechny formovací oceli mohou být chráněny proti opotřebení a korozi některým typem povlaku. Pouze nerezovou ocel lze opravit svařováním a obráběním. U ocelí se stávajícími povlaky je oprava možná až po odstranění povlaku. Po opravě je nutné nátěr znovu nanést.
Obraz
Povrchová úprava
Povrchová úprava lisovaných dílů se může lišit v závislosti na estetických požadavcích, potřebách zákazníka a funkčnosti. Od zrcadlového -vysokého{2}} lesku SPI #1 až po texturované povrchy dosažené leptáním mohou kompozity LNP dosáhnout prakticky jakéhokoli typu povrchové úpravy lisovaných dílů. Je důležité pochopit, že některé materiály vykazují zlepšený výkon s určitými úpravami povrchu formy. Například polypropylen vykazuje výrazně lepší separační vlastnosti v matných formách než ve formách s vysokým-leskem. Dosažení vysokého lesku je u pryskyřic s vysokým-plnivem obtížné. Větrání
Větrání je klíčovou součástí lisovacího cyklu pro maximalizaci výkonu formy. Když termoplastický materiál vstoupí do dutiny formy, je třeba vytlačit vzduch. Větrací otvory jsou obvykle umístěny v posledních vyplněných oblastech, v blízkosti švu a na žlabovém systému. Další větrací otvory rozmístěné kolem dělicí čáry mohou výrazně zlepšit celkový výkon odvětrávání. Zbytkový plyn ve formě se objeví jako stopy po spálení na lisovaném dílu. Základním pravidlem je, že plyn ve formě musí mít možnost unikat stejnou rychlostí jako plast vstupující do dutiny.
Hloubka dutin se liší v závislosti na použitém materiálu – obecně amorfní termoplasty vyžadují větší hloubku dutin kvůli jejich vyšší viskozitě.
Obraz
Jednoduchá-dutina a více{1}dutina
V průmyslu se nejčastěji používají tři základní typy forem, zejména u forem využívajících LNP kompozity.
Nejběžnějším typem je konfigurace se dvěma -deskami se studeným vtokem znázorněná na obrázku 1. Materiál je vstřikován do součásti přes pouzdro žlabu a systém žlabu. Po ochlazení jsou všechny lisované díly vysunuty (včetně vtoků, žlabů a vtoků). Díly jsou poté odstraněny a zbývající vodicí lišty a vtoky jsou vyřazeny nebo recyklovány.
Obrázek 2 ukazuje tří-deskovou formu se studenými vtoky. U této konstrukce je materiál vstřikován do dutiny dílu systémem licího kanálu a vtoku. Po ochlazení se forma otevře, čímž se díl oddělí od vtoků a žlabů. Část přirozeně odpadává z běžců. Lišty, brány a vtoky je stále třeba recyklovat nebo zlikvidovat.
Obrázek 3 znázorňuje elektricky vyhřívanou formu s rozvodem horkého kanálu. Rozdělovací a uzavírací kanály sondy se zahřívají na teplotu taveniny polymeru nebo blízkou této teplotě, čímž se materiál udržuje v roztaveném stavu. To eliminuje potřebu manipulovat s odpadem z žlabů, vrat a vtoků. Tyto systémy jsou dražší než konvenční dvou-deskové nebo tří{5}}deskové provedení, ale nabízejí lepší tepelnou kontrolu materiálu a produkují málo odpadu.
Obraz
Horký běžec
Plně horké vtokové formy nebo formy "bez vtoků" nabízejí mnoho výhod, ale vyžadují pečlivý návrh, aby se zajistila správná kontrola taveniny proudící do dutiny formy. Zatímco formy bez žlabu nevytvářejí během lisovacích operací prakticky žádný odpad, jsou náchylné k problémům při spouštění, zejména u semi-krystalických kompozitů LNP, které jsou náchylné k rychlému tuhnutí. Mezi zásady, které je třeba dodržovat, patří:
• Používejte pouze dobře{0}}vyvážené systémy rozvodů horkých vtoků speciálně navržené pro danou aplikaci.
• V závislosti na použitém materiálu může být horký vtok navržen tak, aby umožňoval přímé nalévání na díl pomocí otevřené základní desky vtoku nebo ventilového šoupátka pro formování bez-zbytků, nebo může být vtok umístěn na malém povrchovém žlabu.
• Vyhřívaná dráha žlabu a horká základní deska by měly poskytovat hladký průtok do dutiny formy a měly by být externě vyhřívány.
• Při použití pryskyřic vyztužených dlouhými skelnými vlákny je nevyhnutelné zabránit zbytkům hradla.
• Používejte kompletní systém od jednoho výrobce horkých vtoků namísto použití různých komponent od různých výrobců.
• Velikost brány závisí na množství a typu přidaného materiálu, velikosti/poměru dílu a tloušťce stěny.
• Další informace o konstrukci horkých vtoků získáte od technických pracovníků GE Plastics Group.
2. Průvodce běžnými metodami zdokonalování povrchu formy v průmyslu zpracování plastů
Níže uvedená tabulka poskytuje operátorům forem a výrobcům forem různé běžné úpravy formovací oceli pro zlepšení odolnosti proti korozi nebo opotřebení. Mohou existovat i jiná řešení.
Obraz
3. Běžci, vtoky a brány
Vtokové průchodky
Při použití konvenčních forem vstupuje horký materiál do formy přes vtokové pouzdro. Posuvný systém vede materiál skrz vtok do dutiny formy. Správná konstrukce a dimenzování vtokového pouzdra jsou klíčové pro správné rozložení taveniny a správné vyhození výlisku. Průměr vtoku "O" by měl být přibližně o 20 % větší než průměr výstupu trysky, aby se zabránilo ucpání vtoku při otevírání formy. Schematický diagram rozměrů vtoku je uveden níže. Rozměr "O" také úzce souvisí s velikostí dílů a běžců. Místo běžných pouzder běžců lze použít vyhřívaná pouzdra. Počáteční cena vyhřívaného žlabu (nebo "horkého" pouzdra) může být vyšší než u "studeného" pouzdra, ale výrazně snižuje odpad, protože eliminuje žlab, který běží podél každé části nebo systému vtoků. S vyhřívanou průchodkou může být řízení teploty taveniny vstupující do systému žlabu mnohem přesnější.
Obraz
Design běžce
Vedení by měla být co nejkratší, aby se snížily zbytečné poklesy tlaku. Upřednostňuje se kruhový průřez-. Pokud je nutné umístit jezdec do poloviny formy, použijte lichoběžníkový běhoun se zaobleným dnem. Půl-kruhové a ploché běžce jsou neefektivní a nedoporučují se. Lišty by měly umožnit, aby materiál proudil rovnoměrně a neomezeně do jedné nebo více částí (pokud je použito více dutin). Typicky je potřeba zmenšit průměr běžce o 20 % na každých 90 stupňů rotace. To je třeba vzít v úvahu při navrhování systému žlabů. Průměry kruhových vodicích lišt jsou obvykle 0,125" – 0,375" (3,2 – 9,5 mm). Obraz
Brána |
Konstrukce hradla pro kompozitní díly LNP by měla poskytovat dostatečné okraje pro obrábění bez vytváření-napětí ve formě. V závislosti na typu použité brány (tj. ponorka, hrana, výstupek atd.) některé základní rozměry brány řídí rychlost plnění, množství materiálu proudícího do dutiny formy a rychlost tuhnutí součásti.
Tloušťka stěny určuje velikost brány, zatímco geometrie součásti určuje umístění brány na součásti. Existují tři klíčové rozměry brány: hloubka, šířka a čelo. Konkrétní návrhy pro několik typů bran jsou uvedeny na další stránce.
Velikost brány/umístění
• Minimální velikost brány je 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) pro kompozity Verton s dlouhými vlákny - kulaté nebo lichoběžníkové - 50 – 60 % tloušťka stěny (pro krystalické kompozity) - 50 – 75 % tloušťka stěny (pro amorfní kompozity)
• V ideálním případě by měla být brána umístěna tam, kde je stěnová sekce nejtlustší - vyrovnejte bránu přímo se stěnou nebo průchodkou, aby nedocházelo k zasypávání a „tryskání“ (s výjimkou kompozitů Verton s dlouhými vlákny). - tunelové brány se pro kompozity Verton nedoporučují.
