Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Polimertechnika Tanszék. Fröccsöntő-szerszám tervezés. Kovács József Gábor

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék Fröccsöntő-szerszám tervezés Kovács József Gábor

2 Fröccsöntés szerszámozás 2 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 3 Vezetőcsapok Illesztő tárcsa Beömlő persely Álló szerszámfél felfogó lap Formalapok Tartólapok Hűtőcsövek Kidobólapok Távtartó oszlop Kidobócspok Mozgó szerszámfél felfogó lap

4 Fröccsöntő szerszámok részei 4

5 Szerszámtípusok 5 Normál Letolólapos Tolattyús Ékbetétes Menetes Háromlapos

6 Kétlapos szerszám 7

7 Háromlapos szerszám 8

8 Szerszámtervezés lépései 9 Fröccstermék: Méretek Anyag Rajz Anyagjellemzők meghatározása

9 Szerszámtervezés lépései 10 Fészkek osztósíkhoz viszonyított elhelyezkedése

10 Szerszámtervezés lépései 11 Formaüreg alakja Mag alakja

11 Szerszámtervezés lépései 12 Fészekszám meghatározás a Fészkek elrendezése Formaüreg (egységbetét) méretek

12 Szerszámtervezés lépései 13 Beömlő és elosztó rendszer (hideg, forró, fűtött) beömlő (geometria, persely) elosztócstorna (geometria) gát (!)

13 Szerszámtervezés lépései 14 Temperáló rendszer megválasztása csatorna elrendezés méretezés Formalap kiválasztás

14 Szerszámtervezés lépései 15 Felfogólap méretek, furatok elhelyezése Központosító gyűrű (illesztő tárcsa)

15 Szerszámtervezés lépései 16 Rögzítések Formalap Felfogólap Beömlő persely Illesztő tárcsa Formaüreg Mag Fröccsoldal kész!

16 Szerszámtervezés lépései 17 Kidobási pontok meghatározása Kidobók meghatározása

17 Szerszámtervezés lépései 18 Mozgófél formalapjának meghatározása Vezetőpersely Vezetőoszlop

18 Szerszámtervezés lépései 19 Kidobási útból a távtartó (betétléc) méretének meghatározása Felfogólap kiválasztása

19 Szerszámtervezés lépései 20 Kidobólapok megadása kialakítás, méretek, rögzítés Kidobó működtető elemei visszahúzó, visszatoló Szerszám végleges összeszerelése Fröccsszerszám kész!

20 HASCO Modulok 21

21 Polimer útja 22 Főbb részei a szerszámnak ( a polimer útja szerint ): beömlőcsatorna elosztó csatornák (több fészkesz szerszám esetén) gát Elosztó Beömlő Termék (4 db) Gát

22 Központosítás, illesztés 23

23 Vezetés 24

24 Illesztés 25

25 Beömlő és persely 26 D co D s tan t max mm D n mm 1º - 2º = D co - D s / 2L

26 Beömlő és persely 27 Sprue-size (smallend diameter) recommendations as a function of shot volume and fill time.

27 Beömlő és persely 28

28 Beömlő normáliák 29 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

29 Elosztócsatornák 30 Material Diameter [mm] Material Diameter [mm] ABS, SAN Polycarbonate Acrylic Polyethylene Butyrate Polyamide Fluorocarbon Polyphenylene oxide Impact acrylic Polypropylene Ionomers Polystyrene Nylon Polysulfone Polyallomer Polyurethane

30 Elosztócstornák 31

31 Elosztóredszerek 32 egyfészkes többfészkes egyféle termék (többfészkes) többféle termék (több munkahelyes, vagy családi szerszám)

32 Elosztóredszerek 33

33 Elosztóredszerek 34 Közelítő képlet (Ø 2,5..12 mm): DA G 4 4 L DA=Anguszátmérő [mm] G=Termék tömege [g] L=Folyási út [mm]

34 Meglövés 35 Honnan kell meglőni?

35 Elosztóredszerek 36

36 Elosztóredszerek 37

37 Egyenetlen áramlások 39

38 Melt flipper 40

39 Melt flipper 41

40 Melt flipper 42

41 Meglövés 43

42 Meglövés 44

43 Meglövés 45

44 Meglövés 46

45 Fröccsöntés gát 47 direkt beömlésű

46 Fröccsöntés gát 48 standard gát

47 Fröccsöntés gát 49 legyező gát

48 Fröccsöntés gát 50 film beömlés

49 Fröccsöntés gát 51 átlapolt tömb beömlő

50 Fröccsöntés gát 52 esernyő beömlő küllő gát Typical filter-bowl gate avoids knitlines and provides even flow around the core. The diaphragm gate, which extends from the center disk to the inside of the cylinder, must be removed in a secondary step.

51 Fröccsöntés gát 53 alagút gát Knockout-Pin Gate Stationary-Side Tunnel Gate Tunnel gates that extend below the parting line on the ejector side of the mold degate during ejection. Tunnel gates into nonejector side of the mold degate and separate from the part during mold opening.

52 Fröccsöntés gát 54 alagút gát Standard tunnel-gate guidelines. Modified tunnel-gate guidelines.

53 Fröccsöntés gát 55 alagút gát Curved-tunnel gates can reach past the finished edge to the underside of surfaces oriented parallel to the parting plane.

54 Fröccsöntés gát 56 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.

55 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 57 fűtött csatorna

56 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 58 Belsőfűtésű fúvóka Külsőfűtésű fúvóka

57 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 59

58 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 60 Unlike externally heated systems, internally heated hotrunner systems form a cool layer of stagnant material along the outer surface of the flow channel.

59 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 61 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.

60 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 62 Free-flowing gate designs provide the large orifice sizes and low shear rates required by many high-viscosity amorphous resins.

61 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 63 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.

62 Fröccsöntés gát fűtött csatorna 64 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.

63 Szerszámok levegőztetése 65 Légzsákok keletkezhetnek Beégés történhet Megelőzhető Tervezéskor Szerszámkialakításnál Belövési pont kiválasztásánál (...kitöltési szimuláció!!!)

64 Szerszámok levegőztetése 66

65 Szerszámok levegőztetése 67

66 Szerszámok levegőztetése 68 Air valve at the top of a core to relieve vacuum.

67 Szerszámok levegőztetése mm 1 mm Typical Vent Depth D Range mm (Amorphous Resins) 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.

68 Szerszámok levegőztetése mm Ejector pin in forward position showing flats added to provide venting.

69 Szerszámok hűtése 71 Miért kell hűteni? ciklusidő minimalizálás Hogyan kell hűteni? egyenletesen hatékonyan

70 Szerszámok hűtése 72 Egyenletlen hűtés következményei Egyenletlen zsugor Vetemedés (!!!)

71 Szerszámok hűtése 73 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

72 Szerszámok hűtése 74 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.

73 Szerszámok hűtése 75 B = 3D Maximum C = 2.5D D = 5-8 mm D = 8-11 mm D = in for t < 1.6 mm for t < 3.2 mm for t < 6.4 in

74 Szerszámok hűtése 76

75 Szerszámok hűtése 77

76 Lapos tárgyak hűtése 78

77 Lapos tárgyak hűtése 79

78 Magok hűtése 80

79 Magok hűtése 81 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.

80 Magok hűtése 82 Spiral Cooling Channels Round core and cavity cooled via spiral cooling channels.

81 Magok hűtése 83

82 Magok hűtése 84

83 Magok hűtése 85 d 3mm d 5mm

84 Magok hűtése 86

85 Magok hűtése 87

86 Magok hűtése 88

87 Maghűtés cserépszerszám 89

88 Munkadarabok eltávolítása 90 kidobás kidobó rendszerek kidobó csapok, hüvelyek kidobó persely pofás v. ékbetétes szerszám belső menetes alkatrészek kidobása külső, belső alámetszéses darabok kidobása

89 kidobó mechanizmus 91

90 kidobó mechanizmus 92

91 kidobó csapok 93 Ejector pins and ejector blades push the part off of the core as the ejector plate moves forward.

92 kidobó csapok 94 Ejector pins on angled surface must be keyed to prevent rotation and often require grooves to prevent sideways deflection of the ejector pin.

93 kidobó gyűrűk 95 Cylindrical ejector sleeves provide maximum ejection contact area along the edge of circular parts.

94 letoló lapok 96 In molds with stripper-plate ejection, the face plate which forms the edge of the parts moves forward stripping the parts from the core.

95 lehúzó lapok 97

96 Háromlapos szerszám 98

97 Háromlapos szerszám húzórudazattal 99

98 Háromlapos szerszám kilincsszerkezettel 100

99 Alámetszett termékek kidobása 101

100 Alámetszett termékek 102

101 Speciális kidobások 103 KICSAVARÁS

102 Belső menet kicsavarás 104

103 Belső menet kicsavarás 105

104 Összeomló mag 106

105 Összerogyó mag 107

106 Oldalmozgások 108

107 Speciális kidobások 109 FERDECSAP

108 Speciális kidobások 110 The cam pin retracts the slide during mold opening.

109 Tolattyús szerszám 111

110 Speciális kidobások 112 Typical spring-loaded lifter mechanism.

111 Speciális kidobások 113 Angled surfaces slide the jiggler pin to clear the undercut during ejection.

112 Ferdecsapos szerszám 114

113 Ferdecsapos szerszám 115

114 Cserépszerszám 116

115 Kétfokozatú kilökő 117

116 Kétfokozatú kilökő 118

117 Speciális kidobás Tulipán kilökő 119

118 Speciális kidobás rugózó mag és dupla kilökő 120