Gasondersteund gieten

Gebaseerd op het fundamentele concept van gasstroom, ontwikkelt het tien ontwerpregels voor onderdelen om de toepassing van het gasondersteunde spuitgietproces te vergemakkelijken.

Regel 1: Geef prioriteit aan het lay-outontwerp van het gaskanaal
Het ontwerpen van de lay-out van het gaskanaal in eerste instantie volgens het doel van het toepassen van een gasondersteund spuitgietproces, ongeacht of het gaat om het uitboren van het centrale deel van het onderdeel, het besparen van materiaal, het verbeteren van de structurele sterkte door gaskanalen, het voorkomen van kromtrekken of alleen maar het gebruik van het gas onder druk op een plaatselijk gebied om daar een zinkmarkering te voorkomen.

Regel 2: Definieer duidelijk het pad van de gasstroom. Vermijd een vertakte gasstroom.
Gas is gevoelig. Het geeft de voorkeur aan de minste weerstand, zodat het in eerste instantie in die richting stroomt. Het is moeilijk te realiseren dat bij een gaskanaalontwerp het gas gelijkelijk in twee identieke takken wordt gesplitst, zoals geïllustreerd in figuur 4. De mogelijkheid om in werkelijkheid identieke weerstandsomstandigheden te creëren bij de twee takken tijdens het eigenlijke gietproces, wat leidt tot een identieke gasstroom en de distributie binnen de twee takken is tamelijk afgelegen. Kleine conditieverschillen tussen de twee takken, zoals gereedschapsafmetingen, smelttemperatuur, smeltfrontvoortgang en matrijstemperatuur, veroorzaken een verschil in gasstroomweerstanden, wat resulteert in de verwachte identieke gasverdeling in het gaskanaal die niet identiek is. Het laat een met gas ongevuld deel van het gaskanaal achter waar een groot risico bestaat op zinkmarkeringen. Een onderdeelontwerper moet het pad van de gasstroom duidelijk definiëren. Het vertakte gaskanaal, dat voor de gasstroom onduidelijk is, moet worden vermeden.

Regel 3: Ontwerp de indeling van het gaskanaal over het gehele deel en op een symmetrische wijze.
Verpakken en vasthouden zijn belangrijke procesfasen waarin het geïnjecteerde kunststofmateriaal wordt samengedrukt, waardoor de dichtheid van het vormdeel zo hoog mogelijk en zo uniform mogelijk wordt gemaakt. Bij het traditionele spuitgietproces is het de machineschroef die de pakking-/vasthouddruk ver van het mondstuk van de machine uitoefent, via de aanspuiting, de loper en de poort naar de binnenholte door de geïnjecteerde smelt. In plaats daarvan is het bij het gasondersteunde gietproces het geïnjecteerde gas in het onderdeel dat zelf al pakking-/houddruk uitoefent. Voor een vlak onderdeel is het belangrijk om de lay-out van het gaskanaal over het gehele onderdeel te ontwerpen om het vormdeel te voorzien van een algehele nabijgelegen bron van pakkings-/houddruk en het uniforme effect ervan langs het gaskanaal. Het is ook belangrijk om de lay-out van het gaskanaal op een symmetrische manier te ontwerpen om het vormdeel een uniform en gebalanceerd pakking-/houddrukeffect dwars op het gaskanaal te geven (Figuur 2). Bovendien kan de symmetrische lay-out van het gaskanaal de complexiteit van procesomstandigheden met betrekking tot gasregeling en -afgifte verminderen.

Regel 4: Verdunnend deel in het algemeen en verdikkend deel plaatselijk waarin het gaskanaal is ontworpen.
Vergeleken met het traditionele spuitgietproces kan de totale nominale onderdeeldikte voor gasondersteund spuitgieten dunner zijn om materiaal te besparen. Vervolgens kan de sterkte van het onderdeel worden verbeterd door een gaskanaal, waar het werkt als een rib, maar met een ongewoon dikkere basis zonder dat er zinkproblemen ontstaan ​​als het goed is ontworpen (Figuur 3). Bovendien speelt het gaskanaal, voordat het gas in het gaskanaal wordt geïnjecteerd, eerst de rol van stroomleider om de smelt te helpen zich over het gehele verdunningsgedeelte te vullen. Nadat het gas zich binnen het gaskanaal heeft verspreid, speelt het gaskanaal de tweede rol als pakkings-/houddrukbron. En ten slotte speelt het gaskanaal na het proces zijn derde rol als verdikkingsribbe om de sterkte van het onderdeel uit te oefenen en kromtrekken te voorkomen met minder complexiteit van de matrijsstructuur en het gereedschapsproces.

Kies voor de onderdeeldikte om de hoogte en breedte van het gaskanaal te ontwerpen. Ter vergelijking: een te groot gedeelte van een gaskanaal kan een te sterk stromingsleidereffect veroorzaken tijdens de smeltvulfase, wat ertoe leidt dat het smelten in het gaskanaal veel sneller stroomt dan dat van het aangrenzende gebied en resulteert in een luchtvalprobleem (figuur 4).

Regel 6: Vermijd het vingereffect dat wordt veroorzaakt door een te klein gaskanaalgedeelte.
Kies voor de onderdeeldikte om de hoogte en breedte van het gaskanaal te ontwerpen. Ter vergelijking: een te klein gedeelte van een gaskanaal biedt mogelijk niet de minst weerstand biedende richting voor het stromen van gas in het beoogde gaskanaal, wat ertoe leidt dat gas het gebied naast het gaskanaal binnendringt tijdens de gasvulfase en de verpakkings-/vasthoudfase. Dit wordt het vingerzettingseffect genoemd (Figuur 5). Meestal wordt begonnen met het ontwerpen van de hoogte van het gaskanaal, exclusief de dikte van het onderdeel, anderhalf keer de dikte van het aangrenzende onderdeel. Het is noodzakelijk om het vingerzettingseffect te vermijden, anders verzwakt het de oppervlaktestructuur van het onderdeel op de plaats waar het gebeurt.

Regel 7: Vermijd gesloten gaskanalen.
De verwachting dat gas rondstroomt en een volledig gesloten gaskanaal vormt, komt nauwelijks uit (Figuur 6). Hoe goed de gasstroom in het gesloten gaskanaal ook is gebalanceerd, smeltfronten in het gaskanaal uit beide richtingen zullen elkaar vroeg of laat ontmoeten en een vast deel vormen waar het gas niet verder kan stromen. Het is essentieel om het ontwerpen van een gaskanaal met gesloten lus te vermijden, omdat het genoemde resterende vaste deel een groot risico op zinkmarkeringsproblemen en een langere koeltijd en cyclustijd veroorzaakt.

Regel 8: Verleng het gaskanaal naar het gebied waar de smelt de laatste vult.
Waar er een voortschrijdend smeltfront is, is er een pad met de minste weerstand waar het gas naartoe kan stromen. Verleng het gaskanaal naar het gebied waar de smelt het laatst vult, helpt ook het gaskanaal over het gehele onderdeel, zoals vermeld in Regel 3. Volgens deze regel moet het ontwerp van het gaskanaal gaan met een smeltvulpatroon dat wordt bepaald door de smelt. poortlocatie, smeltpoortnummer, onderdeeldikte en gaskanaalgrootte. Veranderingen in het smeltvulpatroon veroorzaakt door eventuele veranderingen van de genoemde determinanten betekenen vaak dat ook een onvermijdelijke wijziging in het ontwerp van de gaskanaalindeling vereist is.

Met andere woorden, het smeltvulpatroon moet worden ontworpen door de genoemde determinanten te optimaliseren, zodat het gas in het beoogde gaskanaal stroomt en daarin alleen binnendringt zonder enig probleem met luchtinsluiting en vingereffect.

Regel 9: Het gasinjectiepunt moet ver verwijderd zijn van het gebied waar de smelt de laatste vult.
Ervan uitgaande dat een ontwerp voor een vlak onderdeel is uitgevoerd door Regel 1 tot en met 8 te volgen, zoals weergegeven in Figuur 10, moeten gasinjectiepunten worden geplaatst op punt 1 en punt 2. Bij een dergelijk ontwerp wordt verwacht dat het gas dat wordt geïnjecteerd vanaf punt<1>om in het juiste gaskanaal te stromen en dat vanaf het punt<2>links, terwijl de smelt naar voren wordt geduwd naar de uiteinden van beide gaskanalen, het gebied waar de smelt de laatste vult. In het geval dat gasinjectiepunten op een punt worden geplaatst<3>en punt<4>, zal het geïnjecteerde gas ook rechtstreeks langs de uiteinden van de gaskanalen naar beneden stromen, waarbij de segmenten van de gaskanalen vanaf het punt worden verlaten<1>te wijzen<3>en punt<2>te wijzen<4>vast zonder te zijn uitgeboord door gas.

Regel 10: Stem het smeltvulpatroon en de gaspenetratielengte nauwkeurig af door de grootte van het gaskanaal aan te passen.
Gewoonlijk worden het primaire smeltvulpatroon en de gasverdeling bepaald door middel van de ontwerpen in deeldikte, smeltpoortlocatie/-nummer, gasinjectiepositie/-nummer en gaskanaalindeling/grootte. Indien nodig zou een kleine verandering in het smeltvulpatroon en de gaspenetratielengte, vooral aan het einde van het gaskanaal, kunnen worden uitgevoerd door de grootte van het nabijgelegen gaskanaal aan te passen en te verfijnen.

Het gedrag van gas in de smelt is gevoelig, dynamisch, complex en moeilijk te voorspellen door ervaring. De consequentie van het produceren van een onderdeel met een vast gaskanaal is ernstig en duur, omdat het nauwelijks in dezelfde mal kan worden opgelost. Bij het ontwerpen van onderdelen voor een gasondersteund gietproces moet rekening worden gehouden met geïntegreerde en systematische overwegingen wat betreft de dikte van het onderdeel, de locatie/het aantal smeltpoorten, de positie/het aantal gasinjectie en de lay-out/grootte van het gaskanaal. Het wordt dus ten zeerste aanbevolen om dit met behulp van Computer-aided Engineering (CAE) te doen, vooral voor smelt- en gasvulanalyses. Het toepassen van de tien deelontwerpregels met CAE zou kunnen helpen om systematischer en efficiënter een oplossing met een laag risico te bereiken.

Geciteerd "TIEN DEEL-ONTWERPREGELS VOOR GAS-ONDERSTEUND INJECTIEGIEPROCES" door Hank Tsai., Effinno Technologies Co., Ltd.

Populaire tags: gasondersteund gieten, China gasondersteund gieten fabrikanten, makers