Системы выталкивания в литье под давлением: конструкция, типы и лучшие практики.

Извлечение формованных деталей является основополагающим этапом в процессе литье под давлениемпроцесс. Правильная конструкция системы выброса имеет важное значение для предотвращениялитье под давлениемдефекты, такие как полосы от трения, трещины в ребрах, побеление и деформация.

Инъекциявдавливает расплавленный пластик в форму.

ВыбросВыталкивает деталь из инструмента после затвердевания и открытия формы.

Узнайте больше с помощью нашего литье под давлениемРуководство по проектированию.

 

Рисунок 1. Поперечный разрез литье под давлениеминструмент

В этой статье будет более подробно рассмотрено, как литье под давлениемПринцип работы систем выброса, их типы, принципы проектирования и распространенные проблемы.

Как литье под давлениемРабота систем выброса

После того, как материал затвердеет — будь то полимер, эластомер или другой инъекционный материал — и форма откроется, литье под давлениемВыталкивающее устройство станка толкает выталкивающую плиту вперед. Все выталкивающие элементы движутся как единая группа, если только пресс-форма не предусматривает многоступенчатое выталкивание.

Эффективность выброса зависит, прежде всего, от четырех условий:

• Достаточное охлаждениедля обеспечения сохранения структурной целостности детали во время извлечения.
• Правильное времяТаким образом, процесс выталкивания не начинается до тех пор, пока деталь не достигнет достаточной жесткости и стабильности размеров.
• Сбалансированное распределение силНа обратной стороне или контактных поверхностях формованной детали, чтобы предотвратить локальные напряжения, которые могут вызвать растрескивание или побеление.
• Расстояние между отверстиями пресс-формыДолжно быть достаточно перед катапультированием.

После того как деталь полностью выйдет из сердечника, возвратные штифты возвращают систему выталкивания в исходное положение перед следующим закрытием пресс-формы.

Рисунок 2. Втягивание штифта для инструмента подставки для телефона.

Основные компоненты литье под давлениемСистема выброса

Компонент	Функция	Вопросы проектирования
Выталкивающие штифты	Для отрыва детали от сердечника необходимо приложить локализованное усилие в точках контакта. Не во всех пресс-формах используются штифты, но в большинстве многоштырьковых систем штифты приводятся в движение друг другом с помощью выталкивающей пластины.	Необходимо обеспечить точное выравнивание во избежание заедания между хвостовиком штифта и направляющей; допустимы контрольные метки в точках контакта.
Выталкивающая пластина	Обеспечивает одновременное перемещение нескольких выталкивающих штифтов за один непрерывный ход, гарантируя синхронизированное извлечение деталей в пресс-формах, использующих массив штифтов.	Пластина и все приводимые ею штифты должны оставаться взаимно параллельными, чтобы избежать заедания во время перемещения.
Возвратные штифты	Для сброса системы выброса после каждого цикла выброса необходимо вернуть выталкивающую пластину и штифты в исходное положение.	Перед закрытием пресс-формы убедитесь, что система полностью втянута, чтобы предотвратить повреждения.
Выталкивающие втулки	Приложите распределенное давление вокруг цилиндрических стержней.	Идеально подходит для крепления на выступах; требует точной подгонки во избежание облоя.
Пластина для снятия пленки	Обеспечивает равномерное давление на больших площадях.	Лучше всего подходит для плоских или хрупких деталей; добавляет механическую сложность.
Воздушные клапаны / Пневматическая поддержка	Разрушение адгезии или вакуума посредством направленного потока воздуха; часто это вспомогательный, а не основной метод.	Для предотвращения вспышки пламени необходимы контролируемые пути вентиляции.

Таблица 1. Компоненты и конструкция системы выброса.

Виды литье под давлениемСистемы выброса

В большинстве форм, выталкивающие пластинывождение несколько контактов Это доминирующий метод выталкивания. Отдельные, автономные штифты без пластины встречаются гораздо реже. Однако ни один механизм не подходит для любой геометрии детали, поэтому инженеры-технологи выбирают способ выталкивания, исходя из формы детали, уклона, качества поверхности и конструктивных требований.

 

Тип выброса	Механизм	Лучшие приложения	Преимущества	Ограничения
Выталкивающая пластина со штифтами	Пластина приводит в движение множество штифтов в скоординированном, едином движении.	Большинство формованных деталей общего назначения	Высокая надежность; синхронизирует несколько контактов; адаптируется к различным геометрическим формам.	Возможно нанесение контрольных отметок; требуется правильное выравнивание.
Отдельные выталкивающие штифты	Отдельные штифты приводятся в действие независимо или небольшими группами.	Локализованные особенности или простые формы	Простой дизайн, низкая стоимость	Менее распространенный случай; требует точной центровки; может оставлять видимые следы.
Выталкивающие втулки	Полая втулка воздействует на сердечник.	Выступы, глубокие цилиндрические элементы	Равномерное давление вокруг ядер	Для предотвращения образования заусенцев требуются жесткие допуски.
Пластина для снятия пленки	Пластина оказывает давление на всю поверхность.	Плоские или хрупкие детали	Минимизирует локальные напряжения	Механически сложный
Выброс воздуха	Давление воздуха разрушает адгезию или вакуум.	деликатные, текстурированные или требующие тщательной полировки детали.	Отсутствуют механические следы.	Требуется наличие надлежащих вентиляционных каналов.
Выталкиватели лезвий	Тонкие лезвия толкают узкие ребра	Тонкие рёбра или узкие промежутки	Предотвращает деформацию ребер	Хрупкий, с ограниченной грузоподъемностью
Система выброса клапанного затвора (встроенная)	Привод интегрирован с механизмом затвора клапана.	Высокоточные детали, критически важные для литниковой системы	Плавный выпуск	Более высокие затраты на оснастку. Обычно используется в качестве дополнительного средства при извлечении штифта или пластины.

Таблица 2. Сравнение наиболее распространенных систем выталкивания литьевой формы.

Ключевые конструктивные соображения для надежного извлечения пресс-формы

Размещение штифтов

Штифты следует располагать на обратной стороне или на неэстетичных поверхностях формованной детали, чтобы уменьшить зоны высокого трения, такие как глубокие сердечники, высокие ребра, текстурированные области или элементы с минимальным уклоном. Цель состоит в равномерном давлении во время выталкивания. Инженеры могут группировать штифты или ограничивать их количество, если это ограничено геометрией или затрудненным доступом, но в идеале размещение должно оставаться сбалансированным.

Диаметр штифта

Диаметры выталкивающих штифтов обычно варьируются от 3 до 8 мм (1/8–5/16 дюйма) в зависимости от массы формованной детали и ожидаемой нагрузки. Маленькие штифты могут изгибаться под нагрузкой или прокалывать/деформировать тонкие участки формованной детали, хотя микроштифты могут использоваться в инструментах для тонкой обработки. Более крупные штифты распределяют усилие по большей площади и снижают давление на каждый штифт, но как маленькие, так и большие штифты могут оставлять следы при контакте с декоративными поверхностями.

Угол тяги

Угол уклона является основным фактором, влияющим на легкость извлечения детали из формы. Даже уклон в 1 градус значительно снижает трение. Текстурированные поверхности требуют дополнительного уклона, поскольку «вершины» текстуры механически сцепляются с поверхностью формы.

Отделка поверхности

Высокополированные поверхности пресс-формы минимизируют трение и позволяют выталкивающим штифтам или другим механизмам извлечения предсказуемо высвобождать деталь. Более грубая обработка поверхности требует дополнительного уклона и более широкой опоры для извлечения. Неуказание или отсутствие окончательного определения качества поверхности на ранних этапах проектирования часто приводит к прилипанию, заеданию и косметическим дефектам.

Текстура поверхности оказывает сильное влияние на трение между деталью и пресс-формой во время извлечения. Более высокое трение увеличивает сопротивление извлечению детали, особенно на текстурированных или декоративных поверхностях.

Практично угол наклонаРекомендации по различным видам отделки поверхностей:

• Высокий блеск: 0,5°–1°
• Легкая текстура: 1°–2°
• Средняя текстура: 2°–3°
• Плотная текстура: 3°–5° или более

По возможности избегайте размещения выталкивающих штифтов на поверхностях, предназначенных для косметического использования. Если это неизбежно, их можно визуально минимизировать, спрятав под этикетками или в неглубоких углублениях.

Вентиляция и вакуумные тормоза

Захваченный воздух может создавать сильные силы разрежения между деталью и пресс-формой во время извлечения. Небольшие вентиляционные отверстия или элементы, обеспечивающие приток воздуха вблизи глубоких стержней или широких поверхностей, где проблемы возникают чаще всего, помогают преодолеть вакуумную блокировку без ущерба для целостности полости. Пористые стальные вставки представляют собой передовое решение.

Терморегулирование

Равномерное охлаждение имеет решающее значение для предсказуемого извлечения детали. Когда одна область детали охлаждается быстрее, чем другая, дифференциальная усадка увеличивает сцепление с сердечником. Охлаждающие каналы внутри сердечника и полостей пресс-формы помогают поддерживать равномерную температуру и уменьшают вариативность силы извлечения. Выбор стали для сердечника (например, H13 или P20) также влияет на термический отклик и стабильность извлечения.

Распространенные проблемы и способы их решения при удалении плесени

Правильная конструкция системы выталкивания предотвращает доработку, защищает поверхности пресс-формы и обеспечивает стабильность размеров. Большинство проблем связано с расположением штифтов, углом уклона, равномерным охлаждением и качеством поверхности.

 

Дефект	Вероятная причина	Рекомендуемое решение
Следы от булавок	Чрезмерное усилие при выталкивании или штифты недостаточного размера	Увеличьте количество или диаметр штифтов; перераспределите штифты, чтобы обеспечить равномерное давление.
Залипание детали	Недостаточный угол тяги; неравномерное охлаждение; застой воздуха (вакуум)	Увеличьте угол тяги; добавьте вентиляционные отверстия или систему принудительной подачи воздуха; обеспечьте равномерное охлаждение по всей полости.
Растрескивание или отбеливание под воздействием стресса	Неравномерная сила выброса или преждевременный выброс	Используйте съемную пластину или перераспределите штифты для равномерного давления; при необходимости увеличьте время охлаждения.
Прокол штифта	Неправильное расположение штифтов; износ поверхностей; нарушение смазки.	Обеспечить точное выравнивание; улучшить качество поверхности; поддерживать надлежащую смазку.
Деформация или сопротивление	Выталкивание детали до ее полного охлаждения; неравномерный температурный профиль.	Увеличить время охлаждения; улучшить управление тепловым режимом; проверить геометрию и однородность детали.
Поверхностное трение / Царапины	Поверхности с высоким коэффициентом трения; текстурированные участки	Увеличьте угол уклона; отполируйте поверхности пресс-форм; используйте подачу воздуха для уменьшения адгезии.
Искривление	Неравномерное выталкивание или локальное давление	Отрегулируйте положение штифтов для равномерного распределения усилия; оптимизируйте охлаждение для минимизации градиентов усадки.

Таблица 3. Распространенные дефекты выброса, вероятные причины и рекомендуемые способы устранения.

Интеграция выброса в литье под давлениемПроектирование с учетом технологичности производства (DFM)

Вопросы, связанные с извлечением детали, необходимо решать на раннем этапе, до фиксации геометрии, поскольку извлечение влияет на форму сердечника, решения по линии разъема и допустимую сложность элементов.

ДСМВ число рекомендаций входят:

• Поддержание равномерной толщины стенок позволяет уменьшить градиенты усадки.
• Применение углов тяги на раннем этапе, а не в качестве решения на поздней стадии.
• Использование моделирования потоков и охлаждения для выявления областей, в которых может наблюдаться высокое трение из-за усадки, дисбаланса охлаждения или сложной геометрии.
• Согласование с инженерами-оснасточниками вопросов доступа к выталкивающим штифтам, то есть пресс-форма должна иметь достаточно физического пространства и свободных путей для контакта штифтов, втулок или пластин с деталью и их проталкивания без столкновения со стержнями или направляющими.

Грамотно интегрированный процесс проектирования и производства сокращает объем доработок оснастки и укорачивает путь к выпуску первых деталей, пригодных для продажи.

Передовые технологии выброса и оптимизация времени цикла

Современные инструменты включают в себя несколько систем, повышающих согласованность выпускаемых продуктов:

• Гидравлический выбросдля крупных или глубоких компонентов
• Многоступенчатая эжекциядля деталей, которые с различной интенсивностью сцепляются с различными участками пресс-формы.
• Газовая или пневматическая помощьдля уменьшения трения на деликатных или сильно текстурированных поверхностях
• Системы выброса с интегрированным охлаждениемдля стабилизации усадки во время высвобождения

Эти технологии совместимы с традиционными системами выталкивающих штифтов и могут использоваться в качестве их дополнения. Хотя они повышают надежность, они также увеличивают стоимость, сложность и требования к техническому обслуживанию.

Быстрое выталкивание сокращает время цикла, но слишком быстрое движение может привести к растрескиванию тонких стенок или деформации гибких элементов. В то же время, слишком медленное выталкивание приводит к предотвратимым задержкам или следам трения, если деталь слишком долго остается в контакте с сердечником.

В многогнездных пресс-формах хорошо синхронизированные автоматизированные системы уравновешивают эти конкурирующие риски, координируя скорость штифта, расстояние хода и синхронизацию для всех полостей. При правильной настройке эти системы могут сократить время цикла на 10-20 процентов, обеспечивая при этом безопасное извлечение детали.

Часто задаваемые вопросы о катапультировании

Что такое система выброса в литье под давлением?

Система выброса — это механизм в литьевая формаЭто устройство отталкивает охлажденную пластиковую деталь от сердечника после открытия пресс-формы. Оно обеспечивает надежное извлечение детали без повреждений или деформаций.

Как работают системы выброса?

После затвердевания детали и открытия пресс-формы формовочная машина перемещает механизм выталкивания, который прикладывает контролируемое усилие для отделения детали от сердечника пресс-формы. Затем система отводится назад перед началом следующего цикла формования.

Какие существуют основные типы систем выброса?

К распространенным системам выталкивания относятся выталкивающие штифты, выталкивающие втулки, съемные пластины, лопаточные выталкиватели и выталкивание с помощью воздуха. Выбор зависит от геометрии детали, качества поверхности, угла уклона и конструктивных требований.

Как проектировать расположение выталкивающих штифтов?

Выталкивающие штифты следует по возможности размещать на поверхностях, не имеющих эстетического значения, и равномерно распределять для обеспечения сбалансированного усилия при извлечении детали. Правильное размещение позволяет избежать зон высокого напряжения, тонких стенок и элементов с минимальным уклоном.

Что вызывает застревание деталей в пресс-форме?

Детали прилипают из-за недостаточной тяги, неравномерного охлаждения, высокого поверхностного трения или образования вакуума между деталью и пресс-формой. Улучшение углов тяги, вентиляции и равномерности охлаждения помогает предотвратить прилипание и упрощает извлечение детали.

 

Рисунок 3 ялитьевая формаред.Деталь извлекается с помощью штифтов и вакуумного механизма.

От анализа проектных решений до производственных процессов

Грамотно спроектированная система выталкивания обеспечивает стабильные размеры, защищает целостность поверхности и позволяет поддерживать стабильные производственные циклы. От расположения штифтов и угла уклона до усовершенствованной пневматической поддержки и многоступенчатой ​​последовательности — продуманная конструкция системы выталкивания имеет центральное значение для надежной работы. литье под давлением.

Если вам нужна помощь в оптимизации вашего инструментария или устранении дефектов, связанных с выталкиванием, Эббилипредоставляет услуги по анализу DFM-технологий, изготовлению прецизионной оснастки и т.д. услуги по литью под давлением промышленного качества.

Загрузите свою CAD-модель, чтобы с уверенностью начать свой следующий проект.