Pam mai Oeri Yw'r Mwyaf Hanfodol
Mae oeri yn cyfrif am tua 50-70% o gyfanswm yr amser cylch mowldio chwistrellu yn y rhan fwyaf o weithrediadau cynhyrchu. Mae llenwi yn cymryd eiliadau; mae oeri yn cymryd llawer mwy o amser. Os yw'ch amser beicio yn 30 eiliad, mae unrhyw le rhwng 15 a 21 o'r eiliadau hynny wedi'u neilltuo i'r rhan oeri i dymheredd lle gellir ei daflu'n ddiogel heb afluniad.
Mae'r gyfran honno'n golygu mai oeri yw'r lifer unigol mwyaf ar gyfer lleihau amser beicio. Mae gwelliant o 20% mewn effeithlonrwydd oeri yn trosi'n uniongyrchol i ostyngiad o 10-14% yn yr amser beicio cyffredinol - cynnydd cynhyrchiant ystyrlon sy'n gwaethygu'n sylweddol ar gyfeintiau cynhyrchu uchel.
Y tu hwnt i amser beicio, mae canlyniadau oeri gwael yn sylweddol. Mae oeri anwastad yn creu graddiannau tymheredd ar draws y rhan wrth iddo galedu. Oherwydd bod plastig yn crebachu wrth iddo oeri, mae ardaloedd sy'n oeri'n gyflymach yn crebachu'n gynt ac i raddau mwy cyn y gall ardaloedd sy'n dal yn boeth wneud iawn. Y crebachu gwahaniaethol hwn yw'r prif fecanwaith y tu ôl i warpage, marciau sinc, a straen gweddilliol - diffygion sy'n tarddu yn y cam oeri hyd yn oed pan nad ydynt yn edrych fel problemau oeri.
Mae astudiaeth 2019 a gyhoeddwyd yn yJournal of Manufacturing ProcessesCanfuwyd bod dosbarthiad tymheredd llwydni anwastad yn gyfrifol am warpage mewn tua 67% o achosion a astudiwyd - yn fwy nag unrhyw newidyn dylunio unigol arall, gan gynnwys lleoliad giât a phwysau pacio.
Egwyddorion Craidd Dylunio Sianel Oeri
Diamedr Sianel a Thrae
Man cychwyn unrhyw gynllun cylched oeri yw diamedr sianeli oeri a'u bylchau rhwng canol a chanol. Mae canllawiau diwydiant yn argymell:
Diamedr sianel: Fel arfer 8-12mm ar gyfer mowldiau safonol. Mae diamedrau llai (6–8mm) yn addas ar gyfer mowldiau bach neu ardaloedd sydd wedi'u cyfyngu'n dynn; mae diamedrau mwy (12-16mm) yn ymddangos mewn mowldiau diwydiannol neu fodurol mawr.
Traw (canol-i-bylchau canol): Yn gyffredinol 2–3 gwaith diamedr y sianel. Dylai sianel 10mm fel arfer gael ei gosod rhwng 20-30mm yn y canol.
Nod y cyfrannau hyn yw echdynnu gwres gweddol unffurf ar draws wyneb y ceudod. Pan fo'r sianeli wedi'u gwasgaru'n rhy eang, mae mannau poeth yn datblygu rhyngddynt - ardaloedd sy'n parhau'n boethach na'r wal geudod amgylchynol ac yn creu graddiannau oeri gwahaniaethol sy'n gyrru warpage.
Pellter O Sianel Oeri i Arwyneb Ceudod
Mae'r pellter o linell ganol y sianel oeri i'r wyneb ceudod agosaf yn rheoli pa mor effeithlon y mae gwres yn llifo o'r rhan blastig trwy'r dur i'r oerydd. Yr argymhelliad safonol yw y dylai'r pellter hwn fod tua 1-1.5 gwaith diamedr y sianel.
Ar gyfer sianel 10mm, dylai arwyneb y ceudod fod 10-15mm o linell ganol y sianel. Mae lleoliad agosach yn cynyddu cyfradd oeri ond yn lleihau cyfanrwydd strwythurol y dur rhwng y sianel a'r ceudod; mae lleoliad pellach yn lleihau effeithlonrwydd oeri ac yn creu graddiannau thermol.
Mae'r cydbwysedd hwn yn arbennig o bwysig ynMowld Chwistrellu Gear Modurdyluniadau, lle mae geometreg gymhleth dannedd gêr a'r canolbwynt canolog yn creu rhanbarthau sydd angen oeri ar bellteroedd gwahanol o'r arwynebau craidd a'r ceudod.
Cyfradd Llif Oerydd, Cythrwfl, a Rhif Reynolds
Dyma'r pwynt a anwybyddir amlaf: nid yw'n ddigon lleoli sianeli'n gywir - rhaid i'r oerydd lifo drwyddynt ar gyflymder digonol i greu llif cythryblus.
Mae llif cythryblus - a nodweddir gan rif Reynolds uwchlaw 4,000 - yn trosglwyddo gwres tua thair i bum gwaith yn fwy effeithlon na llif laminaidd ar yr un gyfradd llif cyfeintiol. Mae'r rhan fwyaf o ddyluniadau sianeli oeri yn rhagdybio llif cythryblus, ond yn ymarferol, mae sianeli sy'n rhy hir, yn rhy gul, neu'n cael eu bwydo gan linellau cyflenwi rhy fach yn aml yn gweithredu mewn cyfundrefnau llif laminaidd neu drosiannol, gan leihau eu heffeithiolrwydd yn ddramatig.
Dylid dylunio pob cylched oeri gyda chyfanswm y gostyngiad pwysau a'r gyfradd llif mewn golwg. Mae cyfyngwyr llif, cyfluniadau cyfres yn erbyn cyfluniadau, a maint manifold mewnfa/allfa i gyd yn effeithio ar b'un a yw sianeli mewn gwirionedd yn cyflawni'r cynnwrf y mae cyfrifiadau trosglwyddo gwres yn ei dybio.
Gwahaniaeth Tymheredd Mewnfa ac Allfa
Mae'r gwahaniaeth tymheredd rhwng oerydd sy'n mynd i mewn ac allan o gylched yn ddangosydd uniongyrchol o faint o wres sy'n cael ei dynnu. Mae arfer diwydiant yn targedu gwahaniaeth o 3–5 gradd . Mae gwahaniaeth sy'n sylweddol uwch na hyn yn golygu bod yr oerydd yn cynhesu gormod wrth iddo deithio trwy'r gylched - mae rhannau olaf y sianel yn darparu oerydd cynhesach amlwg i'r mowld, gan greu graddiant tymheredd ar hyd y llwybr llif sy'n ymddangos fel warpage cyfeiriadol yn y rhan.
Os yw gwahaniaeth eich mewnfa-allfa yn gyson uwch na 8–10 gradd , cynyddwch gyfradd llif neu rhannwch y gylched yn llwybrau cyfochrog byrrach.
Heriau Oeri mewn Rhannau Cymhleth
Mowld Chwistrellu Gear Modur
Mae gerau yn cyflwyno her oeri benodol: mae'r dannedd gêr yn nodweddion tenau, â bylchau agos gydag arwynebedd uchel o'i gymharu â'u cyfaint, tra bod yr adrannau canolbwynt a gwe yn fwy trwchus ac yn cadw gwres yn hirach. Os caiff oeri ei gymhwyso'n unffurf, mae'r dannedd yn oeri'n llawer cyflymach na'r canolbwynt - gan greu crebachu gwahaniaethol sy'n ystumio'r bylchau rhwng dannedd a diamedr traw.
Mewn{0}}cynllunio'n ddaMowld Chwistrellu Gear Modur, mae sianeli oeri ar yr ochrau craidd a'r ceudod wedi'u lleoli i dynnu gwres yn fwy ymosodol o'r rhanbarthau canolbwynt a gwe, felly mae'r adrannau mwy trwchus hyn yn oeri ar gyfradd sy'n cyd-fynd yn agosach â'r dannedd teneuach. Yn nodweddiadol, cyflawnir hyn trwy gyfuniad o sianeli wedi'u lleoli'n agos at ardal y canolbwynt a bafflau neu swigodwyr wedi'u cyfeirio at ranbarthau penodol o'r craidd.
Mae'r gofynion goddefgarwch dimensiwn ar gyfer gerau swyddogaethol - fel arfer ±0.02-0.05mm ar broffil dannedd - yn gwneud unffurfiaeth oeri yn hollbwysig mewn ffordd nad oes angen rhannau cosmetig yn unig arnynt.
Mouse Shell Chwistrellu Wyddgrug
Mae gan gregyn llygoden a gorchuddion electroneg defnyddwyr tebyg waliau cymharol denau, unffurf ond gofynion gorffeniad wyneb llym sy'n creu gofynion oeri cystadleuol. Gall oeri yn rhy ymosodol gynhyrchu arwyneb sy'n dangos marciau llif yn fwy amlwg. Mae peidio ag oeri'n ddigon cyfartal yn creu crebachu gwahaniaethol sy'n ymddangos fel marciau sinc ar arwynebau cosmetig, yn enwedig dros asennau a phennau mewnol.
Yn aMouse Shell Chwistrellu Wyddgrug,mae strategaeth oeri fel arfer yn cynnwys dwysedd sianel cymedrol gyda sylw arbennig i'r ardaloedd yn union y tu ôl i arwynebau cosmetig, gan sicrhau bod yr wyneb A-gweladwy yn oeri ar gyfradd gyson waeth beth sy'n digwydd y tu ôl iddo yn strwythurol.
Rhannau Plastig Car Tegan
Mae cydrannau tegan fel arfer yn defnyddio ABS neu PP ar drwch wal o 1.5–3mm, gyda thrawsnewidiadau trwchus lluosog-i-denau wrth osodiadau olwynion, gorchuddion echel, a manylion corff addurniadol. Mae gan PP ddargludedd thermol is nag ABS ac mae angen amseroedd oeri ychydig yn hirach ar gyfer trwch wal cyfatebol.
YnLlwydni Chwistrellu Plastig Car Toydyluniadau, mae angen i'r system oeri reoli'r trawsnewidiadau trwchus hyn i'r-trawsnewidiadau tenau hyn tra'n cynnal yr amseroedd cylch sydd eu hangen ar gyfer cynhyrchu cyfaint uchel effeithiol o ran cost. Mae bafflau wedi'u targedu ar rannau trwchus yn ateb cyffredin.
Oeri Cydffurfiol yn erbyn Sianeli Syth Confensiynol-Sianeli wedi'u Drilio
Mae sianeli oeri cydffurfiol yn dilyn cyfuchlin yr arwyneb ceudod yn hytrach na rhedeg mewn llinellau syth. Wedi'u cynhyrchu gan ddefnyddio gweithgynhyrchu ychwanegyn metel (argraffu 3D) y mewnosodiad llwydni, gallant gynnal pellter cyson o'r wyneb ceudod hyd yn oed mewn ardaloedd lle byddai drilio syth yn amhosibl.
Mae’r data perfformiad yn gymhellol:
Astudiaeth 2020 ynPolymerauCanfuwyd bod oeri cydffurfiol yn lleihau amseroedd beicio ar gyfartaledd o 20-40% mewn rhannau geometreg cymhleth, tra'n lleihau warpage 30-60% ar yr un pryd.
Mae ymchwil gan Gymdeithas y Peirianwyr Plastig (SPE) wedi dogfennu achosion lle roedd oeri cydffurfiol mewn-tynnu cydrannau yn lleihau amseroedd beicio hyd at 52% tra'n gwella cywirdeb dimensiwn yn ddigonol i ddileu cam arolygu i lawr yr afon.
Fodd bynnag, mae mewnosodiadau oeri cydffurfiol gryn dipyn yn ddrutach i'w cynhyrchu - sydd fel arfer yn 30–80% yn uwch o ran cost offeru ar gyfer y rhannau sydd wedi'u hoeri. Mae'r economeg yn dibynnu ar gyfaint cynhyrchu, gwerth amser beicio, ac a yw geometreg y rhan yn wirioneddol ei hangen.
Ar gyfer y rhan fwyaf o fowldiau cynhyrchu safonol, mae sianeli confensiynol sydd wedi'u dylunio'n dda gyda bafflau a swigod yn cyflawni canlyniadau rhagorol am gost offer confensiynol. Mae oeri cydffurfiol yn cael ei gyfiawnhau fwyaf ar gyfer rhannau cyfuchlinio dwfn, cymhleth lle na all drilio syth gyrraedd ardaloedd critigol mewn gwirionedd.
Camgymeriadau Dylunio Oeri Cyffredin a Sut i'w Osgoi
Mae llond llaw o benderfyniadau dylunio yn cyfrif am y rhan fwyaf o-ddiffygion sy'n gysylltiedig ag oeri mewn cynhyrchu:
Dim digon o sylw mewn rhannau trwchus: Mae angen sianel oeri gyfagos - ar bob asen, bos, ac ardal drwchus leol, nid dim ond sylw cyffredinol ar draws yr ardal ceudod.
Cylchedau oeri sy'n rhy hir mewn cyfres: Bydd cylched sengl sy'n rhedeg trwy lawer o adrannau sianel yn cael codiad tymheredd gormodol o fewnfa i allfa. Torrwch gylchedau hir yn llwybrau cyfochrog byrrach.
Esgeuluso'r craidd: Mae oeri ochr craidd yn aml yn cael ei drin fel eilaidd, ond ar gyfer rhannau sydd ag unrhyw geometreg graidd sylweddol, mae'r craidd yn dod yn dagfa. Mae creiddiau angen eu hoeri pwrpasol eu hunain trwy bafflau neu sianeli troellog.
Oeri anghymesur mewn rhannau cymesur: Os oes gan ran geometrig gymesur oeri sydd wedi'i ailgyfeirio o amgylch nodwedd ar un ochr yn unig, mae'r anghymesuredd thermol sy'n deillio o hyn yn creu tuedd warpage cyson a all edrych fel problem materol neu broses.
Beth mae'r Ymchwil yn ei Ddangos
Mae'rCylchgrawn Rhyngwladol Technoleg Gweithgynhyrchu Uwch(2021) fod efelychiad-optimeiddio gosodiad sianel oeri dan arweiniad yn lleihau warpage ar gyfartaledd o 43% ar draws rhannau cynnyrch defnyddwyr, gyda'r gwelliannau mwyaf arwyddocaol mewn rhannau â chymarebau agwedd uwch na 5:1.
Polymer Peirianneg a Gwyddoniaeth(2020) yn dogfennu bod cynnal rhif oerydd Reynolds uwchlaw 8,000 yn lleihau'r amser oeri 28% o'i gymharu â'r un sianeli sy'n gweithredu ar lif laminaidd - gan gadarnhau pwysigrwydd ymarferol llif cythryblus.
Canfu data meincnodi SPE fod amser oeri yn cynrychioli cyfartaledd o 58% o gyfanswm yr amser beicio ar draws arolwg eang o weithrediadau cynhyrchu, ac mai optimeiddio oeri yw'r buddsoddiad peirianneg dychwelyd uchaf unigol ar gyfer lleihau amser beicio mewn rhaglenni sefydledig.
Ailgynllunio System Oeri ar gyfer Mowld Gêr Modur
Roedd cyflenwr cydrannau modurol Ewropeaidd yn profi problemau dimensiwn gyda gêr modur bach a ddefnyddir mewn cynulliad actuator - yn benodol, mesuriadau diamedr traw anghyson yn achosi sŵn rhwyll gêr yn y cynulliad terfynol. Cafodd y rhan ei fowldio mewn POM ar drwch wal canolbwynt o 2.8mm ac adran dannedd o 1.4mm.
Roedd gan y mowld gwreiddiol sianeli wedi'u drilio'n syth wedi'u gosod yn gymesur o amgylch y ceudod, heb roi sylw penodol i'r canolbwynt-i-gwahaniaethu trwch dannedd. Cadarnhaodd mesuriadau tymheredd yr Wyddgrug fod adran y canolbwynt yn rhedeg 12 gradd yn gynhesach na'r adrannau dannedd wrth gael eu taflu allan.
Ailgynlluniodd Sunhingstones yr oeri ochr craidd: roedd swigen canolog yn y blaen craidd yn tynnu gwres o ardal y canolbwynt, ynghyd â dau baffl wedi'u lleoli yn rhanbarth y we. Daeth hyn â'r gwahaniaeth tymheredd rhwng adrannau'r canolbwynt a'r dant i lawr i 3 gradd.
Canlyniadau lansiad y cynhyrchiad:
Lleihawyd amrywiad diamedr traw o ±0.04mm i ±0.015mm - o fewn y goddefiant sydd ei angen i ddileu sŵn rhwyll
Gostyngodd amser beicio 8% fel mantais eilaidd o oeri canolbwynt mwy effeithiol
Gostyngodd cyfradd gwrthod dimensiwn o tua 4% i lai na 0.5%
Nododd peiriannydd ansawdd y cwsmer fod yr ailgynllunio wedi datrys mater a oedd wedi'i briodoli'n anghywir i amrywiad materol am dri mis.
F AQ
C: Sut ydw i'n gwybod a yw dyluniad fy system oeri yn ddigonol cyn torri dur?
A: Mae efelychiad llif yr Wyddgrug (Moldex3D, Autodesk Mouldflow, neu gyfwerth) yn modelu dosbarthiad thermol ar draws y ceudod yn ystod oeri ac yn nodi mannau poeth cyn unrhyw beiriannu. Mae'r rhan fwyaf o gyfleusterau gwneuthurwr llwydni pigiad proffesiynol yn rhedeg dadansoddiad llif llwydni fel cam dylunio safonol. Mae dyluniad oeri dan arweiniad efelychu yn lleihau'n gyson gyfraddau namau ergyd cyntaf o gymharu â'r rheol o osod sianel bawd.
C: Beth sy'n achosi marciau sinc hyd yn oed gyda sylw sianel oeri da?
A: Mae marciau sinc dros asennau a phenaethiaid bron bob amser yn broblem oeri leol - mae sylw'r sianel yn edrych yn ddigonol mewn lluniad, ond nid oes sianel yn ddigon agos at yr adran drwchus benodol. Mae'r croen allanol yn solidoli tra bod y tu mewn yn dal i fod yn hylif; mae'r tu mewn wedyn yn crebachu oddi wrth y croen wrth iddo oeri. Mae'r atgyweiriad yn sianel sydd wedi'i gosod yn benodol i fynd i'r afael â'r adran drwchus, nid dim ond sylw cyffredinol yr ardal.
C: A allaf atgyweirio warpage ag addasiadau proses yn hytrach na newidiadau llwydni?
A: Yn rhannol. Gall tymheredd llwydni gwahaniaethol gan ddefnyddio parth-cylchedau dŵr a reolir ac optimeiddio pwysau dal leihau ond anaml y gellir dileu rhyfel a achosir gan gynllun sianel oeri gwael. Mae addasiadau proses yn rheoli symptomau problem dylunio oeri yn hytrach na mynd i'r afael â'r achos.
C: Beth yw'r tymheredd oerydd safonol ar gyfer mowldiau chwistrellu?
A: Mae tymheredd oerydd yn amrywio yn ôl deunydd. Mannau cychwyn cyffredin: ABS 40-60 gradd, PP 20-40 gradd, POM 60-90 gradd, neilon 60-80 gradd, PC 80-100 gradd. Mae tymheredd yr oerydd yn rhyngweithio ag amser beicio - mae tymheredd is yn gyffredinol yn caniatáu amseroedd oeri byrrach ond gall effeithio ar orffeniad wyneb mewn rhai cymwysiadau.
C: A yw oeri cydffurfiol werth y gost ychwanegol ar gyfer llwydni cynnyrch defnyddwyr cyfaint uchel?
A: Ar gyfer rhannau â chyfuchliniau cymhleth na ellir eu hoeri'n ddigonol â sianeli confensiynol ar gyfeintiau cynhyrchu uchel, mae oeri cydffurfiol fel arfer yn ad-dalu ei gost offer ychwanegol o fewn 3-12 mis ar ôl ei gynhyrchu. Ar gyfer geometregau symlach lle gall sianeli confensiynol gael hyd yn oed oeri, fel arfer ni ellir cyfiawnhau'r buddsoddiad ychwanegol.
C: Pa wybodaeth ddylwn i ei darparu i ffatri llwydni pigiad wrth nodi gofynion oeri?
A: Amser beicio targed, goddefiannau dimensiwn critigol, gofynion gorffeniad wyneb ar arwynebau gweladwy, deunydd gyda thaflen ddata, a chyfaint cynhyrchu blynyddol. Bydd gwneuthurwr llwydni pigiad profiadol yn defnyddio hyn i ddylunio system oeri sy'n cyd-fynd â'ch gofynion penodol ac economeg.
Oeri'n Iawn wrth Ddylunio Nid wrth Ddadfygio
Ni ellir ôl-osod dyluniad system oeri yn effeithiol ar ôl adeiladu mowld. Mae safleoedd sianel, diamedrau a chyfluniadau cylched yn cael eu peiriannu i'r dur offer, ac mae'n ddrud eu newid ar ôl y ffaith. Mae gwneud pethau'n iawn yn gofyn am drin oeri fel penderfyniad peirianneg sylfaenol o ddechrau'r broses ddylunio.
Yn Sunhingstones, mae ein proses dylunio llwydni yn cynnwys efelychiad-dadansoddiad oeri dan arweiniad ar gyfer yr holl offer - o gymwysiadau Motor Gear Injection Mold trachywir i amgaeadau cynnyrch defnyddwyr cyfaint uchel. Rydym yn dogfennu manylebau perfformiad cylched oeri ac yn eu dilysu yn ystod treialon llwydni cyn ymrwymo i gynhyrchu.
Cyfeiriadau a Darllen Pellach
Xu, X. a Sachs, E. "Addasu'r dyluniadau system oeri gorau posibl ar gyfer gwneuthuriad sianel oeri cydffurfiol." Journal of Manufacturing Processes, Cyf. 38, 2019.
Fernandez, A. et al. "Dadansoddiad arbrofol a rhifiadol o drosglwyddo gwres mewn sianeli oeri cydymffurfiol ar gyfer mowldiau chwistrellu." Polymerau, Cyf. 12, Rhifyn 5, 2020.
Wang, Y. et al. "Effaith gosodiad sianel oeri ar warpage ac amser beicio mewn mowldio chwistrellu." International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Cyf. 112, 2021.
Nian, SC et al. msgstr "Ffactorau warpage yn archwilio mowldio chwistrelliad â waliau tenau." Polymer Engineering and Science, Cyf. 60, Rhifyn 6, 2020.
Cymdeithas y Peirianwyr Plastig (SPE). Is-adran Mowldio Chwistrellu - Astudiaeth Feincnodi ar Gyfansoddiad Amser Beicio. Papur Technegol SPE, 2020.
Dang, XP "Fframweithiau cyffredinol ar gyfer optimeiddio paramedrau proses mowldio chwistrellu plastig." Ymarfer a Theori Modelu Efelychu, Cyf. 41, 2014.
