En cet article, nous vous guiderons pour comprendre les considérations de fabrication et de design industriel de diverses options de matériel, et fournissons des suggestions matérielles pour différents buts de conception de produits, y compris le verre et les matières d'agrégation de fibre pour des pièces plus fortes, et des matériaux de silicone et de polyuréthane pour les pièces flexibles.
Comment obtenir des pièces plus fortes : types d'emballage communs
fibre de verre
La manière la plus commune d'améliorer les propriétés mécaniques des matières plastiques est d'ajouter la fibre de verre. La fibre de verre améliore les propriétés structurelles, telles que la force et la rigidité, et réduit le rétrécissement des pièces. Elles sont relativement bon marché et peuvent être ajoutées à la plupart des plastiques. Le verre a rempli résines peut avoir différentes couleurs.
En termes d'inconvénients, la fibre de verre peut rendre des pièces fragiles et réduire la résistance aux chocs. La fibre de verre également réduira la durée de vie du moule et portera le baril et le bec de la machine de moulage. Le verre a rempli résine augmente également la viscosité du matériel, rendant le moule plus difficile à remplir.
fibre de carbone
Le remplisseur de fibre de carbone peut améliorer les propriétés mécaniques des matières plastiques. Le carbone a rempli pièces en plastique ont les propriétés mécaniques semblables au verre a rempli en plastique, mais rendra les pièces plus fortes et plus légères. La fibre de carbone a la conductivité, ainsi le carbone a rempli pièces ont une meilleure représentation de blindage électromagnétique. La fibre de carbone peut même améliorer les propriétés structurelles, telles que la force et la rigidité, et réduit le rétrécissement des pièces de plus que la fibre de verre.
L'inconvénient principal des pièces remplies par carbone est qu'ils sont chers. Comme la fibre de verre, la fibre de carbone rendra les pièces fragiles et réduira la résistance aux chocs ; Réduisez la durée de vie du moule et causez l'usage du baril et du bec de la machine de moulage. La fibre de carbone augmente également la viscosité du matériel, rendant le moule plus difficile à remplir. Rappelez-vous que pour le carbone des matières agrégation, la couleur de pièce est limitées pour noircir. Quelques résines exigent également les températures très élevées de moule, qui peuvent exiger le matériel annexe cher.
Meurent la conception de la fibre a rempli pièces
Quand la fibre de fibre de verre ou de carbone est composée avec de la résine, le module élastique et la résistance à la traction du plastique seront sensiblement améliorés, ainsi les pièces en plastique se sentent dur. Ceci signifie que si une charge lourde est appliquée à la partie en plastique, la partie en plastique ne déformera pas facilement.
Cependant, la résistance aux chocs diminuera et le plastique se sentira fragile. La fluidité est basse, et la contraction dans le sens d'écoulement est plus petite que celle perpendiculaire au sens d'écoulement.
Dans la conception de moule, il est difficile de déterminer le taux de rétrécissement selon la direction d'écoulement plastique de la porte. Le logiciel de DAO permet seulement à l'utilisateur de placer le rétrécissement dans le X, le y et les directions de Z. Ceci signifie que si la taille de pièce est grande et la tolérance est serrée, quelques dimensions peuvent être hors de tolérance.
La solution est de s'assurer que la sécurité de l'acier de matrice en laissant plus meurent acier que nécessaire. Après mesure de la pièce, elle est facile à enlever l'acier de matrice de la matrice par commande numérique par ordinateur ou EDM, mais il est difficile d'ajouter l'acier à la matrice. Pour faire ceci, vous devez souder le moule et puis enlever l'acier, utilisant la commande numérique par ordinateur ou l'EDM. En outre, la soudure mènera pour mouler la déformation, qui n'est pas très bonne pendant la vie de moule ou la qualité de partie.
Pour davantage de modification de moule, si la taille en plastique de partie est hors de tolérance, de l'acier de moule doit être enlevé ou ajouté du moule pour changer la forme ou la taille du moule. Afin d'éviter cette étape, le moule en aluminium d'essai de commande numérique par ordinateur fournit une manière rapide et bon marché de faire des moules, obtenir les échantillons en plastique de pièces, et compare les dimensions principales des pièces en plastique aux produits imprimés. Si n'importe quelle dimension critique est hors de tolérance, le moule de production doit être changé en conséquence (le moule de production sera fait après le moule d'essai). Le but d'examiner le moule est de déterminer quelles dimensions dépasseront la tolérance et que les fonctionnalités clé fonctionneront comme conçu. Une fois qu'on le détermine comment le rétrécissement différent dans différents sens d'écoulement affectera la taille, le modèle 3D peut être ajusté en faisant l'outil dur.
Les matières d'agrégation portent le moule plus rapidement plastique que non rempli, ainsi quand l'utilisation de ces matériaux, en acier trempé doit être employée pour faire la cavité de noyau et l'insertion du moule. La Turbine-HC (la température thermique de déformation) sera également plus haute, ainsi le matériel peut être employée dans un environnement plus élevé de la température. Ce qui augmente la difficulté de la soudure ultrasonore.
Dans certains cas, les fibres flotteront sur la surface des pièces en plastique évidentes, ainsi ont plus rempli pièces en plastique sont employées pour les pièces internes. Afin d'éviter cette situation, la cavité du moule peut être donnée une consistance rugueuse.
Comment réaliser les pièces flexibles : polyuréthane (unité centrale) et silicone
Les matériaux du polyuréthane (unité centrale) et du silicone fournissent différentes méthodes pour réaliser les pièces molles. L'unité centrale emploie le moulage par compression et le moule de RTV, alors que silicone et moulage par injection d'utilisation de TPU. L'inconvénient principal du silicone est qu'il a instantané. Quand l'éclair est coupé ou équilibré, il y aura toujours des résidus. En outre, quand le silicium de moulage par injection, le moule doit être chauffé au lieu du procédé classique de chauffer le matériel. TPU moulage par par injection est plus facile à traiter et fournit la représentation semblable au silicium.
Polyuréthane (unité centrale)
Le polyuréthane (unité centrale) est divisé en deux catégories : polyuréthane thermodurcissable (unité centrale) et polyuréthane thermoplastique (bande). La principale différence entre les deux est que des matériaux thermodurcissables sont réticulés pendant le traitement et ne peut pas être réutilisée. D'autre part, le polyuréthane thermoplastique peut être réutilisé. Vous pouvez apprendre plus au sujet des matériaux thermodurcissables et thermoplastiques ici.
L'unité centrale thermodurcissable est principalement utilisée pour fabriquer des prototypes par un processus appelé le bâti de polyuréthane ou la vulcanisation de température ambiante (RTV). Le bâti d'uréthane emploie une pièce de parent couverte par le matériel d'élastique liquide de silicium, qui durcira à la température ambiante. Une fois que le silicium durcit, le maître est enlevé, ayant pour résultat un moule mou et flexible qui peut tirer des copies du maître.
Pièces construites par cette gamme de processus de 30A à 85D. Dans le processus de bâti de polyuréthane, les bavures sont inévitables. Habituellement, si la pièce est dur en plastique, l'éclair peut être équilibré manuellement, et la cicatrice peut être poncée avec le papier sablé, ainsi elle n'est pas évidente. Cependant, quand les pièces sont aussi molles que l'unité centrale, les bavures ne peuvent pas être facilement enlevées. L'unité centrale a une meilleure résistance à l'usure que l'élastomère thermoplastique (bande) et le polychlorure de vinyle (PVC), ainsi elle peut être employée pour fabriquer des roulettes et des semelles.
Les pièces thermoplastiques de polyuréthane peuvent être par injection moulage, ainsi la ligne médiane peut être très précise (aucune bavures). La dureté des gammes thermoplastiques de polyuréthane de 65A à 85D, ainsi la résine peut être aussi douces comme en caoutchouc et aussi dur que le plastique dur. Les polyuréthanes thermoplastiques sont utilisés généralement pour overmolding, tel que des crics pour fabriquer les fils électroniques. Comparé à la corde flexible faite de PVC ou bande, la corde flexible faite de matériel thermoplastique d'unité centrale a de meilleurs résultats d'essai d'élasticité et de pliage.
silicagel
Le silicagel est une résine thermodurcissable, ainsi il a la bonnes résistance thermique et résistance aux intempéries. Il y a trois méthodes de fabrication pour des pièces de silicone : Bâti de RTV, moulage par compression ou injection liquide de silicone. Le silicagel ne peut pas être retraité ou réutilisé.
Pièces flexibles de fabrication
Car mentionné ci-dessus, le bâti de polyuréthane est la méthode la plus utilisée généralement pour le prototypage utilisant les matériaux mous. La dureté est au sujet de rivage un 40-50. Cependant, seulement un nombre limité d'échantillons peut être fait à partir des moules de polyuréthane.
Le moulage par compression est habituellement employé pour la production en série des pièces ordinaires de silicone. Les bavures sont inévitables et doivent être équilibrées manuellement. Les clients peuvent encore voir des cicatrices avec des épaisseurs de la plupart des épaisseurs de compression de la chaleur dépassant 0,2 millimètres. Peu d'usines peuvent produire une épaisseur de 0,1 millimètres.
Généralement, le cycle de moulage par compression est plusieurs minutes. Le matériel de matrice est habituellement en acier avec beaucoup de cavités pour améliorer l'efficacité de production. En concevant des pièces de silicone, il n'est pas nécessaire de suivre la règle que rapport nominal de nervure/épaisseur de paroi est inférieur ou égal à 0,6. Dans la plupart des cas, même s'on dégage, l'action latérale n'est pas employée dans l'outil, et peut être manuellement choisie parmi l'outil.
L'injection liquide de silicone est un processus très semblable au moulage par injection, mais la différence est que le moule est chauffé à la haute température. Habituellement, le délai d'exécution est plus long que le moulage par injection, et les pièces peuvent être aussi détaillées en tant que pièces de moulage par injection, ainsi il signifie qu'il n'y a aucune bavure ou les bavures sont très minces.
La figure suivante montre les échantillons typiques avec la dureté différente :
D'autres considérations matérielles pour le moulage par injection : fluidité (viscosité)
En choisissant des matériaux, la fluidité des matériaux doit être considérée. Pour les pièces très à parois minces ou les grandes pièces, la fluidité est très importante.
Les différents types de résines ont la fluidité différente. Il y a beaucoup de différentes catégories d'une résine ; Par exemple, l'ABS a la catégorie générale, la catégorie élevée d'écoulement et la catégorie à haute impression.
Il y a beaucoup de genres de matériaux d'ABS, qui ont différents propriétés mécaniques et prix. Quelques types d'ABS sont très appropriés aux parties de fabrication avec la finition à haute brillance ; Quelques modèles sont idéaux pour faire les pièces plaquées ; Certains ont la bonne fluidité et sont employés pour fabriquer les pièces à parois minces ou les grandes pièces.
Généralement, pour la même résine de différentes catégories, plus la fluidité est haute, plus les propriétés mécaniques sont inférieures. L'index de fonte (MI) représente la fluidité de la résine. La bonne résine de fluidité peut être employée pour fabriquer les parties en plastique à parois minces, telles que des caisses de batterie de téléphone portable, ou les grandes parties en plastique, telles que des baignoires de bébé.
Résines avec la bonne fluidité : LCP, PA, PE, picoseconde, Pp.
Résine moyenne d'écoulement : ABS, en tant que, PMMA et POM.
Résines avec la fluidité pauvre : PC, PSF et PPO.
conception de machine
Machinant des considérations de représentation pour déterminer quel type de matériel devrait être employé. Le verre a rempli résines sont plus adapté pour les composants rocailleux qui exigent la résistance à l'usure et la force, telle que des logements d'ordinateur, des jouets et d'autres biens de consommation. En revanche, les matériaux non remplis, tels que l'ABS ou le polycarbonate, sont les plus appropriés aux pièces décoratives qui n'exigent pas la force spéciale. Le polypropylène ou le polyéthylène est une conception idéale pour des conteneurs ou des parties avec les charnières mobiles.
stabilité dimensionnelle
En concevant une partie en plastique, vous devez considérer l'exactitude du montage entre la pièce et d'autres pièces. Afin d'aller exactement, il est important de choisir des plastiques avec la bonne stabilité dimensionnelle, telle que le PC, l'ABS ou le POM. Dans ce cas, la PA et les pp ne sont pas un bon choix, parce que le rétrécissement, la force et la flexibilité seront défavorables à la conception de pièce, qui doit coopérer avec d'autres pièces. Cependant, dans le cas où la PA ou les pp doit être employée, un agent nucleating peut être ajouté à la résine pour améliorer la stabilité dimensionnelle.
résistance aux chocs
La résistance aux chocs représente la dureté d'un matériel - quand la résistance aux chocs est basse, elle est fragile. Généralement, la résistance aux chocs des plastiques réutilisés est inférieure à celle des résines non traitées. Quand la fibre de fibre de verre et de carbone sont composées avec de la résine, la résistance aux chocs est inférieure, mais la force de charge et d'usage sont plus haute.
Quand une nouvelle partie en plastique est conçue, il est important de considérer ce qu'un peu la force sera chargée sur la pièce, combien grand la force est, et la fréquence de la force. Par exemple, les produits électroniques tenus dans la main peuvent tomber, ainsi le matériel de coquille du produit devrait être PC ou PC/ABS. Le plastique de PC a presque la force la plus à haute impression parmi les plastiques de construction ordinaires.
Résistance aux intempéries et linéarités UV de résistance
Quand le plastique est employé dehors, les pièces en plastique auront la bonne résistance aux intempéries et la résistance UV. L'asa est un genre de résine avec la bonne résistance aux intempéries et la résistance UV. Ses propriétés mécaniques sont semblables à l'ABS.
Quand une autre résine doit être employée, elle est facultative pour ajouter l'agent résistant ultra-violet de stabilisateur et de temps à la résine. Cependant, n'importe quelle résine en plastique sera complètement examinée avant emploi pour s'assurer qu'elle répond aux exigences de produit.
Précautions de la température
Il est également important de considérer la température en choisissant la résine. Quand le moteur fonctionne, la température dans le logement de moteur est le ℃ environ 70 - le ℃ 90, tellement tous les matériaux dans le logement de moteur devrait pouvoir résister à cette température.