5 Kluczowych Kwestii Przy Projektowaniu Form

5 kluczowych kwestii przy projektowaniu form

1. Projektowanie otworów ewakuacyjnych

Projektowanie otworów ewakuacyjnych w formowaniu próżniowym jest kluczowe dla projektu formy. Otwory ewakuacyjne powinny być umieszczone tam, gdzie blacha ostatecznie styka się z formą, na przykład wokół dna matrycy i w zagłębionych obszarach podczas formowania matrycowego lub wokół dna stempla podczas formowania stemplowego. Konkretna lokalizacja zależy od kształtu i rozmiaru formowanego elementu.

W przypadku części o złożonych konturach otwory ewakuacyjne powinny być skoncentrowane. W przypadku dużych, płaskich części otwory ewakuacyjne muszą być równomiernie rozmieszczone. Rozstaw otworów zależy od rozmiaru części. W przypadku małych części odpowiedni jest rozstaw 20-30 mm, natomiast w przypadku dużych części rozstaw należy zwiększyć.

Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku tworzyw sztucznych o dobrej płynności i wysokich temperaturach formowania potrzebne są mniejsze otwory ewakuacyjne; w przypadku grubszej blachy potrzebne są większe otwory ewakuacyjne; a w przypadku cieńszej blachy potrzebne są mniejsze otwory ewakuacyjne. Krótko mówiąc, wymaganie dotyczące rozmiaru otworu ewakuacyjnego polega na umożliwieniu usunięcia powietrza z przestrzeni między blachą a powierzchnią formującą formy w krótkim czasie, bez pozostawiania śladów otworów ewakuacyjnych na części.

Średnica typowego otworu ewakuacyjnego wynosi 0,5–1 mm. Zaleca się, aby maksymalna średnica otworu ewakuacyjnego nie przekraczała 50% grubości blachy. Jednak w przypadku blach o grubości mniejszej niż 0,2 mm, zbyt małe otwory ewakuacyjne nie mogą być przetwarzane.

2. Wymiary wnęki Wymiary wnęki form próżniowych powinny również uwzględniać współczynnik skurczu tworzywa sztucznego. Metoda obliczania jest taka sama jak dla wymiarów wnęki formy wtryskowej. Około 50% skurczu w formowanych próżniowo częściach z tworzyw sztucznych występuje po wyjęciu z formy, 25% występuje w ciągu 1 godziny od wyjęcia z formy w temperaturze pokojowej, a pozostałe 25% występuje w ciągu kolejnych 8–24 godzin.

Części z tworzyw sztucznych formowane za pomocą formy wklęsłej kurczą się o 25%–50% bardziej niż te formowane za pomocą formy wypukłej. Wiele czynników wpływa na dokładność wymiarową części z tworzyw sztucznych. Oprócz zmniejszenia dokładności wymiarowej wnęki, czynniki takie jak temperatura formowania, temperatura formy i rodzaj części z tworzywa sztucznego również odgrywają rolę. Dlatego dokładne określenie współczynnika skurczu z wyprzedzeniem jest bardzo trudne.

Jeśli seria produkcyjna jest duża, a wymagania dotyczące dokładności wymiarowej są wysokie, najlepiej najpierw stworzyć produkt próbny za pomocą formy gipsowej, aby zmierzyć jego współczynnik skurczu. Będzie to stanowić podstawę do projektowania wnęki formy.

3. Chropowatość powierzchni wnęki
Ogólnie rzecz biorąc, formy do formowania próżniowego nie posiadają urządzeń wyrzutowych; wyjmowanie z formy odbywa się za pomocą sprężonego powietrza po formowaniu. Jeśli chropowatość powierzchni formy do formowania próżniowego jest zbyt niska, jest to bardzo szkodliwe dla wyjmowania z formy po formowaniu próżniowym. Część z tworzywa sztucznego ma tendencję do przylegania do powierzchni formy i jest trudna do wyjęcia z formy. Nawet z urządzeniem wyrzutowym, nadal jest podatna na deformację po wyjęciu z formy. Dlatego chropowatość powierzchni form do formowania próżniowego powinna być stosunkowo wysoka. Po obróbce powierzchni zaleca się piaskowanie.

4. Urządzenie uszczelniające krawędzie
Podczas formowania próżniowego, aby zapobiec przedostawaniu się powietrza do komory próżniowej, urządzenia uszczelniające muszą być zainstalowane na krawędziach, gdzie arkusz z tworzywa sztucznego styka się z formą. Uszczelnienie powierzchni styku między arkuszem z tworzywa sztucznego a formą jest stosunkowo łatwe w przypadku prostych powierzchni podziału, ale uszczelnienie jest trudniejsze w przypadku zakrzywionych lub złożonych powierzchni podziału.

5. Sprzęt grzewczy i chłodzący Ogrzewanie arkusza z tworzywa sztucznego używanego w formowaniu próżniowym zazwyczaj wykorzystuje drut oporowy lub promieniowanie podczerwone. Temperatury drutu oporowego mogą osiągać 350℃～450℃. Różne temperatury formowania są wymagane dla różnych arkuszy z tworzyw sztucznych, zwykle osiągane przez regulację odległości między grzejnikiem a arkuszem. Powszechnie stosuje się odległość 80～120 mm.

Temperatura formy wpływa zarówno na jakość części z tworzywa sztucznego, jak i na tempo produkcji. Jeśli temperatura formy jest zbyt niska, w momencie kontaktu arkusza z tworzywa sztucznego z wnęką formy wystąpią zimne punkty lub naprężenia, co może prowadzić do pęknięć. I odwrotnie, jeśli temperatura formy jest zbyt wysoka, arkusz z tworzywa sztucznego może przylgnąć do wnęki, deformując się podczas wyjmowania z formy i wydłużając cykl produkcyjny.

Dlatego temperatura formy powinna być kontrolowana w określonym zakresie, zwykle w okolicach 50℃. Metody kontroli temperatury formy obejmują naturalne chłodzenie po kontakcie tworzywa sztucznego z formą, dodanie urządzeń chłodzenia powietrzem w celu przyspieszenia chłodzenia oraz chłodzenie wodą. Włączenie kanałów chłodzących do formy jest najskuteczniejszą i najczęściej stosowaną metodą kontroli temperatury formy. Kanały te powinny znajdować się w odległości co najmniej 8 mm od powierzchni formy, aby zapobiec powstawaniu zimnych punktów.

Istnieją różne metody otwierania kanałów chłodzenia wodą. Rury miedziane lub stalowe można wlać do formy lub można wywiercić otwory lub wyfrezować rowki w formie. Podczas stosowania metody frezowania należy użyć elementów uszczelniających i dodać płytę osłonową.