Ojämn godstjocklek och felaktig kylning i formverktyget är de främsta orsakerna till inre spänningar, skevhet och ytfel på formsprutade detaljer. Genom att konstruera detaljer med jämna väggövergångar och använda en metode som fysisk skumning kan krympning motverkas. Detta säkerställer att de färdiga detaljerna håller sig inom toleranserna under hela produktionsserien.
När du utvecklar tekniska plastdetaljer är arbetet mellan CAD-ritning och produktion avgörande för slutresultatet. Det är viktigt att förstå hur plasten beter sig i verktyget om man vill uppnå och bibehålla snäva toleranser. Två faktorer är med och styr plastens beteende: detaljens godstjocklek och hur jämnt materialet kyls ner.
Vid tillverkning av plastdetaljer bör man eftersträva en jämn godstjocklek i detaljen för att minska risken för skevhet och deformation. Du kan också konstruera detaljen så att den tar höjd för skevheten, vilket gör att den gjutna detaljen blir rakare. En Moldflow-skevhetsanalys hjälper till att förutsäga hur mycket detaljen behöver kompenseras.
Om din konstruktion har ribbor finns det risk för sjunkmärken i detaljen. En ribbas godstjocklek bör vara högst hälften av detaljens egen godstjocklek, till exempel 1,25 mm vid en godstjocklek på 2,5 mm. Ju tjockare ribborna är, desto större är risken för sjunkmärken. Ju tunnare de är, desto större är risken för dåligt fyllda ribbor och skevhet.
Har du stora materialansamlingar bör de kärnas ur, eftersom den största materialansamlingen ofta styr cykeltiden och därmed påverkar priset.
Vid formsprutning, när smält plast injiceras i ett formverktyg, börjar materialet genast svalna och krympa. Om kylförloppet inte är helt jämnt uppstår temperaturskillnader i materialet, vilket leder till inre spänningar.
Spänningarna frigörs när detaljen stöts ut ur verktyget och svalnar färdigt. Här riskerar man att plasten slår sig eller deformeras om man inte kontrollerar kylprocessen. Skevheten visar sig inte nödvändigtvis direkt.
I delkristallina material som PP, PA och POM fortsätter krympningen i timmar eller dagar efter formsprutningen, och en detalj som ser korrekt ut vid utstötning kan fortfarande röra sig innan den mäts upp. Kontrollerad kylning är därför ett av de viktigaste stegen för att säkerställa god dimensionell stabilitet hos plastdetaljen.
Vid komplexa detaljer där stora godstjocklekar eller stora ytor krävs kan olika formsprutningstekniker användas för att möta behovet.
Ku-Fizz är en teknik där kväve eller koldioxid tillsätts direkt i plastsmältan. Det bildas en lätt, skummad kärna inuti detaljen vid formsprutning. Det motverkar krympning och reducerar sjunkmärken, samtidigt som vikten sänks med upp till 10-15 %.
Här injiceras kväve i smältans hetaste kärna under gjutcykeln. Gastrycket pressar plasten utåt mot verktygsväggarna och upprätthålls aktivt under en del av kylfasen. Det ger en stark, lätt detalj som är helt eller delvis ihålig, med liten risk för sjunkmärken. Tekniken används bland annat för handtag och grepp.
Verktygets design avgör hur väl kylningen kan styras. Genom att integrera kylkanaler som följer detaljens geometri kan temperaturen hållas jämn under hela processen.
När du utvecklar nya detaljer är prototyptillverkning i aluminiumverktyg ett smart steg. Till utslutning av traditionella verktyg i härdat stål gör aluminium det möjligt att snabbt och till en lägre kostnad testa hur ditt valda plastmaterial krymper i verkligheten innan serieverktyget spikas.
Idé-Pro har lång erfarenhet av formsprutade plastdetaljer för både prototyper och serieproduktion. Med egen verktygstillverkning och en modern maskinpark hjälper vi dig att optimera din konstruktion och hitta rätt tillverkningsmetod. Kontakta oss för teknisk rådgivning eller en offert för ditt nästa projekt.
Plastdetaljer skevar när detaljen inte kyls jämnt. En jämn godstjocklek hjälper till att säkerställa att hela detaljen kyls ned i samma takt. Kyls vissa områden långsammare än andra uppstår temperaturskillnader och inre spänningar, som frigörs vid utstötningen och drar detaljen skev. Ojämn godstjocklek och ojämn kylning i verktyget är därför huvudorsakerna till skevhet.
Insjunkningar är små fördjupningar i detaljens yta. De kan uppstå när plasten inne i detaljen krymper mer än det redan stelnade ytterskiktet. Insjunkningar uppträder typiskt vid stora godstjocklekar, vid materialansamlingar eller vid för tjocka ribbor.
En ribba bör vara högst hälften så tjock som detaljens godstjocklek. Vid en godstjocklek på 2,5 mm innebär det maximalt 1,25 mm. Är ribban tjockare ökar risken för insjunkningar. Är den tunnare riskerar du dåligt fyllda ribbor och skevhet.
En Moldflow-skevhetsanalys är en simulering av hur plasten fyller, kyls och krymper i verktyget. Den förutsäger hur mycket och i vilken riktning detaljen kommer att skeva, innan verktyget tillverkas. Resultatet används för att kompensera detaljens mått och för att optimera insprutningspunkt och kylning, så att detaljen blir rak efter formsprutningen.
I delkristallina material som PP, PA och POM fortsätter krympningen i timmar eller dagar efter formsprutningen. Denna så kallade efterkrympning innebär att en detalj som är måttriktig vid utstötningen ändå kan röra sig. Amorfa material som ABS och PC stabiliserar sig snabbare. Mät detaljen först när den har stabiliserat sig.