Co to jest formowanie wtryskowe wspomagane gazem?
Formowanie wtryskowe wspomagane gazem to proces produkcyjny polegający na wtryskiwaniu azotu wraz ze stopionym tworzywem sztucznym, w wyniku czego powstaje część z wydrążonymi sekcjami. Głównym celem jest rozwiązanie typowych wyzwań związanych z tradycyjnym formowaniem wtryskowym, takich jak przepływ i kurczenie się tworzywa sztucznego. Istnieją różne kategorie zastosowań wspomaganych gazem, ale zastosowanie tego procesu do produkcji pustych części jest logicznym wyborem. Chociaż może nie być tak skuteczny w przypadku dużych średnic, jak formowanie z rozdmuchiwaniem, które może osiągnąć znaczną redukcję masy o 75%, wspomaganie gazowe może nadal oferować znaczną redukcję masy o 30 do 40% w pustych obszarach.
Wspomaganie gazowe staje się szczególnie istotne w zastosowaniach, w których detale formowane wtryskowo przewyższają możliwości formowania z rozdmuchiwaniem. Jego kluczową zaletą w przypadku części wydrążonych jest możliwość zintegrowania wydrążonego elementu z płaską częścią lub włączenia detali przypominających te, które można uzyskać za pomocą formowania wtryskowego.
Zalety formowania wtryskowego wspomaganego gazem
Formowanie wtryskowe ze wspomaganiem gazowym pokazuje swój prawdziwy potencjał, gdy jest stosowane do cienkościennych części konstrukcyjnych, oferując projektantom możliwość tworzenia komponentów o opłacalności cienkich ścianek w połączeniu z wytrzymałością typową dla grubych ścianek. Zastosowanie techniki short-shot polega na wycinaniu ponadwymiarowych żeber za pomocą strumienia gazu, co skutkuje tworzeniem pustych rur w formowanym wyrobie, osiągając w ten sposób imponujący stosunek wytrzymałości do masy. W porównaniu z częściami, których sztywność opiera się na wysokich żebrach, technika ta może przynieść znaczący wzrost od 25 do 40%.
Kluczowym wyzwaniem w projektowaniu i przetwarzaniu jest utrzymanie pęcherzyka gazu w obrębie wzoru żeber. Zoptymalizowany projekt powinien wyeliminować wszelkie marginesy błędu, które mogłyby pozwolić pęcherzykowi na penetrację sekcji ściany, zjawisko znane jako palcowanie. Grubościenne części konstrukcyjne można porównać do elementów z pianki strukturalnej, w których pianka jest zastąpiona połączoną siecią pustych sekcji. Koncepcja stojąca za wytrzymałością pianki strukturalnej leży przede wszystkim w solidnych powłokach. Wspomaganie gazowe eliminuje czynnik porotwórczy i uzupełnia krótki strzał wybuchem gazu, eliminując zawirowania. W tej koncepcji wstęgi gazu działają jak wewnętrzna poduszka, podobna do pianki.
Osiągnięcie redukcji gęstości większej niż w przypadku pianki okazuje się wyzwaniem, a z konstrukcyjnego punktu widzenia projekt ściany musi uwzględniać najgorszy scenariusz. Pianka strukturalna ma zwykle bardziej jednolite właściwości fizyczne. Podczas gdy części ze wspomaganiem gazowym uzyskują sztywność dzięki ponadwymiarowym żebrom, zwiększenie grubości ścianki zmniejsza nieodłączne korzyści związane z niską wagą i kosztami związane z cienkościennym wspomaganiem gazowym. Grubościenne wspomaganie gazowe staje się rozsądnym wyborem, gdy zastosowanie wymaga grubszej ścianki, czy to ze względu na istniejące ograniczenia formy, czy też względy ergonomiczne.
Formowanie wtryskowe z pełnym wtryskiem może skorzystać na zastosowaniu poduszki gazowej zamiast konwencjonalnej poduszki z tworzywa sztucznego. W tym podejściu gaz jest wprowadzany po całkowitym wtryśnięciu żywicy, służąc do kompensacji późniejszego skurczu żywicy. Często wtrysk gazu jest precyzyjnie kierowany do wyznaczonego grubego miejsca lub problematycznego obszaru w formowanym wyrobie.
Po wtryśnięciu do stopionej żywicy, gaz natychmiast szuka ścieżki najmniejszego oporu. Naturalnie grawituje w kierunku najgrubszego obszaru części, bez wysiłku pokonując zakręty - zjawisko znane jako śledzenie wyścigu. Pęcherzyk gazu ulega profilowaniu, utrzymując spójną sekcję, przez którą przepływa. W szczególności, pęcherzyk gazu ma początkowo większą średnicę i stopniowo zmniejsza swój rozmiar w miarę zbliżania się do końca przepływu.
Proces formowania wtryskowego wspomaganego gazem
Proces formowania wtryskowego wspomaganego gazem można wyjaśnić za pomocą pięciu kluczowych etapów formowania z krótkim wtryskiem. Na rysunku 2.16a stopione tworzywo sztuczne jest wtryskiwane do uszczelnionej formy pod wysokim ciśnieniem. Przechodząc do rysunku 2.16b, rozpoczyna się proces wtrysku gazu, powodując jednoczesny przepływ gazu i stopionego tworzywa sztucznego do gniazda formy. Przechodząc do rysunku 2.16c, wtrysk tworzywa sztucznego zatrzymuje się, umożliwiając ciągły przepływ gazu do wnęki. Gaz skutecznie napędza tworzywo sztuczne do przodu, kończąc proces wypełniania wnęki. Naturalnie grawituje w kierunku obszarów o najwyższej temperaturze i najniższym ciśnieniu.
Przechodząc do rysunku 2.16d, po całkowitym wypełnieniu wnęki gaz utrzymuje swoją siłę, dociskając tworzywo sztuczne do chłodniejszych powierzchni formy. Działanie to znacznie skraca czas trwania cyklu chłodzenia, łagodzi występowanie śladów zlewu i zwiększa powtarzalność wymiarową. Wreszcie, na rysunku 2.16e, część z tworzywa sztucznego została wystarczająco schłodzona, aby zachować swój kształt. Dysza gazowa jest cofana, aby uwolnić uwięziony gaz, umożliwiając wyrzucenie gotowej części.
Spośród różnych procesów strukturalnych tworzyw sztucznych, wspomaganie gazowe wyróżnia się największym potencjałem w zakresie wykorzystania wglądu projektanta w proces formowania. Projektant przyjmuje podwójną rolę zarówno jako projektant formy, jak i inżynier procesu, sprawując kontrolę nad przepływem zarówno tworzywa sztucznego, jak i azotu. Takie zintegrowane podejście zwiększa precyzję i wydajność procesu formowania. formowanie wtryskowe wspomagane gazem proces.
Żebra odgrywają kluczową rolę w definiowaniu przepływu gazu w konstrukcji. Gaz, z natury podążający ścieżką najmniejszego oporu, ma tendencję do poruszania się w kierunku grubszych obszarów części ze względu na ich większą objętość, a następnie niższe ciśnienie. Ta cecha przyciąga pęcherzyki gazu do tych obszarów. Skuteczne utworzenie tych grubszych obszarów wymaga uwzględnienia współczynnika kształtu w odniesieniu do grubości ścianki.
Zasadniczo te grubsze obszary przekształcają się w kolektory lub kanały gazowe, które łączą się ze scentralizowanym punktem wtrysku gazu. Zaleca się, aby te kanały gazowe utrzymywały współczynnik kształtu w zakresie od trzech do sześciu razy większym niż grubość sekcji ściany. Niższe współczynniki kształtu okazują się nieefektywne i mogą prowadzić do niepożądanych zjawisk, takich jak palcowanie, podczas gdy wyższe współczynniki kształtu zwiększają podatność na przebicie gazu. Przebicie gazowe występuje, gdy strumień gazu wyprzedza front przepływu żywicy podczas procesu napełniania. Osiągnięcie optymalnego współczynnika kształtu jest kluczem do zapewnienia skuteczności i niezawodności procesu formowania wtryskowego wspomaganego gazem.
Kanały gazowe są umieszczone w żebrach kanałów gazowych, w których celowe zmiany grubości ścianek, przypominające żebra, są traktowane jako występy. Konieczne jest, aby kanały gazowe rozciągały się do krańców części. Podstawowa geometria kanału gazowego obejmuje ponadwymiarowe żebra usztywniające. Możliwe są różne konstrukcje żeber, a praktyczne rozwiązania dla głębszych żeber obejmują układanie konwencjonalnego żebra na żebrze przejścia gazowego, zachowując odpowiednie proporcje. Pozwala to sprostać wyzwaniu, jakim jest uzyskanie odpowiedniej grubości całego żebra, zapobiegając sytuacjom, w których żebro jest zbyt cienkie na górze i zbyt grube na dole, co jest powszechnie znane jako problem głębokiego żebra.
Powyższy rysunek ilustruje kilka wariantów konstrukcji żeber, pokazując możliwości adaptacyjne tego podejścia. Kluczowym aspektem udanego rozwoju produktu jest maksymalizacja potencjału formowanych komponentów. Szczególnie w przypadku formowania wtryskowego wspomaganego gazem, konstrukcja części ma pierwszeństwo. Wzór żebra staje się ścieżką najmniejszego oporu, służąc jako kanał zarówno dla tworzywa sztucznego (podczas napełniania), jak i gazu. Skomputeryzowane symulacje wypełniania formy poprawiają rozmieszczenie żeber, usprawniając proces.
Pozostała część projektu części jest ściśle zgodna z ustalonymi praktykami, z naciskiem na utrzymanie jednolitego przekroju ściany, co ułatwia stworzenie dokładnego modelu komputerowego. Sukces każdego programu wspomagania gazowego jest ostatecznie pod kontrolą projektanta części. Przestrzeganie ustalonych zasad projektowania eliminuje niepotrzebne zmienne, wzmacniając znaczenie skrupulatnego i strategicznego podejścia.
Osiągnięcie optymalnej kontroli nad pęcherzykiem gazu jest możliwe dzięki zastosowaniu wnęk przelewowych lub przelewowych. Usuwanie nadmiaru tworzywa sztucznego polega na przemieszczaniu objętości dopływającego gazu, co stanowi zaawansowany etap w formowaniu wtryskowym ze wspomaganiem gazowym. Ten udoskonalony proces jest dostępny na licencji u różnych dostawców sprzętu do wspomagania gazowego. Godne uwagi zalety obejmują precyzyjną regulację objętości wtryskiwanego gazu, co prowadzi do skrupulatnej kontroli nad profilem przepływu gazu. Początkowe wypełnienie formy obejmuje pełny wtrysk tworzywa sztucznego, oferując większą łatwość kontroli w porównaniu do krótkiego wtrysku.
Korzystamy z okazji, aby przedstawić Sincere Tech, nasz ceniony Chiński producent form specjalizująca się w formowaniu wtryskowym wspomaganym gazem. W Sincere Tech oferujemy zróżnicowaną gamę wysokiej jakości form wtryskowych z tworzyw sztucznych i powiązanych usług, zobowiązując się do dostarczania wyjątkowych produktów i rozwiązań naszym cenionym klientom.
Nasz oddany zespół doświadczonych profesjonalistów stara się sprostać Twoim konkretnym potrzebom i wymaganiom, zapewniając najwyższej klasy rozwiązania w dziedzinie formowania wtryskowego wspomaganego gazem. Poruszanie się po naszym przyjaznym dla użytkownika interfejsie jest płynne, co upraszcza wyszukiwanie potrzebnych produktów i usług. Sincere Tech zapewnia kompleksowy pakiet usług, w tym projektowanie form z tworzyw sztucznych, niestandardowe formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych, szybkie prototypowanie, projektowanie form, procesy poprodukcyjne, montaż i terminową dostawę.
Niezależnie od tego, czy potrzebujesz pojedynczego prototypu, czy planujesz produkcję na dużą skalę, posiadamy wiedzę i zasoby, aby spełnić Twoje wymagania. Nasz zespół jest łatwo dostępny, aby odpowiedzieć na wszelkie pytania, zapewniając wskazówki i wsparcie w całym procesie formowania wtryskowego wspomaganego gazem.
Tych, którzy szukają niezawodnych dostawców form, zachęcamy do kontaktu z Sincere Tech już teraz. Jesteśmy przekonani, że nasze rozwiązania wyniosą Twój biznes na wyższy poziom. Dziękujemy za rozważenie Sincere Tech jako partnera w formowaniu wtryskowym wspomaganym gazem i z niecierpliwością czekamy na możliwość współpracy z Tobą.