Как избежать дорогостоящих ошибок при литье под давлением

Джефф Джордано | 11 августа 2022 г.

Чтобы сократить расходы, связанные с литьем под давлением, решающее значение имеет определение приоритетности формуемости детали на этапе проектирования. Оптимизация формуемости с самого начала может сэкономить тысячи долларов.

По словам одного эксперта по процессам, толщина стенок является основным фактором при проектировании формуемости, за которым следует оптимизация выталкивания из формы.

По мнению инженера по литью под давлением Джека Руландера из Protolabs в Мэйпл-Плейн, Миннесота, чтобы избежать слишком толстых или слишком тонких стенок, идеальным решением является проектирование толщины стенок от 0,040 до 0,140 дюйма (от 1,0 до 3,5 мм). Компания предоставляет широкий спектр услуг в области цифрового производства.

«Слишком толстые конструкции будут склонны к образованию пустот, усадке или сильной усадке, что часто приводит к деформации», — советует Руландер. «Слишком тонкая стена, и вы будете склонны к колебаниям, когда поток расплава замедляется или останавливается на определенном пути. Это приводит к растрескиванию, слабым сплетениям линий, коротким выстрелам и многому другому».

Чтобы добиться оптимального выталкивания детали, продолжил он, инженеры должны добавить хотя бы один градус тяги, чтобы штифты и лезвия выталкивателя легко выталкивали детали из формы. Выбор материала играет ключевую роль в том, насколько необходима вытяжка, поскольку «полукристаллические материалы часто имеют высокую усадку, тогда как аморфные материалы, как правило, имеют низкую усадку. Текстура и обработка поверхности также играют роль. При выбрасывании детали могут присутствовать подрезы и внутренние элементы. проблемы, и, возможно, потребуется перепроектирование, чтобы обеспечить успешное формование».

По словам Руландера, окончательный внешний вид детали является еще одним фактором, который следует учитывать при проектировании детали и процесса. «Детали, отлитые под давлением, также оставляют следы ворот и выносные линии на разделительных/перекрывающих поверхностях. Затворы с выступами, которые являются наиболее распространенными, обеспечивают большую гибкость при размещении, но также могут оставлять более крупные остатки по сравнению с другими вариантами. Для косметических целей частей, важно найти идеальное место, где эта маркировка менее заметна. Когда дело доходит до функциональных деталей, эти же маркировки или выступы (лишний пластик) на разделительных/перекрывающих поверхностях могут повлиять на герметичность».

Оптимизация формы, подгонки и функциональности пресс-формы на этапе прототипирования — задача, идеально подходящая для быстрой гибкости проектирования 3D-печати, которая позволяет дизайнерам оценить несколько итераций деталей, прежде чем инвестировать в дорогостоящие формы для крупносерийного и недорогого производства.

Однако Руландер предупредил: «На этапе прототипирования жизненно важно помнить о конечном результате, потому что то, что хорошо работает в детали, напечатанной на 3D-принтере, может не быть реализовано при литье под давлением. Постарайтесь проектировать с учетом литья под давлением на этапе прототипирования, чтобы вы могли может быстро перейти к формованию больших объемов вместо того, чтобы возвращаться к чертежной доске».

Чтобы избежать дорогостоящих ошибок, Руландер предложил следующие советы:

Во время пандемии Protolabs была ключевым консультативным партнером в создании вентилятора Aura Project Aura Project, недорогого спасательного аппарата, предназначенного для использования некоммерческими, неправительственными организациями и небольшими больницами для помощи малообеспеченным сообществам.

Protolabs предоставила услуги 3D-печати Multi Jet Fusion небольшой команде разработчиков Aura, чтобы преодолеть нормативные препятствия FDA на этапе прототипирования, пояснил Руландер.

«Работая с деталями, напечатанными на 3D-принтере, команда Aura использовала цифровую платформу котировок Protolabs для быстрого получения цен и анализа DFM менее чем за час для деталей, отлитых под давлением», — отметил он. «Возможность неоднократно составлять точные расценки на детали IM одновременно помогла команде определить, будет ли каждое изменение конструкции в 3D-печатном прототипе стоить вложений в конечном итоге, когда они перейдут на IM для производства деталей».

После тщательной предварительной оценки оптимальной конструкции компания Aura перешла на производство литья под давлением с производительностью 500 единиц в месяц, «что соответствует примерно 6000 деталям в месяц от Protolabs», по словам Руландера.

Вы можете прочитать полный практический пример Protolabs/Aura здесь.

Дополнительная информация о текстовых форматах