Vật liệu xây dựng
Thép khuôn thích hợp nên được lựa chọn dựa trên yêu cầu ứng dụng. Để tạo mẫu, thép khuôn cứng là không cần thiết. Trong hầu hết các trường hợp,-thép hoặc nhôm đã được tôi cứng trước được sử dụng để giảm chi phí và tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh khuôn trong giai đoạn tạo mẫu. Những kim loại mềm này cũng có thể tạo khuôn đủ các mẫu thử và các bộ phận đúc sẵn. Thép khuôn được làm cứng trước-(chẳng hạn như P-20 hoặc NAKR-55) thường được sử dụng cho các khuôn quy mô lớn vì việc làm cứng thép khuôn là không thực tế đối với các ứng dụng lớn.
Để có khối lượng sản xuất cao hơn, cần có thép khuôn cứng cho lõi và khoang. S-7, H-13 và thép không gỉ 420 là những loại thép được sử dụng phổ biến nhất. S-7 là loại thép khuôn tuyệt vời có thể được sử dụng cho các hoạt động sản xuất mở rộng. Nếu yêu cầu nhiệt độ nóng chảy và khuôn rất cao thì nên chọn thép H-13. H-13 cũng có thể được sử dụng để sản xuất ống góp chạy nóng. H-13 có nhiệt độ ủ rất cao và có thể chịu được nhiệt độ xử lý khuôn rất cao mà không ảnh hưởng đến độ cứng của nó.
Thép không gỉ là sự lựa chọn tốt nhất cho thép khuôn đòi hỏi khả năng chống mài mòn cao hoặc xảy ra sự ngưng tụ đáng kể trong môi trường. Có thể chế tạo các miếng đệm khoang khuôn có độ mòn cao- bằng cách sử dụng thép loại A2, ASP23 hoặc D-2.
Tất cả các loại thép khuôn có thể được bảo vệ chống mài mòn bằng một số loại lớp phủ. Chỉ có thép không gỉ mới có thể được sửa chữa thông qua hàn và gia công. Đối với thép có lớp phủ hiện có, việc sửa chữa chỉ có thể thực hiện được sau khi lớp phủ được loại bỏ. Sau khi sửa chữa, lớp phủ phải được áp dụng lại.
Hình ảnh
Hoàn thiện bề mặt
Bề mặt hoàn thiện của các bộ phận đúc có thể khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu thẩm mỹ, nhu cầu của khách hàng và chức năng. Từ lớp hoàn thiện bóng-như gương-của SPI #1 cho đến các bề mặt có kết cấu đạt được thông qua khắc axit, vật liệu tổng hợp LNP có thể đạt được hầu như mọi loại bề mặt hoàn thiện của bộ phận đúc. Điều quan trọng là phải hiểu rằng một số vật liệu thể hiện hiệu suất được cải thiện khi hoàn thiện bề mặt khuôn nhất định. Ví dụ: polypropylen thể hiện đặc tính giải phóng tốt hơn đáng kể ở khuôn mờ so với khuôn có độ bóng-cao. Khó đạt được độ bóng hoàn thiện cao với nhựa độn-cao. Thông gió
Thông gió là một phần quan trọng của chu trình đúc để tối đa hóa hiệu suất của khuôn. Khi vật liệu nhiệt dẻo đi vào khoang khuôn, không khí cần được đẩy ra ngoài. Các lỗ thông hơi thường được đặt ở những khu vực được lấp đầy cuối cùng, gần đường may và trên hệ thống đường dẫn. Các lỗ thông hơi bổ sung được phân bổ xung quanh đường phân khuôn có thể cải thiện đáng kể hiệu suất thông gió tổng thể. Khí dư trong khuôn xuất hiện dưới dạng vết cháy trên bộ phận đúc. Nguyên tắc cơ bản là khí trong khuôn phải có khả năng thoát ra cùng tốc độ với nhựa đi vào khoang.
Độ sâu khoảng trống thay đổi tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng - nói chung, nhựa nhiệt dẻo vô định hình yêu cầu độ sâu khoảng trống lớn hơn do độ nhớt cao hơn.
Hình ảnh
Khoang-đơn và khoang{1}}đa
Ba loại khuôn cơ bản được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp, đặc biệt là các loại khuôn sử dụng vật liệu tổng hợp LNP.
Loại phổ biến nhất là cấu hình hai tấm dẫn nguội như minh họa trong Hình 1. Vật liệu được đưa vào bộ phận thông qua ống lót dẫn và hệ thống dẫn dẫn. Sau khi nguội, tất cả các bộ phận đúc được đẩy ra (bao gồm cổng, đường dẫn và đường dẫn). Sau đó, các bộ phận này được loại bỏ, các đường dẫn và nhánh còn lại sẽ bị loại bỏ hoặc tái chế.
Hình 2 cho thấy khuôn ba{1}}đĩa có đường dẫn nguội. Với thiết kế này, vật liệu được bơm vào khoang bộ phận thông qua hệ thống rãnh dẫn và trục rót. Sau khi nguội, khuôn được mở ra, tách bộ phận ra khỏi cổng và đường dẫn. Bộ phận rơi ra một cách tự nhiên từ các vận động viên. Các đường dẫn, cổng và đường dẫn vẫn cần được tái chế hoặc loại bỏ.
Hình 3 cho thấy một khuôn đa tạp chạy nóng bằng điện. Các kênh đầu dò đa tạp và cổng được làm nóng đến hoặc gần nhiệt độ nóng chảy của polyme, giữ cho vật liệu nóng chảy. Điều này giúp loại bỏ nhu cầu xử lý chất thải từ đường dẫn, cổng và đường dẫn. Các hệ thống này đắt hơn so với thiết kế hai{4}}tấm hoặc ba{5}}tấm thông thường nhưng cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt của vật liệu tốt hơn và tạo ra ít chất thải.
Hình ảnh
Á hậu nóng bỏng
Khuôn chạy nóng hoàn toàn, hay khuôn "không có đường chạy", có nhiều ưu điểm nhưng yêu cầu thiết kế cẩn thận để đảm bảo kiểm soát thích hợp lượng chất nóng chảy chảy vào khoang khuôn. Mặc dù khuôn không có đường ray hầu như không tạo ra chất thải trong quá trình vận hành khuôn nhưng chúng lại dễ gặp sự cố khi khởi động, đặc biệt là với vật liệu tổng hợp LNP bán tinh thể, dễ bị đông đặc nhanh chóng. Các nguyên tắc cần tuân theo bao gồm:
• Chỉ sử dụng-hệ thống ống dẫn nóng cân bằng tốt được thiết kế riêng cho ứng dụng.
• Tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng, đường dẫn nóng có thể được thiết kế để cho phép đổ trực tiếp lên bộ phận bằng tấm đế cổng mở hoặc cổng van để đúc-không có cặn hoặc cổng có thể được đặt trên một đường dẫn bề mặt nhỏ.
• Đường dẫn được gia nhiệt và tấm đế nóng phải cung cấp đường dẫn dòng chảy trơn tru vào khoang khuôn và được gia nhiệt bên ngoài.
• Khi sử dụng nhựa gia cố sợi thủy tinh dài, khó tránh khỏi cặn cổng.
• Sử dụng một hệ thống hoàn chỉnh từ một nhà sản xuất Á hậu nóng duy nhất, thay vì sử dụng các bộ phận khác nhau từ các nhà sản xuất khác nhau.
• Kích thước cổng phụ thuộc vào số lượng và loại vật liệu được thêm vào, kích thước/tỷ lệ bộ phận và độ dày thành.
• Để biết thêm thông tin về thiết kế đường dẫn nóng, hãy tham khảo ý kiến nhân viên kỹ thuật của Tập đoàn GE Plastics.
2. Hướng dẫn các phương pháp tăng cường bề mặt khuôn phổ biến trong ngành chế biến nhựa
Bảng dưới đây cung cấp cho người vận hành khuôn và nhà sản xuất khuôn nhiều phương pháp xử lý thép khuôn phổ biến để cải thiện khả năng chống ăn mòn hoặc chống mài mòn. Các giải pháp khác cũng có thể tồn tại.
Hình ảnh
3. Đường chạy, đường dẫn và cổng
Ống lót Sprue
Khi sử dụng khuôn thông thường, vật liệu nóng sẽ đi vào khuôn thông qua ống lót trục rót. Hệ thống ray dẫn vật liệu qua cổng vào khoang khuôn. Thiết kế và kích thước thích hợp của ống lót trục rót là rất quan trọng để phân phối nóng chảy thích hợp và đẩy phần đúc chính xác. Đường kính đường dẫn "O" phải lớn hơn khoảng 20% so với đường kính đầu ra của vòi phun để tránh tắc nghẽn đường dẫn khi khuôn mở ra. Một sơ đồ nguyên lý của kích thước mầm được hiển thị dưới đây. Kích thước "O" cũng liên quan chặt chẽ đến kích thước của các bộ phận và đường dẫn. Ống lót chạy có gia nhiệt có thể được sử dụng thay cho ống lót chạy thông thường. Chi phí ban đầu của ống lót được làm nóng (hoặc ống lót "nóng") có thể cao hơn ống lót "lạnh", nhưng nó giúp giảm đáng kể chất thải vì loại bỏ ống lót chạy dọc theo từng bộ phận hoặc hệ thống ống lót. Với ống lót được gia nhiệt, việc kiểm soát nhiệt độ nóng chảy đi vào hệ thống đường dẫn có thể chính xác hơn nhiều.
Hình ảnh
Thiết kế Á hậu
Người chạy nên càng ngắn càng tốt để giảm áp suất giảm không cần thiết. Tốt hơn là nên có mặt cắt ngang hình tròn-. Nếu đường dẫn phải được đặt một nửa vào khuôn, hãy sử dụng đường dẫn hình thang có đáy tròn. Đường chạy hình bán nguyệt và đường phẳng không hiệu quả và không được khuyên dùng. Người chạy phải cho phép vật liệu chảy đều và không bị hạn chế vào một hoặc nhiều bộ phận (nếu sử dụng nhiều khoang). Thông thường, đường kính của con lăn cần phải giảm 20% cho mỗi góc quay 90 độ. Điều này cần được xem xét khi thiết kế hệ thống đường dẫn. Đường kính Á hậu tròn thường là 0,125" – 0,375” (3,2 – 9,5mm). Hình ảnh
Cổng |
Thiết kế cổng cho các bộ phận hỗn hợp LNP phải mang lại biên độ gia công rộng rãi mà không tạo ra- ứng suất trong khuôn. Tùy thuộc vào loại cổng được sử dụng (ví dụ: cổng ngầm, cạnh, vấu, v.v.), một số kích thước cổng cơ bản kiểm soát tốc độ lấp đầy, lượng vật liệu chảy vào khoang khuôn và tốc độ hóa rắn của bộ phận.
Độ dày của tường xác định kích thước cổng, trong khi hình dạng bộ phận xác định vị trí của cổng trên bộ phận. Có ba kích thước cổng chính: chiều sâu, chiều rộng và khuôn mặt. Thiết kế cụ thể cho một số loại cổng được trình bày ở trang tiếp theo.
Kích thước/Vị trí cổng
• Kích thước cổng tối thiểu là 0,040" (1mm), 0,100" (2,5mm) đối với vật liệu tổng hợp sợi dài Verton - hình tròn hoặc hình thang - 50–độ dày thành 60% (đối với vật liệu tổng hợp tinh thể) - 50–75% độ dày thành (đối với vật liệu tổng hợp vô định hình)
• Lý tưởng nhất là nên đặt cổng ở nơi có phần tường dày nhất - căn chỉnh cổng trực tiếp với tường hoặc ống lót để tránh bị san lấp và "phun" (ngoại trừ vật liệu composite sợi dài của Verton) - cổng đường hầm không được khuyến nghị cho vật liệu composite của Verton.
