Byggematerialer
Det passende formstål bør vælges baseret på anvendelseskravene. Til prototyping er hærdet formstål unødvendigt. I de fleste tilfælde bruges præ-hærdet stål eller aluminium til at reducere omkostningerne og lette formjusteringer under prototypefasen. Disse bløde metaller kan også forme tilstrækkelige prøvestykker og præfabrikerede dele. For-hærdede formstål (såsom P-20 eller NAKR-55) bruges ofte til støbeforme i stor skala, fordi hærdning af formstålet er upraktisk til store applikationer.
For større produktionsvolumener kræves hærdet formstål til kernen og hulrummet. S-7, H-13 og rustfrit stål 420 er de mest almindeligt anvendte stål. S-7 er et fremragende formstål, der kan bruges til udvidede produktionsoperationer. Hvis der kræves meget høje smelte- og formtemperaturer, bør H-13 stål vælges. H-13 kan også bruges til fremstilling af hot runner manifolds. H-13 har en meget høj tempereringstemperatur og kan modstå meget høje formbehandlingstemperaturer uden at påvirke dens hårdhed.
Rustfrit stål er det bedste valg til formstål, hvor der kræves høj slidstyrke, eller hvor der opstår betydelig kondens i miljøet. Høj-indsats til formhulrum kan fremstilles ved hjælp af stål af typen A2, ASP23 eller D-2.
Alle formstål kan beskyttes mod slid og korrosion med en eller anden form for belægning. Kun rustfrit stål kan repareres gennem svejsning og bearbejdning. For stål med eksisterende belægninger er reparation først mulig, efter at belægningen er fjernet. Efter reparation skal belægningen påføres igen.
Billede
Overfladefinish
Overfladefinishen af støbte dele kan variere afhængigt af æstetiske krav, kundebehov og funktionalitet. Fra spejl-lignende høj-finish af SPI #1 til teksturerede overflader opnået gennem ætsning, kan LNP-kompositter opnå praktisk talt enhver form for overfladefinish af formstøbte dele. Det er vigtigt at forstå, at nogle materialer udviser forbedret ydeevne med visse formoverfladefinisher. For eksempel viser polypropylen væsentligt bedre slipegenskaber i matte forme end i høj- højglansforme. Det er svært at opnå en højglansfinish med høj-fyldstofharpiks. Udluftning
Ventilation er en afgørende del af støbecyklussen for at maksimere støbeformens ydeevne. Når termoplastisk materiale kommer ind i støbeformens hulrum, skal luft udstødes. Ventilationsåbninger er typisk placeret ved de sidst fyldte områder, nær sømlinjen og på løbersystemet. Yderligere ventilationsåbninger fordelt rundt om skillelinjen kan forbedre den samlede udluftningsydelse markant. Restgas i formen vises som brændemærker på den støbte del. En grundlæggende tommelfingerregel er, at gas i formen skal kunne slippe ud i samme hastighed som plastikken, der kommer ind i hulrummet.
Hulrumsdybden varierer afhængigt af det anvendte materiale - generelt kræver amorfe termoplaster større hulrumsdybde på grund af deres højere viskositet.
Billede
Single-Cavity og Multi-Cavity
Tre grundlæggende typer af forme er mest almindeligt anvendt i industrien, især til forme, der bruger LNP-kompositter.
Den mest almindelige type er to-kolde løberkonfigurationen vist i figur 1. Materiale sprøjtes ind i delen gennem løberbøsningen og løbersystemet. Efter afkøling skubbes alle støbte dele ud (inklusive porte, løbere og indløb). Delene fjernes derefter, og de resterende løbere og indløb kasseres eller genbruges.
Figur 2 viser en støbeform med tre-plader med kolde løbere. Med dette design sprøjtes materiale ind i delens hulrum gennem løberen og indløbssystemet. Efter afkøling åbnes formen og adskiller delen fra portene og løberne. Delen falder naturligt af løberne. Løberne, lågerne og indløbene skal stadig genbruges eller kasseres.
Figur 3 viser en elektrisk opvarmet varmløbermanifoldform. Manifold- og gate-sondekanalerne opvarmes til eller nær polymerens smeltetemperatur, hvilket holder materialet smeltet. Dette eliminerer behovet for at håndtere affald fra løbere, porte og indløb. Disse systemer er dyrere end konventionelle design med to-plader eller tre-plader, men tilbyder bedre termisk kontrol af materialet og genererer lidt affald.
Billede
Hot Runner
Full hot runner forme, eller "runnerless" forme, tilbyder mange fordele, men kræver et omhyggeligt design for at sikre korrekt kontrol af smelten, der flyder ind i formhulrummet. Mens løbefri forme stort set ikke genererer noget affald under støbeoperationer, er de tilbøjelige til problemer ved opstart, især med semi-krystallinske LNP-kompositter, som er tilbøjelige til hurtig størkning. Principper, der skal følges, omfatter:
• Brug kun vel-afbalancerede hot runner-manifoldsystemer, der er specielt designet til applikationen.
• Afhængigt af det anvendte materiale kan den varme løber designes til at tillade direkte hældning på delen ved hjælp af en åben gate-bundplade eller en ventilport til -restfri støbning, eller lågen kan placeres på en lille overfladeskinne.
• Den opvarmede løbegang og den varme bundplade skal give en jævn strømningsvej ind i formhulrummet og opvarmes eksternt.
• Ved brug af lange glasfiberforstærkede harpikser er portrester uundgåelig.
• Brug et komplet system fra en enkelt hot runner-producent i stedet for at bruge forskellige komponenter fra forskellige producenter.
• Portstørrelse afhænger af mængden og typen af tilføjet materiale, delstørrelse/forhold og vægtykkelse.
• For mere information om design af hot runner, kontakt GE Plastics Groups tekniske personale.
2. Vejledning til almindelige metoder til forbedring af skimmeloverfladen i plastforarbejdningsindustrien
Tabellen nedenfor giver støbeoperatører og støbeforme en række almindelige støbestålbehandlinger for at forbedre korrosionsbestandighed eller slidstyrke. Der kan også findes andre løsninger.
Billede
3. Løbere, indløbere og porte
Sprue bøsninger
Ved brug af konventionelle forme kommer varmt materiale ind i formen gennem indløbsbøsningen. Løbesystemet fører materialet gennem porten ind i formhulrummet. Korrekt design og dimensionering af indløbsbøsningen er afgørende for korrekt smeltefordeling og korrekt udkastning af den støbte del. Indløbets "O"-diameter skal være ca. 20 % større end dysens udløbsdiameter for at forhindre, at indløbet blokerer, når formen åbner. Et skematisk diagram over indløbsdimensioner er vist nedenfor. "O"-dimensionen er også tæt forbundet med størrelsen af delene og løberne. Opvarmede løbebøsninger kan bruges i stedet for konventionelle løbebøsninger. Startomkostningerne for en opvarmet løber (eller "varm" bøsning) kan være højere end for en "kold" bøsning, men det reducerer spild betydeligt, fordi det eliminerer løberen, der løber langs hver del eller løbesystem. Med en opvarmet bøsning kan styringen af smeltetemperaturen, der kommer ind i løbesystemet, være meget mere præcis.
Billede
Løber design
Løberne skal være så korte som muligt for at reducere unødvendige trykfald. Et cirkulært-tværsnit er at foretrække. Hvis løberen skal placeres halvvejs i formen, så brug en trapezformet med afrundet bund. Halv-cirkulære og flade løbere er ineffektive og anbefales ikke. Løber skal tillade materialet at flyde jævnt og ubegrænset ind i en eller flere dele (hvis der bruges flere hulrum). Typisk skal en løber reduceres i diameter med 20 % for hver 90 graders rotation. Dette skal tages i betragtning ved design af løbersystemet. Cirkulære løberdiametre er typisk 0,125" – 0,375" (3,2 – 9,5 mm). Billede
Port |
Portdesign til LNP-kompositdele bør give rigelige bearbejdningsmargener uden at skabe-formspænding. Afhængigt af den anvendte type port (dvs. ubåd, kant, lug, osv.), styrer nogle grundlæggende portdimensioner fyldningshastigheden, mængden af materiale, der flyder ind i formhulrummet, og delens størkningshastighed.
Vægtykkelse bestemmer portstørrelsen, mens delgeometrien bestemmer portens placering på delen. Der er tre nøgleportdimensioner: dybde, bredde og flade. Specifikke designs for flere porttyper er vist på næste side.
Portstørrelse/placering
• Minimum portstørrelse er 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) for Verton lange fiberkompositter - rund eller trapezformet - 50–60 % vægtykkelse (for krystallinske kompositter) - 50–75 % vægtykkelse (for amorfe kompositter)
• Ideelt set bør porten placeres, hvor vægsektionen er tykkest - juster porten direkte med væggen eller bøsningen for at forhindre tilbagefyldning og "jetting" (bortset fra Verton langfiberkompositter). - tunnelporte anbefales ikke til Verton-kompositter.
