Ujævn godstykkelse og forkert køling i støbeværktøjet er de væsentligste årsager til indre spændinger, kast og overfladefejl på sprøjtestøbte emner. Ved at konstruere emnerne med jævne godsovergange og anvende støbemetoder som fysisk skumning med Ku-Fizz kan svind modvirkes. Det sikrer, at de færdige emner overholder tolerancerne gennem hele produktionsserien.
Når du udvikler tekniske plastemner, er arbejdet mellem CAD-tegning og produktion afgørende for det endelige resultat. Det er vigtigt at forstå, hvordan plasten opfører sig i værktøjet, hvis man vil opnå og fastholde snævre tolerancer. To faktorer er med til at styre plastens opførsel: emnets godstykkelse og hvor jævnt materialet køles ned.
Når man fremstiller plastemner, bør man tilstræbe en ensartet godstykkelse i emnet for at reducere risikoen for kast og skævvridning. Du kan også designe emnet således, at det tager højde for kast, så det støbte emne bliver mere lige. En Moldflow-kastanalyse kan hjælpe med at forudsige, hvor meget emnet skal kompenseres.
Hvis dit design har ribber, kan der være risiko for sugninger i emnet. En ribbes godstykkelse bør højst være halvt så stor som selve emnets godstykkelse, f.eks. 1,25 mm ved en godstykkelse på 2,5 mm. Jo større godstykkelse ribber har, jo større er risikoen for sugninger. Jo mindre godstykkelse, jo større er risikoen for dårligt udfyldte ribber og kast.
Har du store godsansamlinger bør de udkernes, da den største godsansamling ofte sætter cyklustiden og dermed påvirker prisen.
Under sprøjtestøbning, når smeltet plast sprøjtes ind i et støbeværktøj, begynder materialet straks at køle af og svinde. Hvis køleforløbet ikke er helt jævnt, opstår der temperaturforskelle i materialet, hvilket fører til indre spændinger.
Spændingerne frigives, når emnet udstødes af værktøjet og køler færdigt. Her risikerer man, at plasten kaster sig eller deformeres, hvis ikke man kontrollerer køleprocessen. Kastningen viser sig ikke nødvendigvis med det samme.
I delkrystallinske materialer som PP, PA og POM fortsætter svindet i timer eller dage efter støbning, og et emne, der ser korrekt ud ved udstødning, kan stadig bevæge sig, inden det måles op. Kontrolleret køling er derfor et af de vigtigste skridt til at sikre god dimensionsstabilitet i plastemnet.
Ved komplekse emner, hvor store godstykkelser eller store flader er nødvendige, kan der anvendes forskellige sprøjtestøbeteknikker, som imødekommer behovet.
Ku-Fizz er en teknik, hvor man tilsætter nitrogen eller kuldioxid direkte i plastsmelten. Der dannes en let, opskummet kerne inde i emnet under sprøjtestøbning. Det modvirker svind og reducerer sugninger, samtidig med at vægten sænkes med op til 10-15 %.
Her sprøjtes nitrogen ind i smeltens varmeste kerne under støbecyklussen. Gastrykket presser plasten ud mod værktøjsvæggene og holdes aktivt gennem en del af kølefasen. Det giver et stærkt, let og helt eller delvist hult emne med lille risiko for sugninger. Teknikken bruges til for eksempel håndtag og greb.
Værktøjets design afgør, hvor godt kølingen kan styres. Ved at integrere kølekanaler, der følger emnets geometri, kan temperaturen holdes jævn gennem hele processen.
Når du udvikler nye emner, er prototypeværktøjer i aluminium et fornuftigt skridt. I modsætning til traditionelle værktøjer i hærdet stål gør aluminium det muligt hurtigt og til en lavere omkostning at teste, hvordan det valgte plastmateriale svinder i praksis, før serieværktøjet fastlægges.
Idé-Pro har lang erfaring med sprøjtestøbte plastemner til både prototyper og serieproduktion. Med egen værktøjsfremstilling og en moderne maskinpark hjælper vi dig med at optimere din konstruktion og finde den rette produktionsmetode. Kontakt os for teknisk rådgivning eller et tilbud på dit næste projekt.
Plastemner kaster sig, når emnet ikke køler jævnt. Ensartet godstykkelse kan hjælpe med at sikre, at hele emnet køler ned i samme tempo. Køler nogle områder langsommere end andre, opstår der temperaturforskelle og indre spændinger, som frigives ved udstødning og trækker emnet skævt. Ujævn godstykkelse og ujævn køling i værktøjet er derfor hovedårsagerne.
Sugninger er små fordybninger eller indfald i emnets overflade, som kan opstå når plasten inde i emnet svinder mere end den ydre skal, der allerede er stivnet. De kommer typisk ved stor godstykkelse, godsansamlinger eller for tykke ribber.
En ribbes godstykkelse bør højst være halvt så stor som emnets godstykkelse, altså 1,25 mm ved en godstykkelse på 2,5 mm. Er ribben tykkere, stiger risikoen for sugninger. Er den tyndere, risikerer du dårligt udfyldte ribber og kast.
En Moldflow-kastanalyse er en simulering af, hvordan plasten fylder, køler og svinder i værktøjet. Den forudsiger, hvor meget og i hvilken retning emnet vil kaste sig, før værktøjet fremstilles. Resultatet bruges til at kompensere emnets dimensioner og til at optimere indløbsplacering og køling, så emnet bliver lige efter støbning.
I delkrystallinske materialer som PP, PA og POM fortsætter svindet i timer eller dage efter støbning. Et emne, der måler korrekt ved udstødning, kan derfor stadig bevæge sig. Amorfe materialer som ABS og PC stabiliserer sig hurtigere. Mål først emnet, når det har stabiliiseret sig.