Các chú ý thiết kế sản phẩm trong công nghệ ép phun

Các chú ý thiết kế sản phẩm trong công nghệ ép phun

CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM

CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BÁO CÁO

 GVHD:Ths TRẦN MINH THẾ UYÊN

TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

 Trong quá trình phân tích sản phẩm, nến áp suất điền đầy cao hay suất hiện các khuyết tật như : sản phẩm không điền đầy, bavia, xuất hiện đường hàn… Thì không nên thay hình học sản phẩm mà ưu tiên thay đổi các thông số gia công hay chọn lại vật liệu nhựa

 Nếu thay đổi các thông số gia công vẫn không được cải thiện được vấn đề trên thì nên thay đổi hình học của chi tiết.Thay đổi sẽ ảnh hưởng đến nhiều chi tiết lắp, tính thẩm mỹ, độ bền của chi tiết

GỒM CÓ 8 VẤN ĐỀ CHÚ Ý ĐẾN :

1.GÓC THOÁT KHUÔN

 Đối với sản phẩm có gân, vấu lồi, rãnh sâu… hay có bề mặt vát ta nên thiết

kế góc vát theo hướng mở của khuôn để sản phẩm có thể thoát khỏi khuôn 1 cách dễ dàng

Chi tiết không góc vát Chi tiết có góc vát

Sai Đúng

Đồ thị giúp thiết kế góc vát cho phù hợp.

 Giá trị góc vát phụ thuộc vào cơ tính co rút của nhựa và chiều cao vát

(thường từ 0.25-30)

 Khi không thiết kế góc thoát khuôn hay thiết kế không đúng thì ma sát giữa

bề mặt sản phẩm và mặt khuôn sẽ rất lớn khi đó sản phẩm sẽ bị kẹt lại trong khuôn, hay nếu đẩy được ra ngoài thì sản phẩm cũng bị lỗi bởi lực chốt đẩy quá lớn làm thụn bề mặt

2.BỀ DÀY

a.Hiệu quả thiết kế:

 Rút ngắn thời gian chu kì ép phun và chế tạo khuôn

 Giảm giá thành sản phẩm và khuôn

 Tiết kiệm vật liệu mà vẫn hiệu quả

 Tránh cong vênh, lỗ khí, vết lõm, đường hàn…

Đây là các khuyết tật thường gặp khi thiết kế bề dày sản phẩm không phù hợp

 Nếu phần vật liệu bên trong lõi sản phẩm nguội chậm hơn vật liệu bên trên

bề mặt, sẽ tạo ra sự co rút không đồng đều sản phẩm Sự co rút này sẽ gây ra công vênh sản phẩm

Sản phẩm bị công vênh

 Khắc phục sự cong vênh cần thiết kế bề dày đồng nhất, sau đây là phương pháp giúp thiết kế sản phẩm đồng nhất: tạo vùng chuyển tiếp giữa hai vùng

có bề dày khác nhau

b.Một số điều cần chú ý:

 Tùy thuộc vào từng loại sản phẩm mà bề dày sẽ khác nhau Tuy nhiên trong một số trường hợp cần cách điện, chịu nhiệt, chống mài mòn… thì có thể dày hơn

 Bề mặt của sản phẩm làm càng mỏng khi có thể và càng đồng đều càng tốt giúp việc điền đầy lòng khuôn và sự co rút của nhựa lỏng sẽ tốt nhất, ứng suất trong cũng giảm đáng kể

 Khi nhận thấy sản phẩm không đủ bề dày thì ta có thể:

o Tăng bề dày

o Dùng vật liệu khác bền hơn

o Tạo các gân tang cứng hoặc các góc bo để tang bền

 Việc đảm bảo sản phẩm có bề dày đồng đều là rất quan trọng vì thời gian đông cứng của sản phẩm là khác nhau tại những nơi có bề dày khác nhau Khi không đảm bảo được đều này thì các khuyết tật rất dễ xảy ra Tuy nhiên

ta có thể giảm bớt hỏng hóc bằng việc thiết kế các đoạn chuyển tiếp

Các cách thiết kế bề dày đồng nhất

3.GÓC BO

a.Hiệu quả thiết kế:

 Sản phẩm được làm nguội đồng đều

 Giảm khả năng sản phẩm bị cong vênh

 Giảm sự cản dòng

 Giảm sự tập trung ứng suất

 Nhựa lỏng dễ điền đầy lòng khuôn



b.Giải pháp thiết kế góc bo:

 Bán kính bo nằm trong phạm vi từ 25% đến 60% bề dày sản phẩm, nhưng tốt nhất là 50%

 Bán kính ngoài nên bằng bán kính trong cộng thêm bề dày sản phẩm: R=r+T

 Một khi đều này không được thỏa mãn thì sản phẩm dễ bị cong vênh bởi sự nguội không đều, sự co rút không đều thêm vào đó thì ứng suất tập trung cũng tăng lên

 Để giữ cho bề dày sản phẩm đồng nhất thì phải thiết kế bán kính cong ở cả 2 góc

Quá mỏng Quá dày

Các khuyết tật thường gặp phải:

Hình (a) là vết nứt

Hình(b) là vết khía hình

Hình (c) là nếp gấp bề mặt

a.Hiệu quả thiết kế:

 Giúp tăng bền và tăng khả năng chống uốn của sản phẩm

b.các loại sản phẩm cần gân tăng bền:

c.Thiết kế gân:

Thiết kế sao cho bề dày sản phẩm càng mỏng càng tốt (độ cứng vững tăng khi khoảng cách gân giảm lại)

Bề dày, góc côn, độ cao liên quan đến nhau, nếu bề dày gân quá lớn dẫn đến vếch lõm và góc côn quá lớn sẽ khó khăn điền đầy khuôn

Độ nghiêng mỗi bên khoảng 10, bề dày đấy gân max là 0.8 độ dày sản phẩm nơi đặt gân (0.5-0.8)

Gân tăng bền phải nằm thẳng hướng với hướng mở khuôn

d.Một số yêu cầu cần chú ý:

 Bề dày của gân không vượt quá ½ bề dày đặt gân nhưng ở chỗ vật liệu ít co rút và không ảnh hưởng đến tính thẫm mỹ thì có thể dảy hơn 1 chút

 Bề dày gân còn tác động đến sự ưu tiên dòng chảy trong quá trình ép phun (nguyên nhân đưa đến các khuyết tật đường hàn và rỗ khí)

Các thông số hình học của gân

Trong đó:

o Bề dày gân: t

o Chiều cao gân: H

o Bán kình góc bo: r

o Góc nghiêng: ϴ

o Khoảng cách giữa các gân: S

 Các gân nên thiết kế song song, khoảng các giữa các gân nên bằng ít nhất 2 lần bề dày Giúp giảm bớt các rãnh làm nguội và hệ thông thoát khí trong khuôn

 Các gân nên đặt dọc theo 1 hướng để đạt độ cứng vững tốt (nên đặt dọc)

Các kiểu đặt gân

 Ngoài việc thiết kế gân để tăng bền, ta có thể thay thế gân bằng các nếp gấp

để tăng độ cứng vững và tình thẫm mỹ

Các kiểu nếp gấp

 Khi thiết kế gân chéo nhau thì chỗ chuyển tiếp nên là 1 điểm để đảm bảo độ cứng và khả năng chống lại ứng suất cho sản phẩm

 Gân tăng cứng: dùng để tăng cứng cho các góc, mặt bên, vấu lồi của sản phẩm

5.VẤU LỒI

Các vấu lồi thường dùng để bắt vít hay các chốt để bắt vít lại với nhau

Bề dày của vấu nên nhỏ hơn 75% bề dày đặt vấu, khi bề dày vấu vượt quá 50% dễ đưa đến các vết lõm trên bề mặt vì ứng suất tập trung tăng

Hình trên là các thông số thiết kế vấu lồi

 Bán kính ngoài chuyển tiếp nên bằng 0.25% bề dày đặt vấu hay ít nhất cũng bằng 0.4mm để giảm ứng suất Một khi ta tăng chiều sâu vấu nên làm bán kính chuyển tiếp để giảm bớt sự chuyển động hỗn loạn của vật liệu trong quá trình ép phun và giữ ứng suất ở mức nhỏ nhất Tuy nhiên, làm cho bề mặt đối diện dễ bị khuyết tật

 Các góc côn ngoài ở mặt bên nên nhỏ nhất là 0.50 góc côn trong nhỏ nhất nên là 0.250 để đảm bảo sự thoát khuôn

 Để bền hơn thì các vấu lồi đặt xa thành sản phẩm nên thiết kế thêm các gân tăng cứng Các vấu này nên đặt cách thành ít nhất 3mm để tiết kiệm vật kiệu và giảm thời gian chu kì Khoảng cách giữa 2 gân nên bằng ít nhất 2 lần bề dày thành sản phẩm, vì nếu đặt quá gần sẽ khó nguội

Để sản phẩm không bị các vết lõm ở chân núm chúng ta cần phải tạo 1 vòng lõm ngay chân núm để tránh sự tập trung vật liệu

6.LỖ TRÊN SẢN PHẨM

a.Lỗ không suốt

 Chiều sâu của lỗ thường không vượt quá 3 lần đường kính lỗ Đối với các lộ

có đường kính nhỏ hơn 5mm thì tỉ lệ này là 2 Bề dày của phần vật liệu dưới cùng nên lớn hơn 20% đường kính lỗ để loại trừ khuyết tật cho mặt đối diện

 Một thiết kế tốt là bề dày của thành lỗ luôn đồng đều và không có các góc sắc cạnh nơi tập trung nhiều ứng suất

Các thống số thiết kế lỗ không suốt

b.Lỗ suốt

 Khoảng cách giữa 2 lỗ hoăc giữa các lỗ với mép ngoài của sản phẩm nên bằng 2 lần bề dày hay bằng 2 lần kích thước lớn nhất được đo theo chu vi của lỗ

Các thống số thiết kế lỗ suốt

 Thiết kế để hướng của dòng chảy dọc xuống theo lỗ để tránh đường hàn Nếu đường hàn ở mức không thể chấp nhận được thì ta không nên thiết kế lỗ

mà sẽ khoan lỗ cho sản phẩm sau khi ép phun Bên trong thành lỗ nên bóng nhẵn để tăng khả năng điền đầy

Kí hiệu bề mặt lỗ

7.THIẾT KẾ SẢN PHẨM CÓ REN

a.biên dạng ren

Ren phi tiêu chuẩn

d.Một số yêu cầu cần chú ý:

 Bán kính đỉnh ren và chân ren nên rất lớn nhất có thể để tránh sự tập trung ứng suất

 Đoạn cuối ren nên làm tròn để tránh tuôn ren, hư ren

Tạo đường trơn cuối cùng của ren

 Tránh thiết kế đoạn ren có bước ren nhỏ hơn hay bằng 1mm để tránh tuôn ren và dễ chế tạo khuôn

 Khi thiết kế ren nhựa lắp với ren kim loại (trong ống nước) ta nên thiết kế ren ngoài cho sản phẩm nhựa và ren trong cho kim loại để tránh ren kim loại làm hỏng ren nhựa

 Ren cho sản phẩm nhựa đôi khi không cần theo tiêu chuẩn để dễ chế tạo khuôn

8.UNDERCUT

 Undercut là phần trên sản phẩm gay ra khó khăn khi tách khuôn, như lỗ ngang trên sản phẩm, hay là những lỗ song song với mặt phân khuôn Để tạo được những lỗ như thế này chúng ta phải đặt lõi và khi tách khuôn lấy sản phẩm ta phải rút lõi trước rồi mới tách khuôn lấy sản phẩm

Một số yêu cầu cần chú ý:

 Tránh thiết kế undercut để khuôn bớt phức tạp ,tiết kiệm được chi phí chế tạo

 Bề dày Undercut không lớn hơn 0.7 lần bề dày sản phẩm tại nơi dặt

Undercut

 Cách cạnh của Undercut nên được bo cung và nằm nghiêng

 Phẩn tháo Undercut khi tháo ra phải đủ nóng để có thể kéo giãn và trở lại bình thường

Ví dụ: Ban đầu không thể tháo sản phẩm ra khỏi khuôn

Sản phẩm sao khi thiết kế lại có thể tháo sản phẩm ra khỏi khuôn

Ví dụ: Biến đổi lỗ thành ba đường bao đối diện nhau