En este artículo, le dirigiremos para entender las consideraciones de la fabricación y del diseño industrial de las diversas opciones del material, y proporcionamos las sugerencias materiales para diversas metas del diseño de producto, incluyendo el vidrio y los materiales de terraplenado de la fibra para piezas más fuertes, y los materiales del silicón y del poliuretano para las piezas flexibles.
Cómo conseguir piezas más fuertes: tipos que embalan comunes
fibra de vidrio
La manera más común de mejorar las propiedades mecánicas de materiales plásticos es añadir la fibra de vidrio. La fibra de vidrio mejora propiedades estructurales, tales como fuerza y tiesura, y reduce la contracción de piezas. Son relativamente baratas y pueden ser añadidas a la mayoría de los plásticos. El vidrio llenó las resinas puede tener diversos colores.
En términos de desventajas, la fibra de vidrio puede hacer piezas frágiles y reducir fuerza de impacto. La fibra de vidrio también reducirá la vida de servicio del molde y llevará el barril y la boca de la máquina de moldear. El vidrio llenó la resina también aumenta la viscosidad del material, haciendo el molde más difícil llenar.
fibra de carbono
El llenador de la fibra de carbono puede mejorar las propiedades mecánicas de materiales plásticos. El carbono llenó piezas plásticas tiene propiedades mecánicas similares al vidrio llenó plástico, pero hará las piezas más fuertes y más ligeras. La fibra de carbono tiene conductividad, así que el carbono llenó piezas tiene mejor funcionamiento el proteger electromágnetico. La fibra de carbono puede incluso mejorar propiedades estructurales, tales como fuerza y tiesura, y reduce la contracción de piezas más que la fibra de vidrio.
La desventaja principal de piezas llenadas carbono es que son costosos. Como la fibra de vidrio, la fibra de carbono hará las piezas frágiles y reducirá la fuerza de impacto; Reduzca la vida de servicio del molde y cause el desgaste del barril y de la boca de la máquina de moldear. La fibra de carbono también aumenta la viscosidad del material, haciendo el molde más difícil llenar. Recuerde que para el carbono los materiales llenados, el color de la pieza están limitados para ennegrecerse. Algunas resinas también requieren las temperaturas muy altas del molde, que pueden requerir el equipo auxiliar costoso.
Muere el diseño de fibra llenó piezas
Cuando la fibra de vidrio o la fibra de carbono se compone con la resina, el módulo de elástico y la resistencia a la tensión del plástico serán mejorados perceptiblemente, así que las piezas plásticas sienten difícilmente. Esto significa que si una carga pesada se aplica a la parte plástica, la parte plástica no deformará fácilmente.
Sin embargo, la fuerza de impacto disminuirá y el plástico sentirá frágil. La fluidez es baja, y la contracción en el sentido de chorro es más pequeña que ésa perpendicular al sentido de chorro.
En diseño de molde, es difícil determinar la tarifa de la contracción según el sentido de chorro plástico de la puerta. El software del cad permite solamente que el usuario fije la contracción en el X, la y y las direcciones de Z. Esto significa que si el tamaño de la pieza es grande y la tolerancia es apretada, algunas dimensiones pueden estar fuera de tolerancia.
La solución es asegurarse que muere la seguridad del acero del dado dejando más acero que necesitado. Después de medir la pieza, es fácil quitar el acero del dado del dado por el CNC o EDM, pero es difícil añadir el acero al dado. Para hacer esto, usted necesita soldar con autógena el molde y después quitar el acero, usando el CNC o EDM. Además, la soldadura llevará para moldear la deformación, que no es muy buena para la vida del molde o la calidad de la parte.
Para la modificación adicional del molde, si el tamaño plástico de la parte está fuera de tolerancia, un poco de acero del molde necesita ser quitado o ser añadido del molde para cambiar la forma o el tamaño del molde. Para evitar este paso, el molde de aluminio de la prueba del CNC proporciona una manera rápida y barata de hacer moldes, obtener muestras plásticas de las piezas, y compara las dimensiones dominantes de piezas plásticas con los productos impresos. Si cualquier dimensión crítica está fuera de tolerancia, el molde de la producción necesita ser cambiado por consiguiente (el molde de la producción será hecho después del molde de la prueba). El propósito de probar el molde es determinar qué dimensiones excederán la tolerancia y que trabajarán las características dominantes según lo diseñado. Una vez que se determina cómo diversa contracción en diversos sentidos de chorro afectará al tamaño, el modelo 3D puede ser ajustado al hacer la herramienta dura.
Los materiales de terraplenado llevan el molde más rápidamente plástico que sin llenar, tan cuando usar estos materiales, de acero templado se debe utilizar para hacer la cavidad de la base y el parte movible del molde. El HDT (temperatura termal de la deformación) también será más alto, así que el material se puede utilizar en un ambiente más alto de la temperatura. Cuál aumenta la dificultad de la soldadura ultrasónica.
En algunos casos, las fibras flotarán en la superficie de piezas plásticas visibles, llenaron tan más piezas plásticas se utilizan para las piezas internas. Para evitar esta situación, la cavidad del molde puede ser texturizada.
Cómo realizar piezas flexibles: poliuretano (PU) y silicón
Los materiales del poliuretano (PU) y del silicón proporcionan métodos diferentes para realizar piezas suaves. La PU utiliza el moldeado de compresión y el molde de RTV, mientras que silicón y el moldeo a presión del uso de TPU. La desventaja principal del silicón es que tiene de destello. Cuando se corta o se arregla el flash, habrá siempre residuos. Además, cuando el silicio del moldeo a presión, el molde se debe calentar en vez del proceso tradicional de calentar el material. Moldeo por inyección TPU es más fácil de procesar y proporciona funcionamiento similar al silicio.
Poliuretano (PU)
El poliuretano (PU) se divide en dos categorías: poliuretano termoendurecible (PU) y poliuretano termoplástico (TPE). La diferencia principal entre los dos es que los materiales termoendurecibles están reticulados durante el proceso y no puede ser reutilizada. Por otra parte, el poliuretano termoplástico puede ser reciclado. Usted puede aprender más sobre los materiales termoendurecibles y termoplásticos aquí.
La PU termoendurecible se utiliza principalmente para fabricar prototipos con un proceso llamado bastidor del poliuretano o la vulcanización de la temperatura ambiente (RTV). El bastidor del uretano utiliza una pieza del padre cubierta por el material elástico del silicio líquido, que endurecerá en la temperatura ambiente. Una vez que el silicio endurece, el amo se quita, dando por resultado un molde suave, flexible que pueda hacer las copias del amo.
Piezas manufacturadas por esta gama de proceso de 30A a 85D. En proceso del bastidor del poliuretano, las rebabas son inevitables. Generalmente, si la pieza es difícilmente plástica, el flash se puede arreglar manualmente, y la cicatriz se puede enarenar con papel de lija, así que no es obvia. Sin embargo, cuando las piezas son tan suaves como la PU, las rebabas no pueden ser quitadas fácilmente. La PU tiene mejor resistencia de desgaste que el elastómero termoplástico (TPE) y el cloruro de polivinilo (PVC), así que puede ser utilizada para fabricar los echadores y los lenguados.
Las piezas termoplásticas del poliuretano pueden ser moldeo por inyección, así que la línea de despedida puede ser muy exacta (ningunas rebabas). La dureza de las gamas termoplásticas del poliuretano de 65A a 85D, así que la resina pueden ser tan suaves como de goma y tan duro como el plástico duro. Los poliuretanos termoplásticos son de uso general para overmolding, tal como enchufes para fabricar los alambres electrónicos. Comparado con el cordón flexible hecho del PVC o de la TPE, el cordón flexible hecho del material termoplástico de la PU tiene mejores resultados de la prueba de la elasticidad y de flexión.
gel de silicona
El gel de silicona es una resina termoendurecible, así que tiene buenas resistencia térmica y resistencia a las inclemencias del tiempo. Hay tres métodos de fabricación para las piezas del silicón: Bastidor de RTV, el moldear de compresión o inyección líquida del silicón. El gel de silicona no puede ser tratado de nuevo o ser reciclado.
Piezas flexibles de fabricación
Como se mencionó anteriormente, el bastidor del poliuretano es el método más de uso general para la creación de un prototipo usando los materiales suaves. La dureza es sobre orilla un 40-50. Sin embargo, sólo un número limitado de muestras se puede hacer de moldes del poliuretano.
El moldeado de compresión se utiliza generalmente para la producción en masa de las piezas ordinarias del silicón. Las rebabas son inevitables y se deben arreglar manualmente. Los clientes pueden todavía ver cicatrices con gruesos de la mayoría de los gruesos de la compresión del calor que exceden 0,2 milímetros. Pocas fábricas pueden producir un grueso de 0,1 milímetros.
Generalmente, el ciclo del moldeado de compresión es varios minutos. El material del dado es generalmente de acero con muchas cavidades mejorar eficacia de la producción. Al diseñar piezas del silicón, no es necesario seguir la regla que el ratio nominal de la costilla/grueso de pared es inferior o igual 0,6. En la mayoría de los casos, incluso si se socava, la acción lateral no se utiliza en la herramienta, y se puede seleccionar manualmente de la herramienta.
La inyección líquida del silicón es un proceso muy similar al moldeo a presión, pero la diferencia es que el molde está calentado a la temperatura alta. Generalmente, el plazo de ejecución es más largo que el moldeo a presión, y las piezas se pueden detallar tan como piezas del moldeo a presión, así que significa que no hay rebabas o las rebabas son muy finas.
La figura siguiente muestra muestras típicas con diversa dureza:
Otras consideraciones materiales para el moldeo a presión: fluidez (viscosidad)
Al seleccionar los materiales, la fluidez de materiales debe ser considerada. Para las piezas muy de paredes delgadas o las piezas grandes, la fluidez es muy importante.
Diversos tipos de resinas tienen diversa fluidez. Hay muchos diversos grados de una resina; Por ejemplo, el ABS tiene el grado general, el alto grado del flujo y grado de alto impacto.
Hay muchas clases de materiales del ABS, que tienen diversos propiedades mecánicas y precios. Algunos tipos de ABS son muy convenientes para las partes de fabricación con alto final del lustre; Algunos modelos son ideales para hacer piezas electrochapadas; Algunos tienen buena fluidez y se utilizan para fabricar piezas de paredes delgadas o piezas de gran tamaño.
Generalmente, para la misma resina de diversos grados, cuanto más alta es la fluidez, más bajas son las propiedades mecánicas. El índice de derretimiento (MI) representa la fluidez de la resina. La buena resina de la fluidez se puede utilizar para fabricar partes plásticas de paredes delgadas, tales como cajas de batería para teléfono de la célula, o partes plásticas grandes, tales como bañeras del bebé.
Resinas con buena fluidez: LCP, PA, PE, picosegundo, págs.
Resina media del flujo: ABS, como, PMMA y POM.
Resinas con fluidez pobre: PC, PSF y PPO.
diseño de máquina
Dirigiendo consideraciones de funcionamiento para determinar qué tipo de material debe ser utilizado. El vidrio llenó las resinas es más adecuado para los componentes rugosos que requieren resistencia y fuerza de desgaste, tal como viviendas del ordenador, juguetes y otros bienes de consumo. En cambio, los materiales sin llenar, tales como ABS o policarbonato, son los más convenientes para las piezas decorativas que no requieren fuerza especial. El polipropileno o el polietileno es un diseño ideal para los envases o las partes con las bisagras movibles.
estabilidad dimensional
Al diseñar una parte plástica, usted necesita considerar la exactitud de la colocación entre la pieza y otras piezas. Para caber exactamente, es importante seleccionar los plásticos con buena estabilidad dimensional, tal como PC, ABS o POM. En este caso, el PA y los PP no son una buena opción, porque la contracción, la fuerza y la flexibilidad serán desfavorables al diseño de la pieza, que necesita cooperar con otras piezas. Sin embargo, en el caso donde el PA o los PP debe ser utilizado, un agente nucleating se puede añadir a la resina para mejorar estabilidad dimensional.
fuerza de impacto
La fuerza de impacto representa la dureza de un material - cuando la fuerza de impacto es baja, es frágil. Generalmente, la fuerza de impacto de plásticos reciclados es más baja que la de resinas no tratadas. Cuando la fibra de vidrio y la fibra de carbono se componen con la resina, la fuerza de impacto es más baja, pero la fuerza de la carga y del desgaste es más alta.
Cuando se diseña una nueva parte plástica, es importante considerar qué clase de fuerza será cargada en la pieza, cómo grande es la fuerza, y la frecuencia de la fuerza. Por ejemplo, los productos electrónicos del PDA pueden caer, así que el material de la cáscara del producto debe ser PC o PC/ABS. El plástico de la PC casi tiene la fuerza más de alto impacto entre los plásticos que dirigen ordinarios.
Resistencia a las inclemencias del tiempo y linearidades ULTRAVIOLETA de la resistencia
Cuando el plástico se utiliza al aire libre, las piezas plásticas tendrán buena resistencia a las inclemencias del tiempo y resistencia ULTRAVIOLETA. El ASA es una clase de resina con buena resistencia a las inclemencias del tiempo y resistencia ULTRAVIOLETA. Sus propiedades mecánicas son similares al ABS.
Cuando otra resina debe ser utilizada, es opcional añadir el estabilizador y el agente ultravioletas del impermeable a la resina. Sin embargo, cualquier resina plástica será probada a fondo antes de usar para asegurarse de que cumple los requisitos del producto.
Precauciones de la temperatura
Es también importante considerar la temperatura al seleccionar la resina. Cuando el motor está funcionando, la temperatura en la vivienda del motor es el ℃ cerca de 70 - el ℃ 90, tan todos los materiales en la vivienda del motor debe poder soportar esta temperatura.