Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék
Fröccsöntő-szerszám tervezés Kovács József Gábor
2
Fröccsöntés – szerszámozás
• • • • •
tetszőleges alakú 3D-s alkatrészeket és termékeket gyárthatunk (egy lépésben) zárt szerszámban történő formaadással nagy nyomású, kis viszkozitású polimerömledék gyors belövellésével szakaszos üzemmódban gyakorlatilag hulladékmentesen
3
Fröccsöntő szerszámok részei Vezetőcsapok Illesztő tárcsa Beömlő persely Álló szerszámfél felfogó lap Formalapok
Tartólapok
Hűtőcsövek Kidobólapok
Távtartó oszlop
Kidobócspok
Mozgó szerszámfél felfogó lap
4
Fröccsöntő szerszámok részei
5
Szerszámtípusok
Normál
Ékbetétes
Letolólapos
Menetes
Tolattyús
Háromlapos
7
Kétlapos szerszám
8
Háromlapos szerszám
9
Szerszámtervezés lépései
• Fröccstermék: • • •
Méretek Anyag Rajz
• Anyagjellemzők meghatározása
10
Szerszámtervezés lépései
• Fészkek osztósíkhoz viszonyított elhelyezkedése
11
Szerszámtervezés lépései
• Formaüreg alakja • Mag alakja
12
Szerszámtervezés lépései
• Fészekszám meghatározás a
• Fészkek elrendezése • Formaüreg (egységbetét) méretek
13
Szerszámtervezés lépései
• Beömlő és elosztó rendszer • • • •
(hideg, forró, fűtött) beömlő (geometria, persely) elosztócstorna (geometria) gát (!)
14
Szerszámtervezés lépései
• Temperáló rendszer megválasztása • •
csatorna elrendezés méretezés
• Formalap kiválasztás
15
Szerszámtervezés lépései
• Felfogólap •
méretek, furatok elhelyezése
• Központosító gyűrű (illesztő tárcsa)
16
Szerszámtervezés lépései
• Rögzítések • • • • • •
Formalap Felfogólap Beömlő persely Illesztő tárcsa Formaüreg Mag
Fröccsoldal kész!
17
Szerszámtervezés lépései
• Kidobási pontok meghatározása
• Kidobók meghatározása
18
Szerszámtervezés lépései
• Mozgófél formalapjának meghatározása
• Vezetőpersely • Vezetőoszlop
19
Szerszámtervezés lépései
• Kidobási útból a távtartó (betétléc) méretének meghatározása
• Felfogólap kiválasztása
20
Szerszámtervezés lépései • Kidobólapok megadása •
kialakítás, méretek, rögzítés
• Kidobó működtető elemei •
visszahúzó, visszatoló
• Szerszám végleges összeszerelése
Fröccsszerszám kész!
21
HASCO – Modulok
22
Polimer „útja” • Főbb részei a szerszámnak („a polimer útja szerint”): • • •
beömlőcsatorna elosztó csatornák (több fészkesz szerszám esetén) gát
Beömlő Elosztó
Termék (4 db)
Gát
23
Központosítás, illesztés
24
Vezetés
25
Illesztés
26
Beömlő és persely
Dco
tmax + 1.5 mm
Ds
Dn + 1.0 mm 1º - 2º
tan
= Dco - Ds / 2L
27
Beömlő és persely
Sprue-size (smallend diameter) recommendations as a function of shot volume and fill time.
28
Beömlő és persely
29
Beömlő – normáliák
• • • • • •
Z25 – illesztőszeg Z40 – kidobócsap Z53 – beömlő – kihúzópersely K30 – távtartó K20 – szerszámlap K10 – felfogólap
• Z121 – hőszigetelő lap • K100 – központosító tárcsa • Z512 – beömlő persely •
Z51, Z511, Z512 – különböző kúposságú beömlő persely
30
Elosztócsatornák
Material
Diameter [mm]
Material
Diameter [mm]
ABS, SAN
5.0-10.0
Polycarbonate
5.0-10.0
Acrylic
8.0-10.0
Polyethylene
2.0-10.0
Butyrate
5.0-10.0
Polyamide
5.0-10.0
Fluorocarbon
5.0-10.0
Polyphenylene oxide
6.0-10.0
Impact acrylic
8.0-13.0
Polypropylene
5.0-10.0
Ionomers
2.0-10.0
Polystyrene
3.0-10.0
Nylon
2.0-10.0
Polysulfone
6.0-10.0
Polyallomer
5.0-10.0
Polyurethane
6.0-8.0
31
Elosztócstornák
32
Elosztóredszerek • egyfészkes • többfészkes • •
egyféle termék (többfészkes) többféle termék (több munkahelyes, vagy családi szerszám)
33
Elosztóredszerek
34
Elosztóredszerek
Közelítő képlet (Ø 2,5..12 mm):
DA
4
G
L
4
DA=Anguszátmérő [mm]
G=Termék tömege [g] L=Folyási út [mm]
35
Meglövés
Honnan kell „meglőni”?
36
Elosztóredszerek
37
Elosztóredszerek
39
Egyenetlen áramlások
40
Melt flipper
41
Melt flipper
42
Melt flipper
43
Meglövés
44
Meglövés
45
Meglövés
46
Meglövés
47
Fröccsöntés – gát
direkt beömlésű
48
Fröccsöntés – gát
standard gát
49
Fröccsöntés – gát
legyező gát
50
Fröccsöntés – gát
film beömlés
51
Fröccsöntés – gát
átlapolt
tömb beömlő
52
Fröccsöntés – gát
esernyő beömlő
Typical filter-bowl gate avoids knitlines and provides even flow around the core.
küllő gát
The diaphragm gate, which extends from the center disk to the inside of the cylinder, must be removed in a secondary step.
53
Fröccsöntés – gát
alagút gát Knockout-Pin Gate
Tunnel gates that extend below the parting line on the ejector side of the mold degate during ejection.
Stationary-Side Tunnel Gate
Tunnel gates into nonejector side of the mold degate and separate from the part during mold opening.
54
Fröccsöntés – gát
alagút gát
Standard tunnel-gate guidelines.
Modified tunnel-gate guidelines.
55
Fröccsöntés – gát
alagút gát
Curved-tunnel gates can reach past the finished edge to the underside of surfaces oriented parallel to the parting plane.
56
Fröccsöntés – gát
tű beömlő
Both of these pinpoint gate designs provide a well-defined break-off point for clean degating. Design permitting, pinpoint gates should be placed in recessed gate wells to accommodate gate vestige.
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna
57
fűtött csatorna
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna
Belsőfűtésű fúvóka
58
Külsőfűtésű fúvóka
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna
59
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna
Unlike externally heated systems, internally heated hotrunner systems form a cool layer of stagnant material along the outer surface of the flow channel.
60
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna
Some hot-tip gate designs rely on an insulating layer of the molding material to control heat transfer at the tip. These designs are not suitable for all applications.
Improper flow-channel design and construction can result in stagnant-flow areas where material can degrade.
61
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna
Free-flowing gate designs provide the large orifice sizes and low shear rates required by many high-viscosity amorphous resins.
62
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna
tip designs
A stationary probe in the reduced-vestige gate helps the gate break cleanly. In the closed position, the valve pin in the valve gate leaves a ring similar to an ejector-pin mark.
63
Fröccsöntés – gát fűtött csatorna Ultra SideGate offers molders the opportunity to horizontally direct gate parts that cannot be effectively gated with a regular nozzle.
Configurable with either one, two or four tips per nozzle, Ultra SideGate provides design flexibility to fit specific application and molding needs.
64
65
Szerszámok levegőztetése • Légzsákok keletkezhetnek • Beégés történhet • Megelőzhető
•
Tervezéskor Szerszámkialakításnál Belövési pont kiválasztásánál
•
(...kitöltési szimuláció!!!)
• •
66
Szerszámok levegőztetése
67
Szerszámok levegőztetése
68
Szerszámok levegőztetése
Air valve at the top of a core to relieve vacuum.
69
Szerszámok levegőztetése 3.5-8.0 mm 1 mm
Typical Vent Depth “D” Range 0.02 – 0.05 mm (Amorphous Resins) 0.01 – 0.04 mm (Semicrystalline Resins) Note: For applications requiring minimal flash, reduce the upper limits of the above ranges by 0.01 mm.
Parting-line vents were positioned along the perimeter of this cavity insert. Extra vents were directed to corners opposite the gate that fills last.
70
Szerszámok levegőztetése
0.05 mm
Ejector pin in forward position showing flats added to provide venting.
71
Szerszámok hűtése
• Miért kell hűteni? •
ciklusidő minimalizálás
• Hogyan kell hűteni? • •
egyenletesen hatékonyan
72
Szerszámok hűtése
• Egyenletlen hűtés következményei • •
Egyenletlen zsugor Vetemedés (!!!)
73
Szerszámok hűtése
heat distribution through the cross section of a corner showing heat buildup in the corner of the core
heat distribution through a corner cross section showing improved cooling with cooling line moved closer to the inside corner
74
Szerszámok hűtése
Ejector pins in corners act as thermal insulators that can aggravate heat buildup and corner warpage. It is better to direct cooling to the corners and provide ejection via ejector sleeves or rails.
75
Szerszámok hűtése
B = 3D Maximum C = 2.5D D = 5-8 mm for t < 1.6 mm D = 8-11 mm for t < 3.2 mm D = 11-16 in for t < 6.4 in
76
Szerszámok hűtése
77
Szerszámok hűtése
78
Lapos tárgyak hűtése
79
Lapos tárgyak hűtése
80
Magok hűtése
81
Magok hűtése
In bubblers, coolant flows up through a tube and then cascades down the outside of the tube. Baffles perform a similar function by splitting the channel with a blade. Coolant flows up one side of the blade and then down the other side.
82
Magok hűtése
Spiral Cooling Channels Round core and cavity cooled via spiral cooling channels.
83
Magok hűtése
84
Magok hűtése
85
Magok hűtése
d d
5mm
3mm
86
Magok hűtése
87
Magok hűtése
88
Magok hűtése
89
Maghűtés – cserépszerszám
90
Munkadarabok eltávolítása
kidobás
kidobó rendszerek
• kidobó csapok, hüvelyek • kidobó persely
• pofás v. ékbetétes szerszám • belső menetes alkatrészek „kidobása” • külső, belső alámetszéses darabok kidobása
91
kidobó mechanizmus
92
kidobó mechanizmus
93
kidobó csapok
Ejector pins and ejector blades push the part off of the core as the ejector plate moves forward.
94
kidobó csapok
Ejector pins on angled surface must be keyed to prevent rotation and often require grooves to prevent sideways deflection of the ejector pin.
95
kidobó gyűrűk
Cylindrical ejector sleeves provide maximum ejection contact area along the edge of circular parts.
96
letoló lapok
In molds with stripper-plate ejection, the face plate which forms the edge of the parts moves forward stripping the parts from the core.
97
lehúzó lapok
98
Háromlapos szerszám
Háromlapos szerszám húzórudazattal
99
Háromlapos szerszám kilincsszerkezettel
100
101
Alámetszett termékek kidobása
102
Alámetszett termékek
103
Speciális kidobások
KICSAVARÁS
104
Belső menet – kicsavarás
105
Belső menet – kicsavarás
106
Összeomló mag
107
Összerogyó mag
108
Oldalmozgások
109
Speciális kidobások
FERDECSAP
110
Speciális kidobások
The cam pin retracts the slide during mold opening.
111
Tolattyús szerszám
112
Speciális kidobások
Typical spring-loaded lifter mechanism.
113
Speciális kidobások
Angled surfaces slide the jiggler pin to clear the undercut during ejection.
114
Ferdecsapos szerszám
115
Ferdecsapos szerszám
116
Cserépszerszám
117
Kétfokozatú kilökő
118
Kétfokozatú kilökő
Speciális kidobás Tulipán kilökő
119
Speciális kidobás rugózó mag és dupla kilökő
120
