Materials de construcció
S'ha de seleccionar l'acer de motlle adequat en funció dels requisits de l'aplicació. Per al prototipatge, l'acer del motlle endurit no és necessari. En la majoria dels casos, s'utilitza acer o alumini pre-templat per reduir costos i facilitar els ajustos del motlle durant l'etapa de prototipatge. Aquests metalls tous també poden modelar suficients peces de prova i peces prefabricades. Els acers de motlle pre-templats (com ara P{-20 o NAKR-55) s'utilitzen sovint per a motlles a gran escala perquè l'enduriment de l'acer del motlle no és pràctic per a grans aplicacions.
Per a volums de producció més elevats, es requereix acer de motlle endurit per al nucli i la cavitat. S-7, H-13 i l'acer inoxidable 420 són els acers més utilitzats. S-7 és un excel·lent acer de motlle que es pot utilitzar per a operacions de producció prolongades. Si es requereixen temperatures de fusió i motlle molt elevades, s'ha de seleccionar l'acer H-13. H-13 també es pot utilitzar per fabricar col·lectors de canal calent. H-13 té una temperatura de tremp molt alta i pot suportar temperatures de processament de motlles molt elevades sense afectar la seva duresa.
L'acer inoxidable és la millor opció per als acers de motlle on es requereix una gran resistència al desgast o on es produeix una condensació important a l'entorn. Les insercions de la cavitat del motlle d'alt-desgast es poden fer amb acers de tipus A2, ASP23 o D-2.
Tots els acers del motlle es poden protegir contra el desgast i la corrosió mitjançant algun tipus de recobriment. Només l'acer inoxidable es pot reparar mitjançant soldadura i mecanitzat. Per als acers amb recobriments existents, la reparació només és possible després de retirar el recobriment. Després de la reparació, s'ha de tornar a aplicar el recobriment.
Imatge
Acabat superficial
L'acabat superficial de les peces modelades pot variar segons els requisits estètics, les necessitats del client i la funcionalitat. Des del mirall-com l'acabat d'alt-brillant de l'SPI núm. 1 fins a les superfícies texturades obtingudes mitjançant el gravat, els compostos LNP poden aconseguir pràcticament qualsevol tipus d'acabat de superfície de peces modelades. És important entendre que alguns materials presenten un rendiment millorat amb certs acabats superficials del motlle. Per exemple, el polipropilè mostra propietats d'alliberament significativament millors en motlles mat que en motlles d'alt-brillant. Aconseguir un acabat de gran brillantor és difícil amb les resines d'-alta càrrega. Ventilació
La ventilació és una part crucial del cicle d'emmotllament per maximitzar el rendiment del motlle. Quan el material termoplàstic entra a la cavitat del motlle, l'aire ha de ser expulsat. Les ventilacions es troben normalment a les darreres àrees omplertes, prop de la línia de costura i al sistema de corredors. Les ventilacions addicionals distribuïdes per la línia de separació poden millorar significativament el rendiment general de la ventilació. El gas residual al motlle apareix com a marques de cremades a la part modelada. Una regla bàsica és que el gas del motlle ha de poder escapar a la mateixa velocitat que el plàstic que entra a la cavitat.
La profunditat del buit varia en funció del material utilitzat; generalment, els termoplàstics amorfs requereixen una profunditat de buit més gran a causa de la seva viscositat més alta.
Imatge
Una-cavitat i una-cavitat múltiple
Tres tipus bàsics de motlles són els més utilitzats a la indústria, especialment per als motlles que utilitzen compostos LNP.
El tipus més comú és la configuració del canal fred de dues-plaques que es mostra a la figura 1. El material s'injecta a la peça a través del casquet del corredor i el sistema del corredor. Després del refredament, s'expulsen totes les peces modelades (incloses les portes, els corredors i els bebederos). A continuació, s'eliminen les peces i es descarten o es reciclen els corredors i els bebederos restants.
La figura 2 mostra un motlle de tres-plaques amb canals freds. Amb aquest disseny, el material s'injecta a la cavitat de la peça a través del sistema de canal i bebedero. Després del refredament, s'obre el motlle, separant la peça de les portes i els corredors. La part cau naturalment dels corredors. Els corredors, les portes i els becs encara s'han de reciclar o descartar.
La figura 3 mostra un motlle de col·lector de canal calent escalfat elèctricament. Els canals de la sonda del col·lector i de la porta s'escalfen fins a la temperatura de fusió del polímer o prop de la mateixa, mantenint el material fos. Això elimina la necessitat de manejar els residus dels corredors, portes i bebederos. Aquests sistemes són més cars que els dissenys convencionals de dues-plaques o tres-plaques, però ofereixen un millor control tèrmic del material i generen pocs residus.
Imatge
corredor calent
Els motlles de canal calent complet, o motlles "sense corredor", ofereixen molts avantatges, però requereixen un disseny acurat per garantir un control adequat de la massa fosa que flueix a la cavitat del motlle. Tot i que els motlles sense corredor pràcticament no generen residus durant les operacions d'emmotllament, són propensos a problemes a l'inici, especialment amb els compostos LNP semi-cristal·lins, que són propensos a una solidificació ràpida. Els principis a seguir inclouen:
• Utilitzeu només sistemes de col·lectors de canal calent ben-equilibrats dissenyats específicament per a l'aplicació.
• En funció del material utilitzat, el canal calent es pot dissenyar per permetre l'abocament directe sobre la peça mitjançant una placa base de porta oberta, o una comporta de vàlvula per a un modelat-sense residus, o bé la porta es pot situar en un canal de superfície petit.
• El camí del corredor escalfat i la placa base calenta han de proporcionar un camí de flux suau a la cavitat del motlle i escalfar-se externament.
• Quan s'utilitzen resines llargues reforçades amb fibra de vidre, els residus de la porta són inevitables.
• Utilitzeu un sistema complet d'un únic fabricant de canal calent, en lloc d'utilitzar components diferents de diferents fabricants.
• La mida de la porta depèn de la quantitat i el tipus de material afegit, la mida/proporció de la peça i el gruix de la paret.
• Per obtenir més informació sobre el disseny del canal calent, consulteu el personal tècnic de GE Plastics Group.
2. Guia de mètodes comuns de millora de la superfície del motlle a la indústria de processament de plàstics
La taula següent ofereix als operadors d'emmotllament i als fabricants de motlles una varietat de tractaments d'acer de motlle comuns per millorar la resistència a la corrosió o al desgast. També poden existir altres solucions.
Imatge
3. Corredors, Sprues i Portes
Casquilles de bec
Quan s'utilitzen motlles convencionals, el material calent entra al motlle a través de la boquilla del bebedero. El sistema de corredor guia el material a través de la porta cap a la cavitat del motlle. El disseny i el dimensionament adequats de la boquilla del bebedero són crucials per a una correcta distribució de la massa fosa i una correcta expulsió de la peça modelada. El diàmetre "O" del bebedero ha de ser aproximadament un 20% més gran que el diàmetre de sortida del broquet per evitar l'obstrucció del bebedero quan s'obre el motlle. A continuació es mostra un diagrama esquemàtic de les dimensions del bec. La dimensió "O" també està estretament relacionada amb la mida de les peces i els corredors. Es poden utilitzar coixins de corredors escalfats en lloc dels coixins de corredors convencionals. El cost inicial d'un corredor escalfat (o casquillo "calent") pot ser superior al d'un casquet "fred", però redueix significativament els residus perquè elimina el corredor que recorre cada part o sistema de corredor. Amb un casquet escalfat, el control de la temperatura de fusió que entra al sistema de corredor pot ser molt més precís.
Imatge
Disseny del corredor
Els corredors han de ser el més curts possible per reduir les caigudes de pressió innecessàries. És preferible una secció transversal-circular. Si el corredor s'ha de col·locar a la meitat del motlle, utilitzeu un corredor trapezoïdal amb un fons arrodonit. Els corredors semicirculars i plans són ineficients i no es recomana. Els corredors han de permetre que el material flueixi de manera uniforme i sense restriccions en una o més parts (si s'utilitzen diverses cavitats). Normalment, un corredor s'ha de reduir un 20% de diàmetre per cada 90 graus de rotació. Això s'ha de tenir en compte a l'hora de dissenyar el sistema de corredor. Els diàmetres dels corredors circulars solen ser de 0,125 a 0,375 polzades (3,2 a 9,5 mm). Imatge
Porta |
El disseny de la porta per a peces compostes LNP hauria de proporcionar marges de mecanitzat amplis sense crear-tensió de motlle. Depenent del tipus de porta utilitzada (és a dir, submarí, vora, tac, etc.), algunes dimensions bàsiques de la porta controlen la velocitat d'ompliment, la quantitat de material que flueix a la cavitat del motlle i la velocitat de solidificació de la peça.
El gruix de la paret determina la mida de la porta, mentre que la geometria de la peça determina la ubicació de la porta a la peça. Hi ha tres dimensions clau de la porta: profunditat, amplada i cara. A la pàgina següent es mostren dissenys específics per a diversos tipus de portes.
Mida/Ubicació de la porta
• La mida mínima de la porta és de 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) per als compostos de fibra llarga de Verton - rodons o trapezoïdals - 50–60% de gruix de paret (per a compostos cristal·lins) - 50–75% de gruix de paret (per a compostos amorfs)
• L'ideal és que la porta s'ha de col·locar allà on la secció de la paret sigui més gruixuda - alineeu la porta directament amb la paret o el casquet per evitar el rebliment i el "jet" (excepte per als compostos de fibra llarga de Verton). - Les portes de túnel no es recomanen per als compostos Verton.
