2-shot-muovauksen suunnitteluohjeet: Seinän paksuus, portti ja materiaalien parittaminen

Kuvittele saippuanannostelijapumppu, jossa on jäykkä polypropeenirunko ja pehmeä TPE-painike. Kymmenen vuotta sitten vakioreitti oli muovata kaksi komponenttia erikseen, sitten puristaa tai liimata yhteen. Vikatilat – kahvan irtoaminen, liukuminen, kaksinkertainen varasto, ylimääräinen työvoima – ovat kaikki tuotantoinsinööreille tuttuja. Kahden laukauksen (2 laukauksen) muovauspuristin poistaa suurimman osan siitä muovaamalla ydintä, pyörittämällä työkalua ja muovaamalla kahvaa saman jakson aikana. Huomaa on, että tämä kompakti prosessi toimii vain, kun muotin geometria, materiaalipari ja koneen käyttäytyminen suunnitellaan yhdessä. Nämä ohjeet ovat ero luotettavan mekaanisen liitoksen ja delaminaatiovaatimuksen välillä.

Mikä on 2-shot-muovaus?

Kaksiosainen muovaus – jota kutsutaan myös kaksikomponentti-, kaksois- tai 2K-muovaukseksi – käyttää yhtä puristusyksikköä mutta kahta erillistä ruiskutusyksikköä. Tyypillisessä pyörivässä pöydässä pyörivälle levylle asennettu muotti vastaanottaa ensimmäisen materiaalin, kääntyy 180 astetta ja sulkeutuu sitten toiseen piippuun toista laukausta varten. Nämä kaksi materiaalia jähmettyvät toisiaan vasten muodostaen kemiallisen tai mekaanisen sidoksen, ja monimateriaaliosa työntyy ulos samassa syklissä. Ei välikappaleen käsittelyä, ei toissijaista puristusta, ei liimaa.

Suunnittelijat kysyvät usein, onko kaksikuvaus sama kuin päällemuovaus. Tarkkaan ottaen ylimuovaus voidaan tehdä tavallisella koneella siirtämällä kovettunut sisäosa toiseen muottiin. Kahden laukauksen muovaus on integroitu versio: yksi kone, yksi sykli, yksi muottisarja. Tällä erolla on merkitystä lainaushetkellä, koska aidon kahden otoksen työkalut ovat tyypillisesti kalliimpia rakentaa, mutta halvempia käyttää. A kaksivärinen ruiskuvalukone toteuttaa tämän periaatteen erillisellä ohjausjärjestelmällä sekä tynnyreille että servokäyttöiselle rekisterikilvelle.

Seitsemän suunnittelusääntöä, jotka ratkaisevat muovauksen menestyksen

Kun konekonsepti on korjattu, muotin suunnittelija hallitsee lopputulosta. Nämä säännöt on järjestetty tuotannossa ja asiakasauditoinneissa havaittujen ongelmien esiintymistiheyden mukaan.

Sääntö 1: Aloita materiaaliparista

Sidoksen vahvuus on ensimmäinen portti. TPE ei tartu kemiallisesti jokaiseen tekniseen muoviin. Useimmat styreeni-TPE:t muodostavat polypropeenilla vahvan sidoksen; PBT:ssä tai nailonissa liitos riippuu yleensä pelkästään mekaanisesta lukituksesta, jonka kuori on heikko. Käytännön lähtökohtana on yhdistää materiaaleja, joilla on samanlainen sulamislämpötila, suunnilleen 40–60 °C, jotta toinen lyönti ei pehmennä ensimmäistä liikaa. Vahvista aina tietyllä TPE-laadulla yleisen tuoteselosteen sijaan, koska kovuus ja öljypitoisuus muuttavat kiinnittymiskäyttäytymistä merkittävästi.

Sääntö 2: Pidä ensimmäisen laukauksen seinä tarpeeksi jäykkä

Haulin 1 substraatin tulee pysyä mekaanisesti vakaana toisen piipun painuessa sitä vasten. Pidä useimpien kestomuovien kohdalla hauteen 1 vähimmäisseinämä yli 1,2 mm; ohutseinäinen kielenkäyttö pätee tässä aivan kuten se pätee yhden laukauksen muovaukseen. Kun toinen materiaali kiertyy reunan ympärille, koneista upotettu alileikkaus ensimmäisen otoksen geometriaan. Tämä mekaaninen lukko suojaa kemiallista sidosta ja kestää kuoriutumisjännitystä paljon paremmin kuin tasainen rajapinta.

Sääntö 3: Suunnittele sulkualueet, jotka kestävät ruiskutuspaineen

Jokaisen kahden ontelon välisen tiivistyslinjan on kestettävä toista ruiskutuspainetta. Suunniteltu sulku on vähintään 3 mm leveä jakotasossa, teräskulmat kohtisuorassa sulkemissuuntaan nähden. Vältä porrastettuja sulkuja, jotka antavat salaman hypätä kuluneesta kulmasta. Jos lyöntitapin on oltava lähellä toisen laukauksen onteloa, aseta tappi sulkutason sisään, jotta todistajanjäljestä ei tule vuotoreittiä.

Sääntö 4: Portti toinen laukaus yhdensuuntaisesti olemassa olevan pinnan kanssa

Haulin 2 portin tulee ohjata sula onteloon syöpymättä ensimmäisen laukauksen pintaa. Turvallisin geometria on sukellusvene- tai tunneliportti, joka on suunnattu samansuuntaisesti olemassa olevan seinän kanssa, joten virtaus liukuu ensimmäisen materiaalin yli sen sijaan, että se törmää kohtisuoraan. Tällöin tiivistepaine on tasapainotettava kahden portin välillä; muottivirtausanalyysi on nyt vakiona tasapainon tarkistamiseksi ennen teräksen leikkaamista.

Sääntö 5: Ota huomioon erokutistuminen ja veto

Nämä kaksi materiaalia kutistuvat eri nopeudella. Jäykkä ABS-substraatti saattaa kutistua noin 0,5 %, kun taas pehmeä TPE voi kutistua 1,5–2,5 %. Jäykempi materiaali määrää lopullisen mittasuhteen, mutta jäännösrajapinnan jännitys voi aiheuttaa vääntymistä ohuissa palkkeissa. Säilytä vetokulmat 1–2° ulkoseinillä ja 2–3°, kun toinen laukaus kiertyy ulkonemien ympärille. Lisää yli 150 mm:n pituisiin osiin ylimääräinen 0,1–0,2° 100 mm:n pituutta kohti, koska levyn pyörimisindeksivirheestä tulee näkyvä epäsuhta ontelon etäreunassa.

Sääntö 6: Suunnittele poistosarja

Kaksivaiheiset muotit tarvitsevat usein kaksivaiheisen irrotuksen, koska toinen materiaali tarttuu kuvioituun ytimeen. Käytä irrotuslevyjä sivulla, jolla on korkea TPE-tartunta, ja pidä ydintapit porrastettuina imujälkien välttämiseksi. Paljon yleisempi ongelma on ensimmäisen laukauksen pinnan pisteytyminen pyörimisen aikana: jokainen ydin, jonka on tyhjennettävä toisen onkalon korkeudesta, tarvitsee riittävästi liikettä ennen kuin pöytä indeksoi. Tästä tulee muotin koon laskenta varhaisessa suunnittelussa, ei myymälän lattian säätö.

Sääntö 7: Aseta toleranssit käyttöliittymää ajatellen

Monimateriaaliosat keräävät toleranssia kahdesta erilaisesta kutistumiskäyrästä ja yhdestä indeksimekanismista. Vältä tiukkojen sijaintitoleranssien määrittämistä materiaalirajan yli. Sen sijaan määritä toisen laukauksen puolella sallittu erotutkija ja suunnittele itsepaikanntuvat paritusominaisuudet. Tämä lähestymistapa on laajalti käytössä autojen sisäosissa, lääkinnällisissä kahvoissa ja kulutuselektroniikan suojissa – segmenteissä, joita tuemme erityisillä sovellustekniikka .

Koneen valinta: Puristimen sovittaminen muottiin

Ruiskutuskoneen valinta ei ole jälkikäteen. Kolme konepuolen parametria vaikuttavat suoraan muotin suunnitteluun: projisoitu pinta-ala, laukaustilavuus ja pyörivän pöydän halkaisija. Muottajat tyypillisesti arvioivat tarvittavan puristusvoiman lisäämällä molempien onteloiden ennustetun pinta-alan ja soveltamalla materiaalikohtaista vetoisuustekijää ja lisäämällä sitten 10–20 % turvamarginaalin. Toiseksi injektioyksikön tasapainolla on väliä: jos TPE-laukaus on vain 2–5 g, toisen piipun mittausresoluutio määrittää, pystytkö pitämään ±0,1 g toistettavuuden. Kolmanneksi, pyörivän pöydän on tyhjennettävä kaikki ytimet ja luistit indeksoinnin aikana – tämä usein asettaa kiinnitystangon vähimmäisetäisyyden ennen kuin nimellispainoa edes otetaan huomioon.

HXS160 kaksivärinen ruiskupuristuskone keskikokoisille osille Tämä kahden laukauksen kone, jossa on erilliset ruiskutusyksiköt ja servo-pyörivä pöytä, sopii keskialueen puristusvoimiin, joten se on käytännöllinen sisääntulopiste ohjauspaneeleille, kahvoille, korkille ja kodinkonekomponenteille. Näytä tuote →

Noin 160–200 tonnin puristusvoimille tarkoitukseen rakennetut kaksiväriset koneet, kuten HXS160 ja HXS200, tarjoavat kaksi itsenäistä ruiskutusyksikköä ja servoherkän pyörivän pöydän. Tästä tulee vakiolähtökohta keskikokoisille ohjauspaneeleille, kahveille, korkille ja kodinkoneiden osille. Alla olevassa kaaviossa verrataan kaksivaiheisen lisäysreitin ja pyörivän kahden laukauksen reitin tehokasta tuotantosekvenssiä suhteellisessa mittakaavassa.

Yleisiä vikoja ja miten suunnittelu estää ne

Jopa hyvin suunniteltu 2 laukauksen muotti voi epäonnistua, jos näiden kahden laukauksen välinen vuorovaikutus jätetään huomiotta. Alla olevassa taulukossa on lueteltu tuotannon auditoinneissa useimmin esiintyvät viat sekä suunnittelu- ja konetason korjaustoimenpiteet.

Kustannus- ja sykli-ajan todellisuuden tarkistus

Tarjousvaiheessa monet ostajat vertaavat kahden osuman työkalujen kustannuksia onteloa kohti yhden pistoksen työkaluun. Rehellinen vastaus on, että kahden laukauksen työkalut maksavat enemmän, koska se sisältää kaksi täydellistä ontelosarjaa, kaksi porttijärjestelmää ja paljon tarkemman sulkujärjestelyn. Kokonaisomistuskustannukset suosivat yleensä 2-shot-muovausta, kun vuosivolyymi ylittää noin 50 000 yksikköä ja vaihtoehtoinen prosessi sisältää manuaalisen tai automatisoidun kokoonpanon. Toissijaiset säästöt – vähemmän työtä, ei liimaa, ei asemointihylkeitä, ei toista lämpöhistoriaa – kattavat usein työkalupalkkion ensimmäisen tuotantovuoden aikana.

HXS200T kaksivärinen servo-energiaa säästävä ruiskupuristuskone Suuremman vetoisuuden, suuremman laukausmäärän ja isomman levyn ansiosta tämä malli tukee raskaampia pehmeitä osia ja kaksionteloisia asetteluja, kun taas sen servokäyttö ja kaksoispiippu mahdollistavat tehokkaan monimateriaalivalun. Näytä tuote →

Yli 20 g painaville osille tai suurelle pehmeälle kosketuspinnalle HXS200 tarjoaa lyöntitilavuuden ja levyn koon isompien yhden ja kahden ontelon asettelujen käsittelemiseksi. Se tukee myös vaadittavaa suurempaa vetoisuutta, kun toisen laukauksen projisoitu alue lähestyy puristusrajaa.

Usein kysytyt kysymykset