Vstřikovací brána: Potřebné informace pro optimalizaci designu
Obsah
Co je vstřikovací brána?
Vstřikování brána je klíčovou součástí, která řídí tok roztaveného plastu do dutiny formy. Konstrukce, umístění a typ vtoku významně ovlivňují kvalitu, vzhled a výkon výlisku. Výběr správného typu vtoku zajišťuje optimální pevnost dílu, minimum vad a efektivní výrobu.
V této příručce se seznámíte s různými typy vrat používaných při vstřikování plastů, s jejich specifickým použitím a s tím, jak vybrat nejlepší konstrukci vrat pro váš projekt.
Běžné typy vstřikovacích bran
Vtoky hrají v procesu vstřikování zásadní roli. Nejenže určuje rychlost, jakou roztavený plast vstupuje do dutiny formy ze systému vtokových kanálů, ale také přímo ovlivňuje kvalitu a konzistenci konečného výrobku. Konstrukce a volba umístění vtoku mají zásadní význam pro zabránění zpětnému toku, zamezení vzniku vad a zajištění kvality výrobku.
Existují různé typy bran, mezi které patří přímé brány, boční brány, kolíkové brány, dílčí brány, ventilové brány atd..
Při navrhování bran je třeba vzít v úvahu více faktorů, včetně vyvážení bran, výběru polohy, velikosti a tvaru. Poloha hradítka by měla být umístěna v nejhrubší oblasti tvarovaného výrobku a jeho délka by měla být co nejkratší, aby se snížila tlaková ztráta protékající hradítkem. Počet a poloha bran by měly být určeny na základě velikosti, struktury a podmínek tváření výrobku, aby bylo zajištěno, že plast může rovnoměrně vyplnit dutinu formy a zabránit vzniku vad.
Přímá brána
Přímé vstřikovací brány jsou běžným typem bran, které se vyznačují přímým tokem plastové taveniny do dutiny formy, nízkou tlakovou ztrátou, rychlým podáváním a snadným vstřikováním, vhodným pro různé plasty.
Mezi výhody přímého vtoku patří nízká tlaková ztráta, vysoká rychlost podávání a snadné vstřikování, takže je vhodný pro velké plastové díly, silnostěnné plastové díly atd. Přímé vtočení má však také některé nevýhody, jako je obtížné odstranění vtočení, zjevné stopy po vtočení a koncentrované teplo v blízkosti vtočení, pomalá kondenzace, která může snadno vytvářet velká vnitřní pnutí a může také vést ke vzniku smršťovacích důlků nebo povrchových vrypů.
Brána Pin Point
Šoupátko je typ vtoku s velmi malou velikostí a malou plochou průřezu, podobně jako hrot jehly. Vtok lze snadno automaticky odříznout při otevírání formy a zbytkové stopy po vtoku na obrobku jsou také velmi malé, proto se hojně používá.
Vlastnosti:
- Poloha brány je omezená;
- Po odstranění vtoku jsou zbytky stop malé a neovlivňují vzhled plastových dílů;
- Brána se může při otevírání formy automaticky rozbít, což je výhodné pro automatizovaný provoz;
- Stres způsobený doplněním příslušenství brány je malý.
Brána Edge Gate
Na stránkách okrajová brána je jedním z nejběžnějších a nejuniverzálnějších typů bran. Je umístěno na okraji nebo dělící čáře formy a umožňuje plastu proudit přímo do dutiny. Hranová hradítka se často používají pro větší díly nebo díly s jednoduchou geometrií, jako jsou ploché nebo obdélníkové součásti.
Vlastnosti:
- Snadná konstrukce a výroba.
- Vhodné pro širokou škálu velikostí a tvarů dílů.
- Umožňuje větší průřez, což zlepšuje průtok a snižuje tlak.
Podmořská (tunelová) brána
A podmořská brána, známý také jako tunelová bránase nachází pod dělící čárou a vstupuje do dutiny formy pod úhlem. Toto hradlo je automaticky odstřiženo během vyhazování dílu, čímž odpadá nutnost ručního odstřihování, které se obvykle používá u menších dílů, kde by ruční odstraňování hradla bylo příliš časově náročné, například u elektronických krytů nebo malých spotřebních výrobků.
Funkce:
- Čisté a automatické odstranění brány.
- Zkracuje dobu následného zpracování.
- Ideální pro vysokorychlostní automatizovanou výrobu.
Brána ventilátorů
A brána ventilátoru Postupně se rozšiřuje od vtoku do dutiny, čímž se tok plastu rozprostře na větší plochu.Běžně se používá pro velké ploché díly, jako jsou panely automobilů nebo velké skříně spotřebičů, kde je důležitý vzhled.
Funkce:
- Snižuje riziko výtokových čar a stop po potopení.
- Zajišťuje rovnoměrnější rozložení materiálu.
- Vhodné pro díly vyžadující vysoce kvalitní povrchovou úpravu.
Ventilová šoupátka
V ventilové šoupátko, brána je otevírána a zavírána ventilovým mechanismem uvnitř formy. To umožňuje přesné řízení toku plastu. Často se používá u vysoce přesných dílů pro průmyslová odvětví, jako je automobilový, elektronický a lékařský, kde jsou zbytky nebo vady brány nepřípustné.
Funkce:
- Odstraňuje zbytky brány a zlepšuje vzhled dílu.
- Vynikající kontrola nad průtokem, která snižuje plýtvání materiálem.
- Vhodné pro aplikace vyžadující přesné tvarování a kvalitu dílů.
Brána Tab Gate
A brána s ouškem se skládá z výstupku nebo výstupku z části, kde je umístěno hradítko. Tato metoda snižuje smykové namáhání dílu při plnění. Používá se u dílů, které jsou citlivé na namáhání, jako jsou velké plastové desky nebo konstrukční součásti.
Funkce:
- Snižuje deformace dílů a minimalizuje průtočné čáry.
- Ideální pro prevenci deformací dílů.
- Dokáže zpracovat velké objemy plastů.
Výběr správné vstřikovací brány pro váš projekt
Výběr vhodného typu vstřikovací brány má zásadní význam pro zajištění úspěchu vašeho projektu vstřikování. Při rozhodování byste se měli řídit následujícími faktory:
- Velikost a tvar dílu: Větší díly často vyžadují brány, jako jsou hranové nebo vějířové brány, zatímco menší a složitější díly využívají ponorné nebo kolíkové brány.
- Vlastnosti materiálu: Některé typy bran fungují lépe s určitými materiály. Například některé pryskyřice mohou vyžadovat kolíčkové šoupátko, aby se zachovala konzistence průtoku, zatímco jiné mají prospěch z rovnoměrného rozložení vějířového šoupátka.
- Estetické aspekty: Pro díly, u nichž je důležitá povrchová úprava a vzhled, jako je spotřební elektronika nebo interiéry automobilů, je ideální brána, která minimalizuje viditelné stopy, jako je kešu nebo ventilová brána.
- Rychlost výroby: Automatizované procesy, jako jsou ponorné a kolíkové brány, pomáhají zkrátit dobu cyklu, takže jsou vhodné pro velkosériovou výrobu.
- Požadavky na následné zpracování: Brány, které se automaticky stříhají, jako jsou podmořské nebo tunelové brány, minimalizují potřebu ručního stříhání, což snižuje náklady na pracovní sílu.
Umístění a počet vstřikovacích bran
Poloha a počet bran jsou pro vstřikování velmi důležité, zejména pro vady vstřikování. Umístění a počet bran úzce souvisí s kvalitou výrobku.
Poloha brány s tryskami
Pokud lze vstřikovací vtok uspořádat jako přímý vtok, což znamená, že vlévaná plastová tavenina bezprostředně naráží na překážku (např. stěnu dutiny, jádrový čep atd.), která stabilizuje tok plastu, lze snížit pravděpodobnost tryskání.
Poloha a číslo brány se svařovací linkou
Svarová čára je čára vytvořená průsečíkem dvou tavenin a plastických toků. Svarové čáry mají negativní aspekty z hlediska vzhledu nebo pevnosti plastových dílů.
Pro každou další bránu se přidá alespoň jedna svařovací linka, značka vstřikovací brány, další lapače vzduchu a objem vtokového ústrojí. Vycházíme-li tedy z předpokladu, že dutinu lze naplnit podle plánu, čím menší počet vstřikovacích bran, tím lépe. Aby se počet bran snížil, měla by být každá brána v rozmezí L/T (poměr délky toku k tloušťce) toku plastu a měla by být určena poloha brány, která může pokrýt maximální plochu plastového dílu.
Poloha a počet branek s lapači vzduchu
Vzduchová past je závada způsobená vzduchem z vnitřku dutiny formy a plynem z roztavené pryskyřice. Přítomnost vzduchové pasti může v závažných případech vést ke krátkým výstřelům nebo spáleninám a v mírných případech také ovlivnit vzhled a pevnost.
Každá další vstřikovací brána zvyšuje pravděpodobnost vzniku vzduchových pastí. Pokud je rozdíl tloušťky plastových dílů velký a poloha vtoku není správně nastavena, dochází ke vzniku vzduchových pastí v důsledku efektu závodní dráhy.
Poloha brány s označením dřezu a prázdného prostoru
Vstřikovací brána by měla být umístěna na tlusté stěně, aby bylo zajištěno co nejdelší udržení vyrovnávacího toku a aby tlustá stěna nezpůsobila v důsledku většího smrštění stopy po smrštění a díry po smrštění.
Poloha brány s bleskem
Vstřikovací brána by měla být umístěna na tlusté stěně, aby bylo zajištěno co nejdelší udržení vyrovnávacího toku a aby tlustá stěna nezpůsobila v důsledku většího smrštění stopy po smrštění a díry po smrštění.
Poloha brány s vyvážením průtoku
U forem s jednou dutinou, kdy tavenina pryskyřice dosáhne obou konců dutiny ve stejnou dobu, se tento stav nazývá rovnováha toku. Konstrukce rovnováhy toku zajišťuje relativně rovnoměrné rozložení tlaku, teploty a objemového smrštění taveniny, což vede k lepší kvalitě plastových dílů. Výběr polohy vstřikovacího vtoku tedy vychází z toho, zda je dosaženo rovnováhy toku.
Zda je proudění vyvážené, lze potvrdit simulací CAE plnění formy. U konstrukcí se stejným počtem vstřikovacích bran, ale různými polohami bran, je konstrukce, která dokáže naplnit formu s minimálním vstřikovacím tlakem a uzavírací silou, konstrukcí s nejvyváženějším prouděním.
U forem s více dutinami, kdy tavenina pryskyřice dosáhne konce každé dutiny ve stejnou dobu, se tento stav nazývá rovnováha toku. U nerovnovážných vícedutinových forem je délka průtokového kanálu od vstřikovacího kanálu ke každé dutině jiná nebo tvar a velikost každé dutiny nejsou stejné. V tomto okamžiku lze upravit průřezové rozměry (např. průměr nebo tloušťku) vtokového kanálu před vtokem, aby se dosáhlo rovnováhy proudění.
Obecně se nedoporučuje upravovat velikost průřezu brány. Jednak to není dlouhodobé řešení (brána je malá, náchylná k erozi a rovnováhu průtoku nelze udržet). Zadruhé, pokud se upraví i tloušťka hradítka, ztratí se funkce hradítka jako jednotná doba zmrazení nebo doba utěsnění.
Případové studie efektivního návrhu brány
1. Úprava konstrukce mřížky brány klimatizace
Po revizi počtu bran z 18 na 8:
- Hmotnost běhounu snížena z 335 g na 178 g (redukční sazba 47%)
- Maximální tlak při vytahování snížen ze 76,5 MPa na 75 MPa (snížení rychlosti 2%) \
- Požadovaná upínací síla snížena z 830T na 727T (rychlost snížení 12%)
2. Úprava konstrukce brány úložného boxu
Po revizi počtu branek z 12 na 4:
- Hmotnost běhounu snížena z 294 g na 98 g (redukční sazba 67%)
- Maximální tlak při vytlačování se snížil z 61,8 MPa na 58,4 MPa (redukční sazba 6%).
- Požadovaná upínací síla snížena z 950T na 820T (rychlost snížení 14%)
Závěr
Konstrukce vstřikovací brány hraje zásadní roli při určování kvality, vzhledu a efektivity výroby. Pochopením různých typů vrat a jejich použití mohou výrobci optimalizovat své procesy a vyrábět vysoce kvalitní díly, které splňují průmyslové normy. Ať už vyrábíte malé přesné součásti nebo velké konstrukční díly, výběr správného typu vtoku je klíčem k dosažení úspěšných výsledků vstřikování.
Komentáře
Nejnovější příspěvky
Související blogy
Blog společnosti Senyo je zaměřen na sdílení našich rozsáhlých znalostí o výrobě prototypů. Prostřednictvím našich článků vás chceme podpořit při zdokonalování designu vašich výrobků a efektivnější orientaci ve složitostech rychlé výroby prototypů.
