Sprues, canais e portas de molde de plástico

Sprue, Runner & Gate: Explicação do sistema de alimentação do molde de injeção

O jito, corrediça e porta são as três secções de um molde de injeção sistema de alimentação - Os canais que transportam o plástico fundido do bocal da máquina para a cavidade da peça. O jito é o canal de entrada vertical, o canal distribui a massa fundida através da placa do molde para cada cavidade e a porta é a abertura estreita e controlada por onde a massa fundida entra na cavidade. A forma como estas três caraterísticas são concebidas controla diretamente a pressão de enchimento, o tempo de ciclo, o aspeto da peça, a taxa de desperdício e o custo unitário - razão pela qual são decididas durante a conceção do molde e não depois.

Porque é que o sistema de alimentação é importante para o custo da peça

O sistema de alimentação é material “perdido” em cada disparo da máquina de laminagem a frio. Tem de ser plastificado no tambor e depois rectificado ou eliminado, pelo que consome capacidade da máquina sem se tornar uma peça vendável. Em componentes pequenos, o jito e os canais podem ser responsáveis por 50% ou mais do peso total do tiro, e o sistema de corredores pode, por si só, ser responsável por mais de um terço da pressão necessário para encher o molde.

Isto cria um constante compromisso de engenharia. Os canais demasiado pequenos aumentam a pressão de enchimento e podem provocar um curto-circuito na peça; os canais demasiado grandes desperdiçam material, prolongam o tempo de arrefecimento e aumentam os custos de moagem e de energia. Um bom design do sistema de alimentação encontra a secção transversal mais pequena que ainda preenche e embala a cavidade de forma fiável. Para programas de grande volume, é também aqui que um sistema de canal quente é avaliada para eliminar totalmente o refugo do corredor.

Tubo

O jito é a continuação do bico da máquina para dentro do molde. Numa ferramenta de cavidade única, em que o jito alimenta diretamente a peça, chama-se passagem direta do canal de injeção, O tempo de arrefecimento do jito torna-se frequentemente o fator limitador do ciclo - a peça pode estar sólida enquanto o jito espesso ainda está a arrefecer.

Duas regras têm a maior parte do peso no design do sprue. Em primeiro lugar, manter o orifício mais pequeno do sprue-bushing tão pequeno quanto o preenchimento da cavidade tolerar, porque tudo a jusante é dimensionado a partir dele e todo o volume tem de arrefecer. Em segundo lugar, o sprue deve ter uma corrente de ar de cerca de 1,5° por lado para que se solte corretamente do casquilho. Uma maior corrente de ar facilita a libertação, mas aumenta a massa fria; uma menor corrente de ar corre o risco de o sprue ficar preso. Um arrefecimento adequado à volta do casquilho do jito e um poço de frio na base do jito completam um design fiável.

Corredor

Os canais são os canais maquinados ao longo da linha de separação que transportam a fusão do jito para cada porta. À medida que a fusão flui, forma-se uma pele congelada contra o aço mais frio e encolhe o canal efetivo, pelo que a perda de pressão cresce pelo menos proporcionalmente ao comprimento do canal - normalmente mais depressa. Quanto mais curto e direto for o percurso do canal, menor será a penalização da pressão.

Secções transversais do corredor: redondas vs. trapezoidais

A corredor completo proporciona a melhor relação superfície/volume, pelo que tem a menor fração de pele congelada e a menor resistência ao fluxo - mas tem de ser maquinada em ambos As metades do molde e as duas metades devem estar alinhadas com precisão. A corrediça trapezoidal (ou trapezoidal modificada) é maquinada apenas numa metade, o que simplifica a utilização de ferramentas e é frequentemente a escolha mais prática, com um pequeno custo de eficiência. Diretrizes de dimensionamento que se aplicam à maioria dos canais frios:

• Fazer o corredor pelo menos tão espessa como a parede nominal da peça para que possa embalar a cavidade antes de congelar.
• Aumentar o diâmetro do rotor em percursos longos ou quando o caudal volumétrico é elevado.
• Correr secções transversais mais pequenas para resinas semi-cristalinas (por exemplo, PP, POM, PA) do que para as resinas amorfas, que toleram canais maiores.

Corrediças de equilíbrio em moldes multi-cavidades

Numa ferramenta de múltiplas cavidades, todas as cavidades devem encher ao mesmo tempo. Se uma cavidade se enche primeiro, ela enche demasiado e pisca enquanto a última cavidade ainda está curta. O objetivo é fluxo equilibrado - e há duas maneiras de lá chegar.

A naturalmente (geometricamente) equilibrado O esquema de distribuição de fluxo dá a cada cavidade um caminho de fluxo idêntico e o mesmo número de ramificações - tipicamente um padrão em raios ou em “H”/estrela em que a distância do bocal a cada porta é igual. É o mais robusto porque o equilíbrio não depende das dimensões, mas torna-se ineficiente à medida que o número de cavidades ou o tamanho das cavidades aumenta.

Um artificialmente equilibrado O layout utiliza cavidades em filas alimentadas por um corredor principal, com diâmetros de corredores secundários (sub) ajustados de modo a que os caminhos mais curtos sejam restringidos para corresponder aos mais longos. Uma forma comum é a corredor de escada: duas filas de cavidades num canal primário, com sub-canais de tamanho progressivo. Este método reduz o volume do canal mas é mais sensível às alterações do processo e da resina, pelo que beneficia de análise do fluxo do molde antes do corte do aço.

Quando a disposição o permitir, disponha as cavidades em filas em vez de círculos e lembre-se de que o diâmetro do rotor tem geralmente de aumentar com cada cavidade adicional que alimenta num determinado segmento.

Corrediças de molde de três placas

A molde de três placas O sistema de alimentação de peças de metal (ou seja, o sistema de alimentação de peças de metal) é um sistema de alimentação de peças de metal (ou seja, o sistema de alimentação de peças de metal) que conduz o corredor ao longo de um plano de separação secundário e, em seguida, desce verticalmente através da placa intermédia para alimentar a peça - normalmente através de portões pontuais - o que permite a passagem para longe da linha de separação e a separação automática do corredor. As gotas cónicas devem diminuir em direção à porta (cerca de 0,5 pol. por pé é uma conicidade comum) e não devem ser desnecessariamente longas, uma vez que uma conicidade pesada cria uma junção espessa. Assegure-se de que as placas de remoção, os pinos de sucção ou os dispositivos de extração não obstruem o fluxo.

Portão

O portão é a restrição estreita entre o corredor e a cavidade - e a caraterística mais curta e mais controlada em todo o sistema de alimentação. Tem duas funções: permite que a massa fundida entre e encha a cavidade rapidamente e, depois de a encher congela primeiro para selar a cavidade para que a pressão de retenção possa embalar a peça. Se a comporta congelar demasiado cedo ou for subdimensionada, obtém-se afundamento, vazios e disparos curtos; se ficar aberta demasiado tempo ou for sobredimensionada, obtém-se refluxo e uma testemunha de comporta difícil de remover.

Tipos de portões comuns e quando os utilizar

Dimensionamento e localização de portões: os princípios de engenharia

Em vez de memorizar dezenas de regras, a maior parte das decisões sobre portões resume-se a um punhado de princípios. Nos casos em que são indicados intervalos, estes são pontos de partida típicos - os valores finais provêm de ensaios de moldes e dados de resina.

• Começar com pouco. Se necessário, abra um portão mais tarde; não é fácil reduzir um portão. Uma secção transversal típica de um portão é 3-9% da secção transversal do sub-rival, com comprimento do terreno de cerca de 0,5-2,0 mm.
• Espessura da ligação à parede. A espessura da porta é normalmente 50-80% da parede da peça; as portas de corte automático mantêm-se abaixo de ~80% para que se partam sem distorcer a peça.
• Porta na secção mais grossa. A alimentação de grosso a fino permite que o portão embale a peça e congele por último, evitando afundamentos e vazios. A alimentação de fino a grosso faz com que a pressão e a temperatura caiam abruptamente.
• Controlo do comprimento do fluxo. Dimensione e conte as portas de modo a que cada uma preencha um rácio de fluxo de fusão/parede de cerca de L/T = 50-80, e nunca para além de ~100. As peças grandes ou planas podem necessitar de várias portas para evitar deformações e disparos curtos.
• Gerir as linhas de soldadura e a ventilação. Cada portão acrescenta uma linha de soldadura, por isso, utilize o menor número de portões que ainda preencham a peça, coloque as soldaduras em superfícies não críticas e nunca deixe que a posição do portão bloqueie as aberturas da linha de partição.
• Proteger os núcleos e evitar a formação de jactos. Mantenha os portões afastados de núcleos longos e finos que o impacto direto poderia dobrar e oriente o portão de modo a que o derretimento atinja uma parede em vez de jorrar livremente para a cavidade.
• Contabilizar as resinas cheias. Os materiais cheios de fibras necessitam de portões maiores para limitar a rutura das fibras; pontos ou subportões muito pequenos podem degradar o reforço.
• Planear a testemunha. Cada portão deixa uma marca. Decida antecipadamente se o portão fica numa superfície oculta e confirme as expectativas estéticas com o cliente antes de cortar o aço.

Problemas no sistema de alimentação que se manifestam como defeitos nas peças

Muitos defeitos de moldagem têm origem numa decisão sobre a comporta ou o corredor e não no processo. Comportas e canais sub-dimensionados causam disparos curtos, jactos e turvação da comporta; comportas sobre-dimensionadas causam refluxo e afundamento; um equilíbrio deficiente causa flashes nas primeiras cavidades preenchidas; e a passagem para uma região de fecho fina causa perda súbita de pressão e temperatura. Se estiver a perseguir um defeito recorrente, o sistema de alimentação é um dos primeiros locais a procurar - veja o nosso guia de defeitos de moldagem por injeção para o diagnóstico sintoma a sintoma.

Quando levar isto ao seu moldador

O design do sistema de alimentação é uma decisão DFM e a altura mais económica para o fazer corretamente é antes da construção das ferramentas. Se estiver a aumentar o volume, a lutar contra o afundamento ou empeno, a decidir entre canais frios e quentes, ou não tiver a certeza de onde um portão deve pousar numa peça cosmética, uma breve revisão do design compensa-se a si própria em termos de desperdício e tempo de ciclo. A nossa equipa de engenharia analisa o tipo de porta, a localização e o equilíbrio dos canais como parte de cada orçamento de ferramentas.

Perguntas mais frequentes

Qual é a diferença entre um sprue, um runner e um gate?

O canal de entrada é o canal vertical que liga o bico da máquina ao molde. O canal transporta a massa fundida horizontalmente ao longo da linha de separação para cada cavidade. O portão é a pequena restrição onde a massa fundida entra finalmente na cavidade e que congela para embalar a peça. Juntos formam o sistema de alimentação (entrega).

Qual deve ser o tamanho de um portão?

Como ponto de partida, a secção transversal da porta é tipicamente 3-9% da secção transversal do sub-canal, o comprimento do terreno da porta é cerca de 0,5-2,0 mm e a espessura da porta é aproximadamente 50-80% da parede da peça. Comece sempre com uma secção pequena - uma porta é fácil de aumentar durante os ensaios, mas muito difícil de reduzir.

Que tipo de porta é melhor para uma peça plana ou cosmética?

Os portões em leque e em aba são comuns para peças decorativas planas ou de grandes dimensões porque espalham a fusão uniformemente, reduzem o jato e limitam o empeno. Para marcas de portão totalmente ocultas, um túnel (submarino) ou um portão pontual permite a remoção automática do portão, embora ambos deixem uma pequena marca e se desgastem com o tempo.

Porque é que o sistema de corredores é tão importante para o custo?

Em peças pequenas, o jito e as corrediças podem representar metade ou mais do peso da injeção, e o sistema de corrediças pode absorver mais de um terço da pressão de enchimento. Os canais sobredimensionados desperdiçam material e prolongam o tempo de ciclo; os canais sub-dimensionados provocam disparos curtos. Para volumes elevados, um sistema de canais quentes elimina totalmente os resíduos dos canais.

O que é um corredor equilibrado e porque é que preciso de um?

Um canal equilibrado faz com que todas as cavidades de um molde multi-cavidades sejam preenchidas ao mesmo tempo. Sem equilíbrio, as primeiras cavidades enchem em demasia e rebentam, enquanto as últimas têm um curto-circuito. O equilíbrio é conseguido geometricamente (caminhos de fluxo iguais) ou artificialmente (diâmetros do canal ajustados), frequentemente verificado com a análise do fluxo do molde.

Quantas portas deve ter uma peça?

Utilize o menor número de portas que ainda preencham a peça, uma vez que cada porta acrescenta uma linha de soldadura. Dimensione e coloque as portas de modo a que cada uma cubra um rácio entre o comprimento do fluxo e a espessura da parede de cerca de L/T = 50-80, e não mais de ~100. As peças grandes ou planas necessitam frequentemente de várias portas para evitar deformações e disparos curtos.

Devo utilizar uma calha fria ou uma calha quente?

Os canais frios têm um custo de ferramentas mais baixo e são adequados para volumes mais baixos e mudanças frequentes de material. Os canais quentes eliminam a sucata do canal, reduzem o tempo de ciclo e melhoram o controlo do enchimento em programas de grande volume, com um custo de ferramenta e complexidade mais elevados. A escolha correta depende do volume anual, da resina e do valor da peça.

Não tem a certeza de como a sua peça deve ser fechada? Envie-nos o seu modelo ou desenho 3D e os nossos engenheiros recomendarão o tipo de porta, a localização e a disposição do corredor como parte de uma análise DFM gratuita e de um orçamento de ferramentas. Obter uma análise e orçamento DFM →