แนวทางการออกแบบการขึ้นรูปแบบ 2-Shot: ความหนาของผนัง ประตูรั้ว และการจับคู่วัสดุ

ลองนึกภาพปั๊มจ่ายสบู่ที่มีตัวเครื่องเป็นโพลีโพรพีลีนที่แข็งแรงและปุ่ม TPE แบบสัมผัสนุ่ม หนึ่งทศวรรษที่แล้ว เส้นทางมาตรฐานคือการหล่อส่วนประกอบทั้งสองแยกจากกัน จากนั้นจึงอัดให้พอดีหรือทากาวเข้าด้วยกัน โหมดความล้มเหลว เช่น อุปกรณ์จับยึดแบบลอก ที่จับแบบลื่นไถล สินค้าคงคลังซ้ำซ้อน การใช้แรงงานพิเศษ ทั้งหมดนี้ล้วนเป็นสิ่งที่วิศวกรฝ่ายผลิตคุ้นเคย เครื่องปั้นแบบสองช็อต (2 ช็อต) จะเอาส่วนใหญ่ออกโดยการขึ้นรูปแกน หมุนเครื่องมือ และปั้นด้ามจับมากเกินไปในวงจรเดียวกัน ประเด็นสำคัญก็คือ กระบวนการที่มีขนาดกะทัดรัดนี้จะใช้งานได้ก็ต่อเมื่อรูปทรงของแม่พิมพ์ การจับคู่วัสดุ และพฤติกรรมของเครื่องจักรได้รับการออกแบบร่วมกันเท่านั้น แนวทางเหล่านี้คือข้อแตกต่างระหว่างข้อต่อทางกลที่เชื่อถือได้และข้อเรียกร้องการแยกส่วน

การขึ้นรูปแบบ 2-Shot คืออะไร?

การขึ้นรูปแบบสองช็อต หรือที่เรียกว่าการขึ้นรูปแบบสององค์ประกอบ แบบดูอัลช็อต หรือแบบ 2K นั้นใช้ชุดแคลมป์เดี่ยว แต่มีชุดฉีดแยกกันสองชุด ในรูปแบบโต๊ะหมุนทั่วไป แม่พิมพ์ที่ติดตั้งบนจานหมุนจะได้รับวัสดุชิ้นแรก ปรับมุม 180 องศา จากนั้นปิดบนกระบอกที่สองสำหรับการฉีดช็อตที่สอง วัสดุทั้งสองจะแข็งตัวต่อกัน ทำให้เกิดพันธะเคมีหรือเชิงกล และส่วนที่เป็นวัสดุหลายชนิดจะถูกดีดออกมาในวงจรเดียวกัน ไม่มีการจัดการเม็ดมีด, ไม่มีการกดครั้งที่สอง, ไม่มีกาว

นักออกแบบมักถามว่าการขึ้นรูปแบบสองช็อตเหมือนกับการขึ้นรูปแบบมากเกินไปหรือไม่ พูดอย่างเคร่งครัด การขึ้นรูปมากเกินไปสามารถทำได้ในเครื่องจักรมาตรฐานโดยการถ่ายโอนเม็ดมีดที่บ่มแล้วไปยังแม่พิมพ์อื่น การขึ้นรูปแบบสองช็อตเป็นเวอร์ชันบูรณาการ: เครื่องจักรหนึ่งเครื่อง, หนึ่งรอบ, ชุดแม่พิมพ์หนึ่งชุด ความแตกต่างดังกล่าวมีความสำคัญในเวลาที่เสนอราคา เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วเครื่องมือแบบ two-shot ของแท้มักจะมีราคาแพงกว่าในการสร้างแต่ถูกกว่าในการใช้งาน ก เครื่องฉีดพลาสติกสองสี ใช้หลักการนี้พร้อมกับระบบควบคุมเฉพาะสำหรับถังทั้งสองและแผ่นดัชนีที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว

กฎการออกแบบเจ็ดประการที่ตัดสินความสำเร็จในการปั้น

เมื่อแนวคิดของเครื่องจักรได้รับการแก้ไขแล้ว ผู้ออกแบบแม่พิมพ์จะควบคุมผลลัพธ์ กฎเหล่านี้เรียงลำดับตามความถี่ของปัญหาที่พบในการผลิตและการตรวจสอบลูกค้า

กฎข้อที่ 1: เริ่มต้นด้วยคู่วัสดุ

ความแข็งแกร่งของพันธะคือประตูแรก TPE จะไม่ยึดเกาะพลาสติกวิศวกรรมทุกชนิดด้วยสารเคมี บนโพลีโพรพีลีน TPE สไตรีนิกส่วนใหญ่สร้างพันธะที่แข็งแกร่ง สำหรับ PBT หรือไนลอน ข้อต่อมักจะขึ้นอยู่กับลูกโซ่เชิงกลเพียงอย่างเดียว ซึ่งมีจุดอ่อนในการลอก จุดเริ่มต้นในทางปฏิบัติคือการจับคู่วัสดุที่มีอุณหภูมิหลอมละลายใกล้เคียงกัน ประมาณภายใน 40–60°C ดังนั้นช็อตที่สองจะไม่ทำให้ช็อตแรกนิ่มเกินไป ตรวจสอบกับเกรด TPE ที่เฉพาะเจาะจงเสมอ แทนที่จะเป็นเอกสารข้อมูลทั่วไป เนื่องจากความแข็งและปริมาณน้ำมันเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการยึดเกาะอย่างมีนัยสำคัญ

กฎข้อที่ 2: รักษากำแพงช็อตแรกให้แข็งเพียงพอ

วัสดุพิมพ์ของช็อต 1 จะต้องคงความเสถียรทางกลไกในขณะที่กระบอกที่สองดันไปชนกับมัน สำหรับเทอร์โมพลาสติกส่วนใหญ่ ให้รักษาผนังขั้นต่ำของการฉีด 1 ให้สูงกว่า 1.2 มม. ภาษาที่มีผนังบางใช้ได้ที่นี่เช่นเดียวกับที่ใช้ในการขึ้นรูปแบบฉีดครั้งเดียว เมื่อวัสดุชิ้นที่สองพันรอบขอบ ให้ตัดเฉือนส่วนล่างแบบฝังลงในรูปทรงช็อตแรก ระบบล็อคแบบกลไกนี้ช่วยปกป้องพันธะเคมีและทนต่อแรงกดจากการลอกได้ดีกว่าส่วนต่อประสานแบบแบนมาก

กฎข้อที่ 3: ออกแบบพื้นที่ปิดที่รอดจากแรงดันการฉีด

เส้นปิดผนึกทุกเส้นระหว่างสองช่องจะต้องต้านทานแรงดันการฉีดครั้งที่สอง การออกแบบระบบปิดจะมีความกว้างอย่างน้อย 3 มม. บนระนาบการแยกส่วน โดยมีมุมเหล็กตั้งฉากกับทิศทางการปิด หลีกเลี่ยงการปิดขั้นบันไดเพื่อให้แฟลชกระโดดจากมุมที่สึกหรอ หากหมุดน็อคเอาท์ต้องอยู่ใกล้กับช่องช็อตที่สอง ให้วางหมุดนั้นไว้ในบริเวณที่ปิด เพื่อไม่ให้มีพยานใดกลายเป็นเส้นทางรั่ว

กฎข้อที่ 4: วางช็อตที่สองขนานกับพื้นผิวที่มีอยู่

ประตูสำหรับช็อตที่ 2 จะต้องหลอมละลายเข้าไปในคาวิตี้โดยตรงโดยไม่กัดกร่อนพื้นผิวของช็อตแรก รูปทรงที่ปลอดภัยที่สุดคือประตูใต้น้ำหรืออุโมงค์ที่วางขนานกับผนังที่มีอยู่ ดังนั้นให้ไหลลื่นไปเหนือวัสดุชิ้นแรกแทนที่จะกระแทกในแนวตั้งฉาก ความดันการบรรจุจะต้องมีความสมดุลระหว่างประตูทั้งสอง การวิเคราะห์การไหลของแม่พิมพ์เป็นมาตรฐานในการตรวจสอบความสมดุลก่อนตัดเหล็ก

กฎข้อที่ 5: บัญชีสำหรับการหดตัวและร่างส่วนต่าง

วัสดุทั้งสองหดตัวในอัตราที่ต่างกัน วัสดุพิมพ์ ABS ที่แข็งอาจหดตัวประมาณ 0.5% ในขณะที่ TPE แบบอ่อนสามารถหดตัวได้ 1.5–2.5% วัสดุที่แข็งกว่าจะเป็นตัวกำหนดมิติสุดท้าย แต่ความเค้นส่วนต่อประสานที่ตกค้างอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวในคานบางๆ ได้ รักษามุมร่างไว้ 1–2° บนผนังภายนอก และ 2–3° โดยที่ช็อตที่สองล้อมรอบบอส สำหรับชิ้นส่วนที่ยาวเกิน 150 มม. ให้เพิ่มอีก 0.1–0.2° ต่อความยาว 100 มม. เนื่องจากข้อผิดพลาดของดัชนีการหมุนที่แท่นจะกลายเป็นความไม่ตรงกันที่มองเห็นได้ที่ขอบด้านไกลของช่อง

กฎข้อที่ 6: วางแผนลำดับการดีดออก

แม่พิมพ์แบบสองช็อตมักต้องมีการดีดออกสองขั้นตอน เนื่องจากวัสดุที่สองจะเกาะติดกับแกนที่มีพื้นผิว ใช้แผ่นลอกสำหรับด้านข้างที่มีการยึดเกาะ TPE สูง และให้หมุดแกนเป็นขั้นบันไดเพื่อหลีกเลี่ยงรอยดูด ปัญหาที่พบบ่อยกว่านั้นคือการให้คะแนนพื้นผิวช็อตแรกระหว่างการหมุน: ทุกคอร์ที่ต้องเคลียร์ความสูงของช่องที่สองจะต้องมีระยะเคลื่อนที่เพียงพอก่อนที่โต๊ะจะดัชนี สิ่งนี้จะกลายเป็นการคำนวณขนาดแม่พิมพ์ตั้งแต่เนิ่นๆ ของการออกแบบ ไม่ใช่การปรับพื้นที่การผลิต

กฎข้อที่ 7: ตั้งค่าความคลาดเคลื่อนโดยคำนึงถึงอินเทอร์เฟซ

ชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุหลายชนิดสะสมความทนทานจากเส้นโค้งการหดตัวที่แตกต่างกันสองเส้นและกลไกดัชนีหนึ่งอัน หลีกเลี่ยงการระบุพิกัดความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งที่แคบตลอดขอบเขตวัสดุ แทนที่จะเป็นเช่นนั้น ให้กำหนดพยานที่แยกจากกันที่ได้รับอนุญาตในด้านช็อตที่สอง และออกแบบคุณลักษณะการผสมพันธุ์ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ด้วยตนเอง แนวทางนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนภายในรถยนต์ ที่จับทางการแพทย์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ซึ่งเป็นกลุ่มที่เราสนับสนุนผ่านทางเฉพาะ วิศวกรรมประยุกต์ .

การเลือกเครื่องจักร: จับคู่แท่นพิมพ์กับแม่พิมพ์

การเลือกเครื่องฉีดไม่ใช่สิ่งที่ต้องคำนึงถึงภายหลัง พารามิเตอร์ด้านเครื่องจักรสามตัวส่งผลโดยตรงต่อการออกแบบแม่พิมพ์: พื้นที่ฉายภาพ ปริมาตรการฉีด และเส้นผ่านศูนย์กลางของโต๊ะหมุน โดยทั่วไปแล้ว ผู้ขึ้นรูปจะประมาณแรงจับยึดที่ต้องการโดยการเพิ่มพื้นที่ที่คาดการณ์ไว้ของทั้งสองช่อง และใช้ปัจจัยน้ำหนักเฉพาะของวัสดุ จากนั้นเพิ่มส่วนต่างด้านความปลอดภัย 10–20% ประการที่สอง ความสมดุลของชุดฉีดมีความสำคัญ: หากช็อต TPE มีน้ำหนักเพียง 2–5 กรัม ความละเอียดของการสูบจ่ายของกระบอกปืนที่สองจะกำหนดว่าคุณสามารถเก็บความสามารถในการทำซ้ำได้ ±0.1 กรัมหรือไม่ ประการที่สาม โต๊ะหมุนจะต้องเคลียร์แกนและสไลด์ทั้งหมดระหว่างการจัดทำดัชนี ซึ่งมักจะกำหนดระยะห่างของไทบาร์ขั้นต่ำก่อนที่จะพิจารณาน้ำหนักที่กำหนดด้วยซ้ำ

HXS160 เครื่องฉีดขึ้นรูปแบบสองสีสำหรับชิ้นส่วนขนาดกลาง เครื่องจักรสองช็อตที่มีหน่วยฉีดแยกอิสระและโต๊ะหมุนเซอร์โวนี้เหมาะกับแรงแคลมป์ช่วงกลาง ทำให้เป็นจุดเริ่มต้นที่ใช้งานได้จริงสำหรับแผงควบคุม ที่จับ ฝาครอบ และส่วนประกอบของเครื่องใช้ในครัวเรือน ดูผลิตภัณฑ์ →

สำหรับแรงยึดประมาณ 160–200 ตัน เครื่องจักรสองสีที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ เช่น HXS160 และ HXS200 จะส่งหน่วยฉีดอิสระสองชุดและโต๊ะหมุนที่ไวต่อเซอร์โว ซึ่งกลายเป็นจุดเริ่มต้นมาตรฐานสำหรับแผงควบคุมขนาดกลาง ที่จับ ฝาครอบ และชิ้นส่วนเครื่องใช้ในครัวเรือน แผนภูมิด้านล่างเปรียบเทียบลำดับการผลิตที่มีประสิทธิผลของเส้นทางเม็ดมีดสองขั้นตอนและเส้นทางโรตารีสองช็อตในระดับสัมพัทธ์

ข้อบกพร่องทั่วไปและการออกแบบป้องกันได้อย่างไร

แม้แต่แม่พิมพ์ 2 ช็อตที่ออกแบบมาอย่างดีก็อาจล้มเหลวได้หากละเว้นการโต้ตอบระหว่างสองช็อต ตารางด้านล่างแสดงรายการข้อบกพร่องที่ปรากฏบ่อยที่สุดในการตรวจสอบการผลิต พร้อมด้วยการออกแบบและการดำเนินการแก้ไขระดับเครื่องจักร

การตรวจสอบต้นทุนและรอบเวลาความเป็นจริง

ในขั้นตอนการเสนอราคา ผู้ซื้อจำนวนมากเปรียบเทียบต้นทุนเครื่องมือแบบสองช็อตต่อคาวิตี้กับเครื่องมือแบบช็อตเดียว คำตอบที่ตรงไปตรงมาก็คือเครื่องมือแบบสองช็อตมีราคาสูงกว่าเนื่องจากมีชุดคาวิตี้ที่สมบูรณ์สองชุด ระบบเกตสองระบบ และการจัดการการปิดที่แม่นยำยิ่งขึ้น ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของมักนิยมการขึ้นรูปแบบ 2 ช็อตเมื่อมีปริมาณต่อปีเกินประมาณ 50,000 หน่วย และกระบวนการทางเลือกประกอบด้วยขั้นตอนการประกอบแบบแมนนวลหรือแบบอัตโนมัติ การประหยัดขั้นที่สอง—ใช้แรงงานน้อยลง ไม่มีกาว ไม่มีการคัดแยกตำแหน่ง ไม่มีประวัติความร้อนครั้งที่สอง—มักจะครอบคลุมค่าพรีเมียมของเครื่องมือภายในปีแรกของการผลิต

HXS200T เครื่องฉีดขึ้นรูปแบบประหยัดพลังงานแบบเซอร์โวสองสี ด้วยน้ำหนักที่สูงกว่า ปริมาณการยิงที่มากขึ้น และแท่นที่ใหญ่ขึ้น โมเดลนี้รองรับชิ้นส่วนแบบสัมผัสนุ่มที่หนักกว่าและเลย์เอาต์แบบสองช่อง ในขณะที่เซอร์โวไดรฟ์และถังคู่ช่วยให้สามารถขึ้นรูปวัสดุหลายชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดูผลิตภัณฑ์ →

สำหรับชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากกว่า 20 กรัม หรือมีพื้นผิวสัมผัสนุ่มขนาดใหญ่ HXS200 นำเสนอพื้นที่ส่วนหัวของปริมาณการฉีดและขนาดแท่นเพื่อรองรับรูปแบบช่องเดียวและสองช่องที่ใหญ่กว่า นอกจากนี้ยังรองรับน้ำหนักที่สูงกว่าที่ต้องการเมื่อพื้นที่ฉายช็อตที่สองเข้าใกล้ขีดจำกัดแคลมป์

คำถามที่พบบ่อย