5 Belangrijke overwegingen voor matrijzenontwerp

5 Belangrijke overwegingen voor matrijsontwerp

1. Ontwerp van evacuatiegaten

Het ontwerp van evacuatiegaten in vacuümvormen is cruciaal voor het matrijsontwerp. Evacuatiegaten moeten zich bevinden op de plaatsen waar de plaatmetaal uiteindelijk contact maakt met de matrijs, zoals rond de bodem van de matrijs en in verzonken gebieden tijdens het matrijsvormen, of rond de bodem van de stempel tijdens het stempelvormen. De specifieke locatie hangt af van de vorm en grootte van het gevormde onderdeel.

Voor onderdelen met complexe contouren moeten evacuatiegaten geconcentreerd zijn. Voor grote, platte onderdelen moeten evacuatiegaten gelijkmatig verdeeld zijn. De afstand tussen de gaten hangt af van de grootte van het onderdeel. Voor kleine onderdelen is een afstand van 20-30 mm geschikt, terwijl voor grote onderdelen de afstand moet worden vergroot.

Over het algemeen geldt dat voor kunststoffen met een goede vloeibaarheid en hoge vormtemperaturen kleinere evacuatiegaten nodig zijn; voor dikker plaatmetaal zijn grotere evacuatiegaten nodig; en voor dunner plaatmetaal zijn kleinere evacuatiegaten nodig. Kortom, de vereiste voor de grootte van de evacuatiegaten is om lucht in korte tijd te kunnen afzuigen tussen het plaatmetaal en het vormoppervlak van de matrijs, zonder dat er sporen van de evacuatiegaten op het onderdeel achterblijven.

De diameter van een typisch evacuatiegat is 0,5–1 mm. Het is raadzaam dat de maximale diameter van het evacuatiegat niet meer dan 50% van de plaatdikte bedraagt. Voor platen kleiner dan 0,2 mm kunnen echter geen overdreven kleine evacuatiegaten worden verwerkt.

2. Holtedimensies De holtedimensies van vacuümvormmatrijzen moeten ook rekening houden met de krimp van de kunststof. De berekeningsmethode is dezelfde als voor de holtedimensies van spuitgietmatrijzen. Ongeveer 50% van de krimp in vacuümgevormde kunststof onderdelen treedt op na het ontvormen, 25% treedt op binnen 1 uur na het ontvormen bij kamertemperatuur en de resterende 25% treedt op binnen de volgende 8–24 uur.

Kunststof onderdelen die met een concave matrijs zijn gevormd, krimpen 25%–50% meer dan die met een convexe matrijs zijn gevormd. Veel factoren beïnvloeden de maatnauwkeurigheid van kunststof onderdelen. Naast het verminderen van de maatnauwkeurigheid van de holte, spelen factoren zoals vormtemperatuur, matrijs temperatuur en het type kunststof onderdeel ook een rol. Daarom is het moeilijk om de krimp vooraf nauwkeurig te bepalen.

Als de productiebatch groot is en de eisen aan de maatnauwkeurigheid hoog zijn, is het het beste om eerst een proefproduct te maken met behulp van een gipsmatrijs om de krimp te meten. Dit dient als basis voor het ontwerpen van de matrijs holte.

3. Oppervlakteruwheid van de holte
Over het algemeen hebben vacuümvormmatrijzen geen uitwerpinrichtingen; het ontvormen wordt bereikt met behulp van perslucht na het vormen. Als de oppervlakteruwheid van de vacuümvormmatrijs te laag is, is dit zeer nadelig voor het ontvormen na het vacuümvormen. Het kunststof onderdeel heeft de neiging om aan het matrijs oppervlak te kleven en is moeilijk te ontvormen. Zelfs met een uitwerpinrichting is het nog steeds gevoelig voor vervorming na het ontvormen. Daarom moet de oppervlakteruwheid van vacuümvormmatrijzen relatief hoog zijn. Na oppervlaktebewerking wordt zandstralen aanbevolen.

4. Randafdichtingsinrichting
Tijdens het vacuümvormen moeten afdichtingsinrichtingen worden geïnstalleerd aan de randen waar de kunststof plaat contact maakt met de matrijs om te voorkomen dat er lucht in de vacuümkamer komt. Het afdichten van het contactoppervlak tussen de kunststof plaat en de matrijs is relatief eenvoudig voor rechte scheidingsvlakken, maar het afdichten is moeilijker voor gebogen of gevouwen scheidingsvlakken.

5. Verwarmings- en koelapparatuur Het verwarmen van de kunststof plaat die wordt gebruikt bij vacuümvormen, maakt doorgaans gebruik van weerstandsdraad of infraroodstraling. De temperaturen van de weerstandsdraad kunnen 350℃～450℃ bereiken. Verschillende vormtemperaturen zijn vereist voor verschillende kunststof platen, meestal bereikt door de afstand tussen de verwarmer en de plaat aan te passen. Een afstand van 80～120 mm wordt vaak gebruikt.

De matrijs temperatuur beïnvloedt zowel de kwaliteit van het kunststof onderdeel als de productiesnelheid. Als de matrijs temperatuur te laag is, zullen er koude plekken of spanningen optreden bij contact tussen de kunststof plaat en de matrijs holte, wat mogelijk tot scheuren kan leiden. Omgekeerd, als de matrijs temperatuur te hoog is, kan de kunststof plaat aan de holte kleven, vervormen tijdens het ontvormen en de productiecyclus verlengen.

Daarom moet de matrijs temperatuur binnen een bepaalde range worden gehouden, meestal rond de 50℃. Methoden voor temperatuurregeling van de matrijs zijn onder meer natuurlijke koeling nadat de kunststof contact maakt met de matrijs, het toevoegen van luchtkoelingsinrichtingen om de koeling te versnellen en waterkoeling. Het opnemen van koelkanalen in de matrijs is de meest effectieve en vaak gebruikte methode voor het regelen van de matrijs temperatuur. Deze koelkanalen moeten minimaal 8 mm verwijderd zijn van het matrijs oppervlak om koude plekken te voorkomen.

Er zijn verschillende methoden om koelwaterkanalen te openen. Koperen of stalen buizen kunnen in de matrijs worden gegoten, of er kunnen gaten worden geboord of groeven in de matrijs worden gefreesd. Bij gebruik van de freesmethode moeten afdichtingselementen worden gebruikt en moet een afdekplaat worden toegevoegd.