دليل الدقة وكفاءة التكلفة في قولبة الحقن

تخيل هذا السيناريو: جزءك المصمم بشكل مثالي يفشل في مرحلة صناعة القالب بسبب انحرافات أبعاد طفيفة. كيف يمكن تجنب هذه النتيجة المحبطة؟الحل يكمن في فهم ومراقبة تحملات صب الحقنهذا الدليل الشامل يستكشف الجوانب الحاسمة للتسامح في صب الحقن البلاستيكي.

في صب الحقن ، تمثل التسامحات نطاق الانحراف المقبول لأبعاد الجزء وخصائصه ، عادة ما يتم قياسها بالميليمترات أو البوصات ويتم التعبير عنها على أنها قيم إيجابية / سلبية (±).حجم التسامح يعتمد على نوع المواد وأبعاد الجزء الإجماليةيحدد المصممون التسامحات في ملفات CAD لإبلاغ صانعي الصبغات عن الاختلافات المسموح بها ،بينما يستخدم المصنعون هذه المواصفات أثناء مراجعات التصميم للتصنيع (DFM) لتوجيه قرارات القالب والعملية.

تتطلب التسامحات الأكثر صرامة صيغًا ذات جودة أعلى وعمليات أكثر دقة ، مما يزيد بشكل حتمي من التكاليف. تؤثر جودة العفن بشكل كبير على النتائج ،كما تفعل معدلات ملء تجويف مناسبة ودرجات حرارة تبريد ثابتةحتى مع أحدث المعدات، لا تزال التقلبات في العملية لا مفر منها. يمكن للصانعين ذوي الخبرة حساب معدلات الانكماش لمختلف البلاستيكات،لكن خيارات التصميم تحدد في النهاية التسامحات الممكنةالمواد ذات معدلات تقلص أعلى تقدم تحديات أكبر في التحكم في التسامح.

العديد من المكونات المصنوعة تتكامل في مجموعات أكبر.التسامح في الترتيبيشير إلى كيفية تناسب جميع الأجزاء المجمعة مع بعضها البعض. نظرًا لأن كل عنصر له معايير تساهل خاصة به ، يجب على المصممين مراعاة الاختلافات البعدية التراكمية.

فكر في ثلاثة أجزاء مصبوبة ومتصلة بمسامير، كل منها يحتوي على ثقوب ضمن نطاق معين من الإحتمالات.يجب أن يكون كل ثلاثة محاذاً بشكل مثالي لإدخال الارتباطيعتبر النظر المبكر في التراكم التسامح أمر حاسم، ويمكن لبرنامج تحليل متخصص محاكاة سيناريوهات التجميع لضمان التلاءم المناسب.

1. مساحات التسامح:تحكم حجم الجزء الكلي. تتعرض الأجزاء الكبيرة لتقلص أكبر أثناء التبريد ، مما يتطلب نطاقات تسامح محددة للأحجام.
2. معدل التسامح بين المستقيم والسطح:التعامل مع التشوه عبر الأسطح المسطحة الكبيرة. عناصر تصميم القالب مثل وضع البوابة والتبريد المتساوي يمكن أن تقلل من التشوه.
3. مساحات التسامح لقطر الثقب:تتطلب الثقوب الكبيرة نطاقات تسامح أوسع بسبب زيادة الانكماش.
4. معايير تحمل عمق الثقب العمياء:تتطلب هذه الميزات عناصر القالب المرتفعة. قد تؤدي ضغوط الحقن العالية إلى ثني دبوس الأساس ، حيث تكون الثقوب الأعمق أكثر عرضة.
5. مساحات التسامح بين التركيز والبيض:قد تتقلص الأجزاء الأسطوانية الكبيرة ذات الجدران الرقيقة بشكل غير متساو، مما يعرض الدائرة للخطر.

كما يتم تصنيف التسامحات حسب مستوى الدقة:

• التسامحات التجاريةتقدم دقة أقل مع انخفاض تكاليف القالب والجزء.
• معدل التسامح للجودة الدقيقة(التسامحات الدقيقة) توفر نطاقات أضيق ولكن زيادة النفقات.

تعتمد تساهلات الأجزاء على تساهلات القالب ، والتي يجب أن تأخذ بعين الاعتبار أبعاد الميزات وخصائص المواد. يقدم الجداول التالية تساهلات نموذجية لمواد صب الحقن الشائعة ،كما هو محدد من قبل جمعية صناعة البلاستيك (SPI سابقا).

تتقلص الأجزاء المصنوعة بالحقن أثناء التبريد ، مما يؤثر على الأبعاد النهائية. يعوض المصممون عن طريق تقسيم القوالب وفقًا لمعدلات التقلص المتوقعة ،تم تحديدها من خلال اختبار موحد مثل ASTM D955صيغة التقلص تحسب الانقباض الخطي:

التقلص = 100٪ × (Lc - Lp) / Lp

حيث يمثل Lc طول التجويف و Lp يدل على طول الجزء المبرد. يثبت هذا الحساب أهميته بشكل خاص للمواد ذات الخصائص غير المتماثلة ، مثل الراتنجات المزودة بالألياف الطويلة.

بالنسبة للأجزاء المعقدة، يقوم برنامج تحليل تدفق القالب بمحاكاة أنماط ملء الراتنج وتحديد التحديات المحتملة في ملء القالب.هذا المحاكاة المتقدمة تساعد على التنبؤ اختلافات الانكماش في جميع أنحاء الجزء.

يقدم الجدول التالي نطاقات الانكماش للمواد الشائعة للصب:

الالتزام بمبادئ DFM يحسن من قابلية التصنيع وتحقيق التسامح.

الأبعاد التي تعبر خطوط الفصل عادة ما تظهر اختلاف أكبر من الخصائص المتواصلة.

تتقلص المواد المختلفة بمعدلات مختلفة ، مع وجود اختلافات بين المجموعات والموردين. تظهر المواد المعززة بالألياف الطويلة اختلافات في التقلص الاتجاهي.

يؤثر ضغط الحقن ، والوقت ، وكثافة المواد ، ودرجة حرارة القالب بشكل كبير على اتساق الانكماش.

اعتماداً على متطلبات التصميم، قد تشمل المواصفات الأبعاد، والتوجه/السطحية، قطر الثقب، وعمق الثقب العمياء، وتسامحات التركيز/التباطؤ.

تستخدم التطبيقات التجارية عادةً tolerances ±0.1mm ، في حين أن التطبيقات الدقيقة مثل الأجهزة الطبية قد تتطلب ±0.025mm.

تعاني الأجزاء الكبيرة من تقلص أكبر ، مما يجعل التسامحات الضيقة أكثر تحديًا. تعزز سمك الجدار المتساوي التبريد المستمر واستقرار الأبعاد.

تظهر البلاستيكات والمواد الإضافية المختلفة خصائص تقلص فريدة يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار في تصميم القالب.

توفر القوالب الصلبة المعدلة بدقة مع أنظمة التبريد المناسبة الاستقرار اللازم للسيطرة الضيقة على التسامح. تتراوح احتمالات معالجة القوالب النموذجية من ± 0.127mm للأدوات القياسية إلى ± 0.0254mm للتطبيقات عالية الدقة.