So gestalten Sie Kunststoffteile

Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie Kunststoffteile in drei Aspekten konstruieren

* 10 Tipps für das Design von Kunststoffteilen, die Sie kennen müssen

 

1. Bestimmen Sie das Erscheinungsbild und die Größe des Produkts.

Dies ist der erste Schritt im gesamten Entwurfsprozess. Bestimmen Sie gemäß Marktforschung und Kundenanforderungen das Erscheinungsbild und die Funktion von Produkten und formulieren Sie Produktentwicklungsaufgaben.

Entsprechend der Entwicklungsaufgabe führt das Entwicklungsteam die technische und technologische Machbarkeitsanalyse für das Produkt durch und erstellt das 3D-Erscheinungsmodell des Produkts. Anschließend werden je nach Funktionsrealisierung und Produktmontage mögliche Teile geplant.

 

2. Trennen Sie einzelne Teile von den Produktzeichnungen und wählen Sie den Kunststoffharztyp für Kunststoffteile

In diesem Schritt werden die Teile vom im vorherigen Schritt erhaltenen 3D-Modell getrennt und als einzelne Elemente entworfen. Wählen Sie entsprechend den funktionalen Anforderungen der Teile geeignete Kunststoffrohstoffe oder Hardware-Materialien. Zum Beispiel wird ABS normalerweise in der verwendet

Schale, ABS / BC oder PC müssen bestimmte mechanische Eigenschaften aufweisen, transparente Teile wie Lampenschirm, Laternenpfahl PMMA oder PC, Zahnrad oder Verschleißteile POM oder Nylon.

Nach Auswahl des Materials der Teile kann mit dem Detailentwurf begonnen werden.

 

3. Definieren Sie die Zugwinkel

Zugwinkel ermöglichen das Entfernen des Kunststoffs aus der Form. Ohne Zugwinkel würde das Teil aufgrund der Reibung beim Entfernen einen erheblichen Widerstand bieten. Zugwinkel sollten an der Innen- und Außenseite des Teils vorhanden sein. Je tiefer das Teil ist, desto größer ist der Zugwinkel. Eine einfache Faustregel lautet, einen Zugwinkel von 1 Grad pro Zoll zu haben. Ein zu geringer Zugwinkel kann zu Kratzern an den Seiten des Teils und / oder großen Markierungen des Auswerferstifts führen (dazu später mehr).

Zugwinkel der Außenfläche: Je tiefer das Teil ist, desto größer ist der Zugwinkel. Eine einfache Faustregel lautet, einen Zugwinkel von 1 Grad pro Zoll zu haben. Ein zu geringer Zugwinkel kann zu Kratzern an den Seiten des Teils und / oder großen Markierungen des Auswerferstifts führen (dazu später mehr).

Normalerweise wird eine Textur auf der Oberfläche von Teilen erzeugt, um eine gut aussehende Oberfläche zu erhalten. Die Wand mit Textur ist rau, die Reibung ist groß und es ist nicht einfach, sie aus dem Hohlraum zu entfernen, daher ist ein größerer Zeichenwinkel erforderlich. Je gröber die Textur ist, desto größer ist der benötigte Streckwinkel.

 

4.Definieren Sie die Wandstärke / gleichmäßige Dicke

Festkörperformen ist beim Spritzgießen aus folgenden Gründen nicht erwünscht:

1) Die Abkühlzeit ist proportional zum Quadrat der Wandstärke. Eine lange Abkühlzeit für Feststoffe beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit der Massenproduktion. (schlechter Wärmeleiter)

2) .Der dickere Abschnitt schrumpft stärker als der dünnere Abschnitt, wodurch eine unterschiedliche Schrumpfung eingeführt wird, die zu Verzug oder Sinkmarkierung usw. führt (Schrumpfeigenschaften von Kunststoffen und PVT-Eigenschaften).

Daher haben wir Grundregeln für die Konstruktion von Kunststoffteilen. Die Wandstärke sollte so weit wie möglich gleichmäßig oder konstant sein. Diese Wandstärke wird als nominelle Wandstärke bezeichnet.

Wenn das Teil einen festen Abschnitt enthält, sollte dieser durch Einführen des Kerns hohl gemacht werden. Dies sollte eine gleichmäßige Wandstärke um den Kern herum gewährleisten.

3) .Was sind die Überlegungen zur Entscheidung über die Wandstärke?

Es muss dick und steif genug für den Job sein. Die Wandstärke kann 0,5 bis 5 mm betragen.

Es muss auch dünn genug sein, um schneller abzukühlen, was zu einem geringeren Teilegewicht und einer höheren Produktivität führt.

Abweichungen in der Wandstärke sollten so gering wie möglich gehalten werden.

Ein Kunststoffteil mit unterschiedlicher Wandstärke erfährt unterschiedliche Abkühlraten und unterschiedliche Schrumpfungen. In diesem Fall wird das Erreichen einer engen Toleranz sehr schwierig und oft unmöglich. Wenn eine Variation der Wandstärke wesentlich ist, sollte der Übergang zwischen beiden allmählich erfolgen.

 

5. Verbindungsdesign zwischen Teilen

Normalerweise müssen wir zwei Schalen miteinander verbinden. Um einen geschlossenen Raum zwischen ihnen zu bilden, um die internen Komponenten (Leiterplattenbaugruppe oder Mechanismus) zu platzieren.

Die üblichen Verbindungsarten:

1). Karabinerhaken:

Die Karabinerhakenverbindung wird üblicherweise in kleinen und mittleren Produkten verwendet. Sein Merkmal ist, dass Karabinerhaken im Allgemeinen am Rand der Teile angebracht sind und die Produktgröße verkleinert werden kann. Im zusammengebauten Zustand wird es direkt geschlossen, ohne Werkzeuge wie Schraubendreher, Ultraschallschweißwerkzeug und andere zu verwenden. Der Nachteil ist, dass die Karabinerhaken die Form komplizierter machen können. Der Schiebemechanismus und der Liftermechanismus werden benötigt, um die Karabinerhakenverbindung zu realisieren und die Formkosten zu erhöhen.

2). Schraubverbindungen:

Schraubverbindungen sind fest und zuverlässig. Insbesondere die Befestigung von Schraube und Mutter ist sehr zuverlässig und langlebig und ermöglicht mehrere Demontagen ohne Risse. Die Schraubverbindung ist für Produkte mit großer Verriegelungskraft und mehrfacher Demontage geeignet. Der Nachteil ist, dass die Schraubensäule mehr Platz einnimmt.

3). Montagebosse:

Bei der Montage der Vorsprünge werden zwei Teile durch die enge Abstimmung zwischen den Vorsprüngen und den Löchern befestigt. Diese Art der Verbindung ist nicht stark genug, um Produkte zerlegen zu können. Der Nachteil ist, dass die Verriegelungsstärke mit zunehmender Demontagezeit abnimmt.

4). Ultraschallschweißen:

Beim Ultraschallschweißen werden die beiden Teile in die Ultraschallform gegeben und die Kontaktfläche unter der Wirkung eines Ultraschallschweißgeräts verschmolzen. Die Produktgröße kann kleiner sein, die Spritzgussform ist relativ einfach und die Verbindung ist fest. Der Nachteil ist die Verwendung von Ultraschallform und Ultraschallschweißgerät, die Produktgröße darf nicht zu groß sein. Nach der Demontage können die Ultraschallteile nicht mehr verwendet werden.

 

6.Unterschnitte

Hinterschneidungen sind Gegenstände, die das Entfernen einer Formhälfte beeinträchtigen. Hinterschneidungen können fast überall im Design erscheinen. Diese sind ebenso inakzeptabel, wenn nicht schlimmer als das Fehlen eines Zugwinkels auf dem Teil. Einige Hinterschneidungen sind jedoch notwendig und / oder unvermeidbar. In diesen Fällen notwendig

Hinterschnitte werden durch Gleiten / Bewegen von Teilen in der Form hergestellt.

Beachten Sie, dass das Erstellen von Hinterschneidungen bei der Herstellung der Form teurer ist und auf ein Minimum beschränkt werden sollte.

 

7. Stützrippen / Zwickel

Rippen im Kunststoffteil verbessern die Steifigkeit (Verhältnis zwischen Last und Teileauslenkung) des Teils und erhöhen die Steifigkeit. Es verbessert auch die Formbarkeit, da sie den Schmelzfluss in Richtung der Rippe beschleunigen.

Rippen werden entlang der Richtung maximaler Spannung und Durchbiegung auf nicht erscheinenden Oberflächen des Teils platziert. Das Füllen, Schrumpfen und Auswerfen der Form sollte auch die Entscheidungen zur Platzierung der Rippen beeinflussen.

Rippen, die sich nicht mit der vertikalen Wand verbinden, sollten nicht abrupt enden. Ein allmählicher Übergang zur Nennwand sollte das Risiko einer Spannungskonzentration verringern.

Rippenabmessungen

Rippen sollten folgende Abmessungen haben.

Die Rippendicke sollte zwischen dem 0,5- und 0,6-fachen der nominalen Wandstärke liegen, um Einfallstellen zu vermeiden.

Die Rippenhöhe sollte das 2,5- bis 3-fache der nominalen Wandstärke betragen.

Die Rippe sollte einen Zugwinkel von 0,5 bis 1,5 Grad haben, um das Auswerfen zu erleichtern.

Die Rippenbasis sollte den Radius des 0,25- bis 0,4-fachen der nominalen Wandstärke haben.

Der Abstand zwischen zwei Rippen sollte das 2- bis 3-fache (oder mehr) der nominalen Wandstärke betragen.

 

8. Radiuskanten

Wenn sich zwei Oberflächen treffen, bildet sich eine Ecke. An der Ecke erhöht sich die Wandstärke auf das 1,4-fache der nominalen Wandstärke. Dies führt zu einer unterschiedlichen Schrumpfung und eingegossenen Spannung sowie zu einer längeren Abkühlzeit. Daher steigt das Risiko eines Betriebsausfalls an scharfen Ecken.

Um dieses Problem zu lösen, sollten die Ecken mit dem Radius geglättet werden. Der Radius sollte sowohl extern als auch intern bereitgestellt werden. Niemals eine scharfe Innenecke haben, da dies zu Rissen führt. Der Radius sollte so sein, dass er die Regel einer konstanten Wandstärke bestätigt. Es ist bevorzugt, an den Ecken einen Radius von 0,6 bis 0,75 mal Wandstärke zu haben. Niemals eine scharfe Innenecke haben, da dies zu Rissen führt.

 

9.Schrauben Sie Chef Design

Wir verwenden immer Schrauben, um zwei halbe Gehäuse zusammen zu befestigen oder PCBA oder andere Komponenten an den Kunststoffteilen zu befestigen. Schraubennaben sind also die Struktur zum Einschrauben und Fixieren von Teilen.

Die Schraubennabe hat eine zylindrische Form. Der Chef kann an der Basis mit dem Mutterteil oder an der Seite verbunden sein. Eine seitliche Verbindung kann zu einem dicken Kunststoffabschnitt führen, was nicht erwünscht ist, da dies zu Sinkspuren führen und die Abkühlzeit verlängern kann. Dieses Problem kann gelöst werden, indem der Vorsprung durch eine Rippe mit der Seitenwand verbunden wird, wie in der Skizze gezeigt. Boss kann durch Anbringen von Stützrippen starr gemacht werden.

Mit der Schraube am Vorsprung wird ein anderes Teil befestigt. Es gibt Gewindeformschrauben und Profilschneidschrauben. Gewindeformschrauben werden bei Thermoplasten und Gewindeschneidschrauben bei unelastischen duroplastischen Kunststoffteilen verwendet.

Gewindeformende Schrauben erzeugen durch Kaltfluss Innengewinde an der Innenwand des Vorsprungs - Kunststoff wird lokal verformt und nicht geschnitten.

Die Schraubennabe muss die richtigen Abmessungen haben, um den Schraubeneinführungskräften und der Belastung der im Betrieb befindlichen Schraube standzuhalten.

Die Größe der Bohrung im Verhältnis zur Schraube ist entscheidend für die Beständigkeit gegen Abisolieren und Herausziehen der Schraube.

Der Außendurchmesser der Nabe sollte groß genug sein, um den Umfangsspannungen aufgrund der Gewindebildung standzuhalten.

Die Bohrung hat an der Eintrittsaussparung für kurze Länge einen etwas größeren Durchmesser. Dies hilft beim Auffinden der Schraube vor dem Einfahren. Es reduziert auch die Spannungen am offenen Ende der Nabe.

Polymerhersteller geben Richtlinien zur Bestimmung der Abmessung des Vorsprungs für ihre Materialien. Die Schraubenhersteller geben auch Richtlinien für die richtige Bohrungsgröße für die Schraube an.

Es ist darauf zu achten, dass die Schweißnähte in der Nabe stark verschweißt sind.

Es sollte darauf geachtet werden, eingegossenen Stress im Chef zu vermeiden, da dieser unter aggressiven Bedingungen versagen kann.

Die Bohrung im Vorsprung sollte tiefer sein als die Gewindetiefe.

 

10.Oberflächendekoration

Manchmal führen wir eine spezielle Behandlung auf der Oberfläche des Kunststoffgehäuses durch, um ein ansprechendes Erscheinungsbild zu erhalten.

Wie zum Beispiel: Textur, Hochglanz, Sprühlackierung, Lasergravur, Heißprägen, Galvanisieren und so weiter. Es ist notwendig, bei der Gestaltung des Produkts im Voraus zu berücksichtigen, um zu vermeiden, dass die nachfolgende Verarbeitung nicht erreicht werden kann oder Größenänderungen die Produktmontage beeinflussen.