Građevinski materijali
Odgovarajući čelični kalup treba odabrati na temelju zahtjeva primjene. Za izradu prototipova, kaljeni kalupni čelik nije potreban. U većini slučajeva koristi se prethodno{2}}kaljeni čelik ili aluminij kako bi se smanjili troškovi i olakšalo prilagođavanje kalupa tijekom faze izrade prototipa. Ovi mekani metali također mogu oblikovati dovoljno ispitnih komada i montažnih dijelova. Prethodno očvrsnuti čelik za kalupe (kao što je P-20 ili NAKR-55) često se koristi za velike kalupe jer je kaljenje čelika za kalupe nepraktično za velike primjene.
Za veće količine proizvodnje potreban je kaljeni čelik za kalupe za jezgru i šupljinu. S-7, H-13 i nehrđajući čelik 420 najčešće su korišteni čelici. S-7 je izvrstan čelik za kalupe koji se može koristiti za proširene proizvodne operacije. Ako su potrebne vrlo visoke temperature taljenja i kalupa, treba odabrati čelik H-13. H-13 se također može koristiti za proizvodnju toplotočnih razdjelnika. H-13 ima vrlo visoku temperaturu kaljenja i može izdržati vrlo visoke temperature obrade kalupa bez utjecaja na njegovu tvrdoću.
Nehrđajući čelik je najbolji izbor za kalupne čelike gdje je potrebna visoka otpornost na trošenje ili gdje dolazi do značajne kondenzacije u okolišu. -Umetci kalupnih šupljina mogu se izraditi pomoću čelika tipa A2, ASP23 ili D-2.
Svi čelici za kalupe mogu se zaštititi od trošenja i korozije nekom vrstom premaza. Samo nehrđajući čelik može se popraviti zavarivanjem i strojnom obradom. Za čelike s postojećim premazima popravak je moguć tek nakon uklanjanja premaza. Nakon popravka, premaz se mora ponovno nanijeti.
Slika
Površinska obrada
Površinska obrada lijevanih dijelova može varirati ovisno o estetskim zahtjevima, potrebama kupaca i funkcionalnosti. Od zrcalno{1}}poput visokog-sjaja SPI #1 do teksturiranih površina postignutih jetkanjem, LNP kompoziti mogu postići gotovo bilo koju vrstu završne obrade površine oblikovanih dijelova. Važno je razumjeti da neki materijali pokazuju poboljšane performanse s određenim završnim obradama površine kalupa. Na primjer, polipropilen pokazuje znatno bolja svojstva odvajanja u mat kalupima nego u kalupima visokog-sjaja. Postizanje visokog sjaja je teško s visoko-smolama za punjenje. Odzračivanje
Ventilacija je ključni dio ciklusa kalupljenja za maksimalnu učinkovitost kalupa. Kada termoplastični materijal uđe u šupljinu kalupa, zrak treba biti istisnut. Ventilacijski otvori obično se nalaze na zadnjim ispunjenim područjima, u blizini linije šava i na sustavu klizača. Dodatni otvori raspoređeni oko linije razdvajanja mogu značajno poboljšati ukupnu učinkovitost ventilacije. Preostali plin u kalupu pojavljuje se kao tragovi opeklina na oblikovanom dijelu. Osnovno pravilo je da plin iz kalupa mora moći izlaziti istom brzinom kao i plastika koja ulazi u šupljinu.
Dubina praznina varira ovisno o upotrijebljenom materijalu – općenito, amorfna termoplastika zahtijeva veću dubinu šupljina zbog veće viskoznosti.
Slika
Jedna-šupljina i više-šupljina
U industriji se najčešće koriste tri osnovne vrste kalupa, posebno za kalupe koji koriste LNP kompozite.
Najčešći tip je konfiguracija s dvije-ploče hladnog klizača prikazana na slici 1. Materijal se ubrizgava u dio kroz čahuru klizača i sustav klizača. Nakon hlađenja, svi oblikovani dijelovi se izbacuju (uključujući vrata, vodilice i kanale). Dijelovi se zatim uklanjaju, a preostali vodilice i kanali se odbacuju ili recikliraju.
Slika 2 prikazuje kalup od tri-ploče s hladnim kanalima. S ovim dizajnom, materijal se ubrizgava u šupljinu dijela kroz sustav klizača i lijevca. Nakon hlađenja, kalup se otvara, odvajajući dio od vrata i vodilica. Dio prirodno pada s vodilica. Vodilice, vrata i kanale i dalje je potrebno reciklirati ili odbaciti.
Slika 3 prikazuje električni grijani kalup razdjelnika s vrućim kanalom. Kanali razvodnika i sonde griju se do ili blizu temperature taljenja polimera, održavajući materijal rastaljenim. Ovo eliminira potrebu za rukovanjem otpadom iz vodilica, vrata i cijevi. Ovi sustavi su skuplji od konvencionalnih dizajna s dvije-ploče ili tri-ploče, ali nude bolju toplinsku kontrolu materijala i stvaraju malo otpada.
Slika
Hot Runner
Kalupi s punim vrućim kanalom ili kalupi "bez toka" nude mnoge prednosti, ali zahtijevaju pažljiv dizajn kako bi se osigurala ispravna kontrola taline koja teče u šupljinu kalupa. Dok kalupi bez kanala ne stvaraju gotovo nikakav otpad tijekom operacija kalupljenja, oni su skloni problemima pri pokretanju, posebno s polu-kristalnim LNP kompozitima, koji su skloni brzom skrućivanju. Načela koja treba slijediti uključuju:
• Koristite samo dobro-uravnotežene sustave razdjelnika s vrućim kanalima posebno dizajnirane za tu primjenu.
• Ovisno o upotrijebljenom materijalu, vrući kanal može biti dizajniran tako da omogućuje izravno izlijevanje na dio pomoću otvorene bazne ploče ili vrata ventila za oblikovanje bez ostataka, ili se vrata mogu nalaziti na maloj površini klizača.
• Grijana staza klizača i vruća temeljna ploča trebaju omogućiti glatki put protoka u šupljinu kalupa i grijati se izvana.
• Pri korištenju dugih smola ojačanih staklenim vlaknima neizbježni su ostaci na vratima.
• Koristite cjeloviti sustav jednog proizvođača vrućeg sustava, umjesto da koristite različite komponente različitih proizvođača.
• Veličina vrata ovisi o količini i vrsti dodanog materijala, veličini/omjeru dijelova i debljini stijenke.
• Za više informacija o dizajnu vrućeg kanala, obratite se tehničkom osoblju GE Plastics Group.
2. Vodič za uobičajene metode poboljšanja površine kalupa u industriji prerade plastike
Tablica u nastavku pruža operaterima za kalupljenje i proizvođačima kalupa različite uobičajene obrade čelika za kalupe za poboljšanje otpornosti na koroziju ili otpornost na trošenje. Mogu postojati i druga rješenja.
Slika
3. Vodila, kanali i vrata
Sprue čahure
Pri korištenju konvencionalnih kalupa, vrući materijal ulazi u kalup kroz čahuru lijevca. Sustav vodilica vodi materijal kroz vrata u šupljinu kalupa. Odgovarajući dizajn i dimenzioniranje čahure uliva presudni su za pravilnu distribuciju taline i ispravno izbacivanje oblikovanog dijela. Promjer "O" lijevca trebao bi biti približno 20% veći od izlaznog promjera mlaznice kako bi se spriječilo začepljenje lijevca kada se kalup otvori. Dolje je prikazan shematski dijagram dimenzija cijevi. Dimenzija "O" također je usko povezana s veličinom dijelova i vodilica. Grijane vodilice mogu se koristiti umjesto uobičajenih vodilica. Početna cijena grijane čahure (ili "vruće" čahure) može biti veća od cijene "hladne" čahure, ali značajno smanjuje otpad jer eliminira kliznicu koja se proteže duž svakog dijela ili sustava vodilica. S grijanom čahurom, kontrola temperature taline koja ulazi u sustav klizača može biti mnogo preciznija.
Slika
Dizajn trkača
Trake bi trebale biti što kraće kako bi se smanjili nepotrebni padovi tlaka. Poželjan je kružni-presjek. Ako se klizač mora staviti do pola u kalup, koristite trapezoidni klizač sa zaobljenim dnom. Polu{4}}kružne i ravne vodilice su neučinkovite i ne preporučuju se. Vodilice trebaju omogućiti ravnomjerno i nesmetano strujanje materijala u jedan ili više dijelova (ako se koristi više šupljina). Tipično, promjer klizača treba smanjiti za 20% za svakih 90 stupnjeva rotacije. Ovo treba uzeti u obzir prilikom projektiranja sustava vodilica. Promjeri kružnih vodilica su obično 0,125" – 0,375" (3,2 – 9,5 mm). Slika
Vrata |
Dizajn vrata za LNP kompozitne dijelove trebao bi omogućiti velike margine obrade bez stvaranja stresa u-kalupu. Ovisno o vrsti korištenih vrata (tj. podmornica, rub, ušica itd.), neke osnovne dimenzije vrata kontroliraju brzinu punjenja, količinu materijala koji teče u šupljinu kalupa i brzinu skrućivanja dijela.
Debljina stijenke određuje veličinu vrata, dok geometrija dijela određuje položaj vrata na dijelu. Postoje tri ključne dimenzije vrata: dubina, širina i lice. Specifični dizajni za nekoliko tipova vrata prikazani su na sljedećoj stranici.
Veličina/lokacija vrata
• Minimalna veličina vrata je 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) za kompozite s dugim vlaknima Verton - okrugle ili trapezoidne - 50–60% debljine stjenke (za kristalne kompozite) - 50–75% debljine stjenke (za amorfne kompozite)
• U idealnom slučaju, vrata bi trebala biti postavljena tamo gdje je dio zida najdeblji - poravnajte vrata izravno sa zidom ili čahurom kako biste spriječili zatrpavanje i "mlaz" (osim za Verton kompozite s dugim vlaknima) - tunelska vrata se ne preporučuju za Verton kompozite.
