Szerszámok hűtése - BME - Polimertechnika Tanszék - Budapesti ...

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemPolimertechnika TanszékFröccsöntő-szerszámtervezésKovács József Gábor

Fröccsöntés – szerszámozás2• 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

Fröccsöntő szerszámok részei3VezetőcsapokIllesztő tárcsaBeömlő perselyÁlló szerszámfélfelfogó lapFormalapokTartólapokHűtőcsövekKidobólapokTávtartó oszlopKidobócspokMozgó szerszámfélfelfogó lap

Szerszámtípusok5Normál Letolólapos TolattyúsÉkbetétes Menetes Háromlapos

Kétlapos szerszám7

Háromlapos szerszám8

Szerszámtervezés lépései9• Fröccstermék:• Méretek• Anyag• Rajz• Anyagjellemzőkmeghatározása

Szerszámtervezés lépései10• Fészkek osztósíkhoz viszonyított elhelyezkedése

Szerszámtervezés lépései11• Formaüreg alakja• Mag alakja

Szerszámtervezés lépései12• Fészekszámmeghatározása• Fészkekelrendezése• Formaüreg(egységbetét)méretek

Szerszámtervezés lépései13• Beömlő és elosztó rendszer• (hideg, forró, fűtött)• beömlő (geometria, persely)• elosztócstorna (geometria)• gát (!)

Szerszámtervezés lépései15• Felfogólap• méretek, furatok elhelyezése• Központosító gyűrű (illesztő tárcsa)

Szerszámtervezés lépései16• Rögzítések• Formalap• Felfogólap• Beömlő persely• Illesztő tárcsa• Formaüreg• MagFröccsoldal kész!

Szerszámtervezés lépései17• Kidobási pontokmeghatározása• Kidobókmeghatározása

Szerszámtervezés lépései18• Mozgófélformalapjánakmeghatározása• Vezetőpersely• Vezetőoszlop

Szerszámtervezés lépései19• Kidobási útból atávtartó(betétléc)méreténekmeghatározása• Felfogólapkiválasztása

Szerszámtervezés lépései20• Kidobólapok megadása• kialakítás, méretek, rögzítés• Kidobó működtető elemei• visszahúzó, visszatoló• Szerszám végleges összeszereléseFröccsszerszám kész!

HASCO – Modulok21

Polimer „útja”22• Főbb részei a szerszámnak („a polimer útja szerint”):• beömlőcsatorna• elosztó csatornák (több fészkesz szerszám esetén)• gátElosztóBeömlőTermék (4 db)Gát

Központosítás, illesztés23

Vezetés24

Illesztés25

Beömlő és persely26D coD stant max+ 1.5 mmD n+ 1.0 mm1º - 2º= D co- D s/ 2L

Beömlő és persely27Sprue-size (smallend diameter)recommendations as a function ofshot volume and fill time.

Beömlő és persely28

Beömlő – normáliák29• 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

Elosztócsatornák30MaterialDiameter[mm]MaterialDiameter[mm]ABS, SAN 5.0-10.0 Polycarbonate 5.0-10.0Acrylic 8.0-10.0 Polyethylene 2.0-10.0Butyrate 5.0-10.0 Polyamide 5.0-10.0Fluorocarbon 5.0-10.0 Polyphenylene oxide 6.0-10.0Impact acrylic 8.0-13.0 Polypropylene 5.0-10.0Ionomers 2.0-10.0 Polystyrene 3.0-10.0Nylon 2.0-10.0 Polysulfone 6.0-10.0Polyallomer 5.0-10.0 Polyurethane 6.0-8.0

Elosztócstornák31

Elosztóredszerek32• egyfészkes• többfészkes• egyféle termék (többfészkes)• többféle termék (több munkahelyes,vagy családi szerszám)

Elosztóredszerek33

Elosztóredszerek34Közelítő képlet (Ø 2,5..12 mm):DAG44LDA=Anguszátmérő [mm]G=Termék tömege [g]L=Folyási út [mm]

Meglövés35Honnan kell „meglőni”?

Elosztóredszerek36

Elosztóredszerek37

Egyenetlen áramlások39

Melt flipper40

Melt flipper41

Melt flipper42

Meglövés43

Meglövés44

Meglövés45

Fröccsöntés – gát47direkt beömlésű

Fröccsöntés – gát48standard gát

Fröccsöntés – gát49legyező gát

Fröccsöntés – gát50film beömlés

Fröccsöntés – gát51átlapolttömb beömlő

Fröccsöntés – gát52esernyőbeömlőküllőgátTypical filter-bowl gateavoids knitlines andprovides even flowaround the core.The diaphragm gate,which extends fromthe center disk to theinside of the cylinder,must be removed in asecondary step.

Fröccsöntés – gát53alagút gátKnockout-Pin GateStationary-Side Tunnel GateTunnel gatesthat extendbelow theparting lineon the ejectorside of themold degateduringejection.Tunnel gatesinto nonejectorsideof the molddegate andseparatefrom thepart duringmoldopening.

Fröccsöntés – gát54alagút gátStandard tunnel-gateguidelines.Modified tunnel-gateguidelines.

Fröccsöntés – gát55alagút gátCurved-tunnel gates can reach past thefinished edge to the underside of surfacesoriented parallel to the parting plane.

Fröccsöntés – gát56tű beömlőBoth of these pinpoint gate designs providea well-defined break-off point for cleandegating. Design permitting, pinpoint gatesshould be placed in recessed gate wells toaccommodate gate vestige.

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna57fűtöttcsatorna

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna58BelsőfűtésűfúvókaKülsőfűtésűfúvóka

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna59

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna60Unlike externally heated systems, internally heated hotrunnersystems form a cool layer of stagnant materialalong the outer surface of the flow channel.

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna61Some hot-tip gate designs rely on aninsulating layer of the molding material tocontrol heat transfer at the tip. These designsare not suitable for all applications.Improper flow-channel design and constructioncan result in stagnant-flow areas wherematerial can degrade.

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna62Free-flowing gate designs provide the largeorifice sizes and low shear rates required bymany high-viscosity amorphous resins.

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna63tip designsA stationary probe in the reduced-vestige gatehelps the gate break cleanly. In the closedposition, the valve pin in the valve gate leaves aring similar to an ejector-pin mark.

Fröccsöntés – gátfűtött csatorna64Ultra SideGate offersmolders the opportunity tohorizontally direct gate partsthat cannot be effectivelygated with a regular nozzle.Configurable with either one, two orfour tips per nozzle, Ultra SideGateprovides design flexibility to fit specificapplication and molding needs.

Szerszámok levegőztetése65• Légzsákok keletkezhetnek• Beégés történhet• Megelőzhető• Tervezéskor• Szerszámkialakításnál• Belövési pont kiválasztásánál• (...kitöltési szimuláció!!!)

Szerszámok levegőztetése66

Szerszámok levegőztetése67

Szerszámok levegőztetése68Air valve at the top of a core to relieve vacuum.

Szerszámok levegőztetése693.5-8.0 mm1 mmTypical Vent Depth “D” Range0.02 – 0.05 mm (Amorphous Resins)0.01 – 0.04 mm (Semicrystalline Resins)Note: For applications requiring minimalflash, reduce the upper limits of the aboveranges by 0.01 mm.Parting-line vents were positioned along theperimeter of this cavity insert. Extra ventswere directed to corners opposite the gatethat fills last.

Szerszámok levegőztetése700.05 mmEjector pin in forward positionshowing flats added to provideventing.

Szerszámok hűtése71• Miért kell hűteni?• ciklusidő minimalizálás• Hogyan kell hűteni?• egyenletesen• hatékonyan

Szerszámok hűtése72• Egyenletlen hűtés következményei• Egyenletlen zsugor• Vetemedés (!!!)

Szerszámok hűtése73heat distribution through the crosssection of a corner showing heatbuildup in the corner of the coreheat distribution through a cornercross section showing improvedcooling with cooling line movedcloser to the inside corner

Szerszámok hűtése74Ejector pins incorners act asthermal insulatorsthat can aggravateheat buildup andcorner warpage.It is better to directcooling to thecorners and provideejection via ejectorsleeves or rails.

Szerszámok hűtése75B = 3D MaximumC = 2.5DD = 5-8 mmD = 8-11 mmD = 11-16 infor t < 1.6 mmfor t < 3.2 mmfor t < 6.4 in

Szerszámok hűtése76

Szerszámok hűtése77

Lapos tárgyak hűtése78

Lapos tárgyak hűtése79

Magok hűtése80

Magok hűtése81In bubblers, coolant flows up through a tube and thencascades down the outside of the tube. Baffles perform asimilar function by splitting the channel with a blade. Coolantflows up one side of the blade and then down the other side.

Magok hűtése82Spiral CoolingChannelsRound core and cavitycooled via spiralcooling channels.

Magok hűtése83

Magok hűtése84

Magok hűtése85d3mmd5mm

Magok hűtése86

Magok hűtése87

Magok hűtése88

Maghűtés – cserépszerszám89

Munkadarabok eltávolítása90kidobáskidobó rendszerek• kidobó csapok, hüvelyek• kidobó persely• pofás v. ékbetétes szerszám• belső menetes alkatrészek „kidobása”• külső, belső alámetszéses darabok kidobása

kidobó mechanizmus91

kidobó mechanizmus92

kidobó csapok93Ejector pins and ejector blades push the part offof the core as the ejector plate moves forward.

kidobó csapok94Ejector pins on angled surface must be keyed toprevent rotation andoften require grooves to prevent sidewaysdeflection of the ejector pin.

kidobó gyűrűk95Cylindrical ejector sleeves provide maximum ejectioncontact area along the edge of circular parts.

letoló lapok96In molds with stripper-plate ejection, the face platewhich forms the edge of the parts moves forwardstripping the parts from the core.

lehúzó lapok97

Háromlapos szerszám98

Háromlapos szerszámhúzórudazattal99

Háromlapos szerszámkilincsszerkezettel100

Alámetszett termékek kidobása101

Alámetszett termékek102

Speciális kidobások103KICSAVARÁS

Belső menet – kicsavarás104

Belső menet – kicsavarás105

Összeomló mag106

Összerogyó mag107

Oldalmozgások108

Speciális kidobások109FERDECSAP

Speciális kidobások110The cam pin retracts the slide during mold opening.

Tolattyús szerszám111

Speciális kidobások112Typical spring-loaded lifter mechanism.

Speciális kidobások113Angled surfaces slide the jiggler pin to clear the undercut during ejection.

Ferdecsapos szerszám114

Ferdecsapos szerszám115

Cserépszerszám116

Kétfokozatú kilökő117

Kétfokozatú kilökő118

Speciális kidobásTulipán kilökő119

Speciális kidobásrugózó mag és dupla kilökő120