Protolabs har av erfarenhet lärt sig att det finns viktiga designelement att tänka på innan produktionen börjar. Dessa kan förbättra formbarheten hos delarna och i slutändan minska risken för produktionsfel, kosmetiska defekter och andra problem.

Utkast och Radier
Att applicera drag och radier på en del är avgörande för en korrekt utformad formsprutad del. Utkast hjälper till att en del frigörs från en form med mindre drag på delens yta eftersom materialet krymper på formkärnan. Begränsat drag kräver mycket tryck på utmatningssystemet som kan skada delar och eventuellt mögel kan uppstå.

En god tumregel är att applicera 1 grad av drag per 25 mm kavitetsdjup, men det är fortfarande inte tillräckligt beroende på det valda materialet och formens kapacitet. Protolabs använder CNC-fräsning för att tillverka de flesta funktionerna i formen. Resultatet av tillverkningsprocessen driver en unik väggtjocklek och dragvinkel baserat på den fräs som de använder för varje funktion. Det är här Protolabs design för tillverkningsbarhetsanalys (DFM) blir särskilt användbart eftersom deras programvara ser på varje delfunktion separat och jämför den med deras verktygssats. Designanalysen belyser den delgeometri där ökad dragning och tjocklek kan krävas.


Skarpa hörn har hög stresskoncentration och plastflöde hindras. Rundade hörn har minskade spänningskoncentrationer och plastflödet förbättras.

Radius å andra sidan är inte en nödvändighet för formsprutning, men bör appliceras på din del av några skäl - att eliminera skarpa hörn från din sida kommer att förbättra materialflödet och delintegriteten.

Hartset som fyller formhålan flyter bättre runt mjuka hörn ungefär som floden. Floder har inte 90 graders hörn eftersom vattenflödet skapar inuti och utvändiga hörn så det rör sig lätt mot sin slutdestination. På liknande sätt vill plastharts ta en väg med minst motstånd för att minimera påfrestningen på materialet och formen. Radier, som drag, hjälper också till vid delutkastning eftersom rundade hörn minskar risken för att delen fastnar i formen och får den att ske eller till och med gå sönder.

Vägg tjocklek
Att styra väggtjockleken under konstruktionen av delar hjälper till att hantera kosmetika, vikt och styrka hos din del. Delar som är för tjocka resulterar i fula handfat, varp och inre håligheter (luftfickor). För att undvika detta har material rekommenderat riktlinjer för väggtjocklek - kom ihåg att detta bara är en allmän regel, eftersom inte alla delar kan ha väggtjocklekar i de höga och låga ändarna som anges i detta diagram.

’’Skära ut och ribbing’’
Tillsammans med att använda rätt väggtjocklek bör ytterligare överväganden ses över för att säkerställa att en parts designintegritet förblir intakt. Man kan anta att ju tjockare delen, desto starkare är delen - detta är ett falskt antagande. En korrekt utformad del som är avsedd att vara strukturell bör innehålla ribb och stödjande kilar, vilket ökar styrkan och kan hjälpa till att eliminera kosmetiska defekter som missformning, sjunkning och tomrum.

Låt oss börja med att radera ut din tjocka del, som fortfarande behåller den totala höjden och diametern på din del utan att nödvändigtvis offra prestandan. Det finns en god chans att du också ökar delens prestanda och kosmetiska utseende.
Därefter fokuserar vi på utformningen av stödribborna. Det idealiska sättet att utforma ribbor är att använda ett tjockleksförhållande mellan ribbor och väggar på 40 till 60 procent tjockleken på intilliggande ytor. Huvudkroppen av delen ska vara utformad tillräckligt tjock så att intilliggande ribb som exkluderas från den är ungefär hälften av tjockleken. Detta hjälper dig att undvika tjocka sektioner som kan svalna i olika takt än de tunna sektionerna. Det hjälper också till att minska sjunkning och spänningar som kan skapa missformning från din sida.

Ramper och kilar är ännu ett designelement för att stärka och kosmetiskt förbättra din del. Återigen föredrar plast smidiga övergångar mellan geometrier och en liten ramp hjälper materialflödet mellan nivåer. Kilar hjälper till att stödja väggar eller funktioner samtidigt som de minskar formspänningarna.

Kärnhålighet
Kärnan och håligheten betecknas ofta som A- och B-sidor eller topp- och bottenhalvor av en form. En kärnkavitetsmetod för design av delar kan spara tillverkningstid och pengar och förbättra den totala delen kosmetika.
Låt oss säga att du utformar en enkel låda. När drag appliceras på utsidan och insidan i samma formhalva skapar du en mycket djup ribba som är svår att tillverka och ökar verktygskostnaderna. Det ökar också risken för mögelskador på grund av svår utstötning och korta skott på grund av brist på mögelventilation i djupribben.
Du kan minimera alla dessa problem genom en kärnhålighetsmetod. Denna designteknik kräver att de yttre och inre väggarna ska dras in så att de är parallella med varandra. Denna metod håller en jämn väggtjocklek, bibehåller delens integritet, förbättrar hållfastheten och formbarheten och minskar den totala tillverkningskostnaden.

Underskärrningar
Snabb formsprutning kräver att din artikeldesign ska vara så enkel som möjligt, eller hur? Detta är ett annat falskt antagande eftersom vi stöder komplexa konstruktioner av delar som kräver underskärningar, genom hål och andra funktioner.

Externa underskridanden är det enklaste och mest kostnadseffektiva när vi tar emot genom stiftaktiverade sidoåtgärder. Dessa sidoåtgärder rör sig i tandem med formen när den öppnas och stängs medan kammen rider längs ett vinklat stift. När den öppnas dras kammen helt in så att delen lätt kan matas ut utan formskador och stängs igen tills kammen är i läge för att skapa nästa del.

I fall som inte kan anpassas för sidoåtgärder kan Protolabs använda manuellt borttagna insatser. Dessa är formkomponenter som är större än en halv tum kub och laddas av en operatör i pressen innan den stängs. Efter att delen har gjutits matas delen ut tillsammans med insatsen. Operatören tar sedan delen och tar bort insatsen manuellt och lägger tillbaka den i formen för nästa del.

Öppning/stängning av jonkanaler och utstötning
Öppning/stängning av jonkanaler - och ejektorstift är en nödvändighet för plastharts att strategiskt tränga in i formen och plastdelar för att effektivt matas ut från formen. Vi har lärt oss av erfarenhet att det finns flera sätt att grinda eller mata ut din del, och platserna bör övervägas innan du är redo att fortsätta med verktyg.

Flikgrindar används oftast eftersom de erbjuder en mögeltekniker de optimala bearbetningsfunktionerna och har förmågan att öka i storlek om processen kräver det. En flikgrind är avsmalnande i storlek från löparen, så den minsta punkten är vid delens yta. Detta möjliggör en fryspunkt mellan delen och löparen som tar bort värmen från ytan på delen. Du vill att värmen ska avlägsnas från denna yta för att minimera risken för diskbänk i delen. Efter gjutning måste flikgrinden avlägsnas manuellt och lämnar en grindväst inom 0,13 mm.

Undergrindar används vanligtvis genom att införliva en tunnelport i sidan av delen eller i ett ejektorstift (efteråt). Båda portstilarna kan i allmänhet minska storleken på väst som finns kvar på utsidan av delen. Tunnelgrindar går fortfarande in i delen utvändigt, men ligger mitt på en delyta, så de lämnar vanligtvis mindre av en portremsa. Postportar lämnar ingen synlig överdel på utsidan av delen när delen fylls genom en av utkastartapparna nära delens omkrets. Risken är den kosmetiska skuggan som finns kvar på motsatt sida av delen på grund av värme och deltjocklek. Så var försiktig när du använder detta för mycket kosmetiska delar som har konsistens eller högpolering.

Hetta top-grindar fungerar bra eftersom de har minimalt avfall från gran- och löparsystem. Ett hett tips är bäst för delar som kräver en balanserad fyllning från mitten till ytterkanterna. Detta minimerar varje formförskjutning eftersom flikgrindar kan skapa ett obalanserat tryck i en form. Hetta top-grindar är ofta den mest kosmetiskt tilltalande grinden (ca 1,3 mm diameter) och ofta kan tiderna döljas i en grop eller runt en logotyp eller text.

Direktgranportar är minst tilltalande och används med specifika material som har ett högt glasinnehåll eller där mitten av delen kräver sekundär bearbetning. Direktgrindgrindar har en stor diameter som är svåra att ta bort manuellt och kräver ofta en fixtur som tas bort genom fräsning.

Teknisk hjälp
Med en gedigen förståelse för teknikerna för att förbättra formformbarheten är det mycket lättare att flytta in i gjutning med låg volym och så småningom högvolym. Nästa steg är att ladda upp din 3D CAD-modell online där du får en interaktiv offert med gratis DFM-analys inom några timmar. DFM-analysen kommer att belysa eventuella problem med formen och till och med föreslå lösningar. Protolabs rekommenderar att para ihop designfeedbacken med en konversation med en av deras erfarna Application Engineers som hjälper dig med ytterligare vägledning du kan behöva innan produktionen börjar. De kan nås på +44(0)1952 683047 eller customerservice@protolabs.se.