5 ключевых соображений при проектировании пресс-форм

5 ключевых соображений при проектировании пресс-форм

1. Конструкция эвакуационных отверстий

Конструкция эвакуационных отверстий при вакуумном формовании имеет решающее значение для проектирования пресс-формы. Эвакуационные отверстия следует располагать там, где листовой металл окончательно соприкасается с пресс-формой, например, вокруг дна матрицы и в утопленных областях при формовании матрицей или вокруг дна пуансона при формовании пуансоном. Конкретное местоположение зависит от формы и размера формованной детали.

Для деталей со сложными контурами эвакуационные отверстия должны быть сконцентрированы. Для больших плоских деталей эвакуационные отверстия необходимо распределять равномерно. Расстояние между отверстиями зависит от размера детали. Для небольших деталей подходит расстояние 20-30 мм, а для больших деталей расстояние следует увеличить.

Как правило, для пластмасс с хорошей текучестью и высокими температурами формования требуются меньшие эвакуационные отверстия; для более толстого листового металла требуются большие эвакуационные отверстия; а для более тонкого листового металла требуются меньшие эвакуационные отверстия. Короче говоря, требование к размеру эвакуационного отверстия состоит в том, чтобы позволить воздуху удаляться из пространства между листовым металлом и формовочной поверхностью пресс-формы за короткое время, не оставляя следов эвакуационных отверстий на детали.

Диаметр типичного эвакуационного отверстия составляет 0,5–1 мм. Желательно, чтобы максимальный диаметр эвакуационного отверстия не превышал 50% толщины листа. Однако для листов толщиной менее 0,2 мм чрезмерно маленькие эвакуационные отверстия не могут быть обработаны.

2. Размеры полости Размеры полости вакуумных формовочных форм также должны учитывать коэффициент усадки пластика. Метод расчета такой же, как и для размеров полости литьевой формы. Примерно 50% усадки в вакуумно-формованных пластиковых деталях происходит после извлечения из формы, 25% происходит в течение 1 часа после извлечения из формы при комнатной температуре, а оставшиеся 25% происходят в течение последующих 8–24 часов.

Пластиковые детали, сформированные с использованием вогнутой формы, усаживаются на 25–50% больше, чем детали, сформированные с использованием выпуклой формы. Многие факторы влияют на точность размеров пластиковых деталей. Помимо снижения точности размеров полости, роль играют такие факторы, как температура формования, температура формы и тип пластиковой детали. Поэтому точно определить коэффициент усадки заранее очень сложно.

Если производственная партия большая и требования к точности размеров высокие, лучше всего сначала создать пробный продукт, используя гипсовую форму, чтобы измерить коэффициент усадки. Это послужит основой для проектирования полости формы.

3. Шероховатость поверхности полости
Как правило, вакуумные формовочные формы не имеют выталкивающих устройств; извлечение из формы осуществляется с использованием сжатого воздуха после формования. Если шероховатость поверхности вакуумной формовочной формы слишком низкая, это очень вредно для извлечения из формы после вакуумного формования. Пластиковая деталь склонна прилипать к поверхности формы, и ее трудно извлечь из формы. Даже с выталкивающим устройством она все равно склонна к деформации после извлечения из формы. Поэтому шероховатость поверхности вакуумных формовочных форм должна быть относительно высокой. После обработки поверхности рекомендуется пескоструйная обработка.

4. Устройство для герметизации кромок
Во время вакуумного формования, чтобы предотвратить попадание воздуха в вакуумную камеру, устройства для герметизации должны быть установлены по краям, где пластиковый лист соприкасается с формой. Герметизация контактной поверхности между пластиковым листом и формой относительно проста для прямых поверхностей разъема, но герметизация сложнее для изогнутых или сложенных поверхностей разъема.

5. Нагревательное и охлаждающее оборудование Нагрев пластикового листа, используемого при вакуумном формовании, обычно осуществляется с помощью проволоки сопротивления или инфракрасного излучения. Температура проволоки сопротивления может достигать 350℃～450℃. Для разных пластиковых листов требуются разные температуры формования, которые обычно достигаются путем регулировки расстояния между нагревателем и листом. Обычно используется расстояние 80～120 мм.

Температура формы влияет как на качество пластиковой детали, так и на скорость производства. Если температура формы слишком низкая, при контакте пластикового листа с полостью формы появятся холодные пятна или напряжения, что может привести к трещинам. И наоборот, если температура формы слишком высока, пластиковый лист может прилипнуть к полости, деформируясь при извлечении из формы и продлевая производственный цикл.

Поэтому температуру формы следует контролировать в определенных пределах, обычно около 50℃. Методы контроля температуры формы включают естественное охлаждение после контакта пластика с формой, добавление устройств воздушного охлаждения для ускорения охлаждения и водяное охлаждение. Включение каналов охлаждения внутри формы является наиболее эффективным и широко используемым методом контроля температуры формы. Эти каналы охлаждения должны находиться на расстоянии не менее 8 мм от поверхности формы, чтобы предотвратить появление холодных пятен.

Существуют различные методы открытия каналов охлаждающей воды. Медные или стальные трубы можно отлить в форму, или в форме можно просверлить отверстия или выфрезеровать канавки. При использовании метода фрезерования необходимо использовать уплотнительные элементы и добавить крышку.