6 veelgestelde vragen over de wanddikte van spuitgieten

wanddikte Verwijst naar de materiaaldikte van de wandstructuur van een spuitgegoten onderdeel met holtes of schaalstructuren. Het is een van de belangrijkste parameters in het constructief ontwerp van kunststofproducten.

Volgens de statistieken is ongeveer 40% van de defecten direct gerelateerd aan een onjuist wanddikteontwerp. spuitgietproceseen wetenschappelijke wanddikte zorgt voor een soepele vulling van de matrijsholte door het smelten en een gelijkmatige koeling van het product, waardoor het materiaalverbruik en de onderhoudskosten voor de matrijs worden verlaagd.

In dit artikel worden 6 veelgestelde vragen en antwoorden over het ontwerp van de wanddikte bij spuitgieten besproken.

1. Waarom is het ontwerp van de wanddikte belangrijk?

Het ontwerp van de wanddikte is een van de belangrijkste factoren die de productkwaliteit, productie-efficiëntie en kostenbeheersing bepalen. Laten we het hieronder vanuit vier aspecten bekijken:

Ten eerste, wat betreft de gietkwaliteit, heeft de wanddikte een directe invloed op de smeltvloei en -koeling. Te dunne wanden verhogen de stromingsweerstand, wat leidt tot voortijdige afkoeling en stolling voordat de holte volledig is gevuld, wat resulteert in korte-schotdefecten. Omgekeerd kunnen te dikke wanden leiden tot een onregelmatige afkoelsnelheid, wat zichtbare verzakkingen en interne holtes veroorzaakt, wat het uiterlijk en de mechanische eigenschappen van het product ernstig beïnvloedt.

Ten tweede, wat de productiekosten betreft, heeft de wanddikte een directe invloed op het materiaalverbruik en de productie-efficiëntie. Uit industriële gegevens blijkt dat elke toename van 0.1 mm in wanddikte de materiaalkosten per eenheid met 3-5% verhoogt. Belangrijker nog, de koeltijd neemt evenredig toe met het kwadraat van de wanddikte (bijvoorbeeld: wanden van 3 mm vereisen 125% meer koeling dan wanden van 2 mm), wat de cyclustijden verlengt en de bezettingsgraad van de apparatuur verlaagt.

Ten derde, wat de structurele sterkte betreft, leidt een onvoldoende dikte tot productfalen door breuk tijdens gebruik, terwijl een te hoge dikte niet alleen materiaalverspilling oplevert, maar ook het risico op scheurvorming kan vergroten in zones met spanningsconcentratie (bijvoorbeeld hoeken).

Ten slotte heeft het ontwerp van de wanddikte een directe invloed op de complexiteit en productiekosten van de matrijs. Te dunne wanden verhogen de moeilijkheidsgraad van het maken van de matrijs. Een onjuiste dikteverdeling vereist vaak complexere poortsystemen, koelkanalen en ontluchtingsontwerpen, die allemaal de productiekosten en onderhoudsmoeilijkheden van de mal.

2. Wat zijn de aanbevolen wanddiktes voor kunststofonderdelen?

Vanwege de verschillen in vloeibaarheid, inkrimpingstarief, en mechanische eigenschappen van verschillende kunststoffen, hun wanddiktes verschillen ook. Hieronder vindt u aanbevolen waarden voor veelvoorkomende kunststoffen (zie onderstaande tabel).

Tip: Dunwandige onderdelen (<1 mm) vereisen materialen met een hoge doorstroming (zoals PP, PC) en hogedrukinjectiemachines.

Deze waarden kunnen dienen als referentie voor het voorlopige ontwerp. We moeten er echter rekening mee houden dat de uiteindelijke wanddikte gevalideerd moet worden door middel van matrijsstroomanalyse, rekening houdend met factoren zoals productstructuur, functionele vereisten en productieprocessen.

3. Moet de wanddikte volledig gelijkmatig zijn?

De wanddikte hoeft niet overal gelijk te zijn, maar moet wel aan de overgangsprincipes voldoen.

Hoewel variatie in dikte is toegestaan,Het wordt aanbevolen om de geleidelijke veranderingsmodus te gebruiken, waarbij het dikwandige gebied geleidelijk overgaat in het dunwandige gebiedAbrupte dikteveranderingen kunnen spanningsconcentraties veroorzaken, wat kan leiden tot kromtrekken of verzakkingen. In de praktijk vereisen bepaalde belangrijke plekken (bijvoorbeeld hoeken van telefoonhoesjes, dragende voegen) wel extra dikte, maar verstevigingsribben moeten worden gebruikt voor extra ondersteuning in plaats van uitsluitend te vertrouwen op dikkere wanden voor de stevigheid.

De variatie in wanddikte tussen aangrenzende gebieden moet tijdens het ontwerp beperkt blijven tot ±20%. Overgangsgebieden moeten afgeronde randen of afschuiningen hebben om soepele verbindingen te garanderen. Er moet speciale aandacht worden besteed aan de rib-basisverbindingen om overmatige diktestapeling te voorkomen. Volgens ervaring in de sector wordt de ribdikte doorgaans beperkt tot 50%-70% van de hoofdwanddikte. Dit garandeert de structurele integriteit en voorkomt gietfouten veroorzaakt door een ongelijkmatige wanddikte. Door de variatie in wanddikte redelijk te beheersen en het overgangsontwerp te optimaliseren, is het mogelijk om de gietkwaliteit en structurele betrouwbaarheid van het product te garanderen en tegelijkertijd te voldoen aan de functionele eisen.

4. Heeft variatie in wanddikte invloed op de levensduur van de mal?

Ja. Wanneer er sprake is van een duidelijke ongelijkmatige wanddikte in het product, zal dit ervoor zorgen dat sommige delen van de mal een hoge temperatuur blijven behouden. Deze ongelijkmatige warmtebelasting versnelt thermische vermoeidheid in het malstaal, waardoor het oppervlak gevoelig wordt voor scheuren en andere schade. Ten tweede veroorzaken lagere afkoelsnelheden in dikwandige oppervlakken vaak verzakkingen, waardoor werknemers het materiaal vaker opnieuw moeten bewerken en polijsten. Dit verhoogt de arbeidskosten en verkort de levensduur van de mal vanwege herhaalde aanpassingen. 

Erger nog, de ongelijkmatige krimp die wordt veroorzaakt door variaties in de wanddikte kan leiden tot een afname van de nauwkeurigheid van de uitlijning van de mal, wat kan resulteren in kwaliteitsproblemen zoals bramen of maatafwijkingen. Om de levensduur van de matrijs te verlengen, is het raadzaam om de wanddiktestandaard al tijdens de productontwerpfase zoveel mogelijk te uniformeren. Indien vanwege functionele eisen verschillende wanddiktes moeten worden gebruikt, dient de lay-out van het koelsysteem zo vroeg mogelijk te worden geoptimaliseerd door middel van een matrijsstroomanalyse om alle matrijsgebieden op een gelijkmatige temperatuur te houden.

5. Hoe kun je snel bepalen of de wanddikte geschikt is?

In het ontwerpproces van spuitgietonderdelen is de analyse van de wanddikte een cruciale stap die herhaaldelijke verificatie en optimalisatie vereist. Ontwerpers kunnen deze evaluatie efficiënt uitvoeren met professionele 3D-modelleringssoftware zoals SolidWorks.

De wanddikteanalysefunctie van de software scant automatisch het volledige 3D-model en geeft de dikteverdeling visueel weer via een kleurenkaart. Dit stelt ontwerpers in staat om snel potentiële structurele zwakke punten of materiaalaccumulatiezones te identificeren.

Wanneer uit de analyse blijkt dat er op meerdere plekken sprake is van een wanddikte die niet aan de eisen voldoet, is het doorgaans nodig om het algehele ontwerp te herzien. Het is belangrijk om op te merken dat de analyse moet worden gecombineerd met materiaaleigenschappen en werkelijke parameters van het spuitgietproces om de meest nauwkeurige evaluatieresultaten te verkrijgen.

6. Hoe kan de wanddikte worden verminderd, maar de sterkte behouden blijven?

Om de wanddikte te verminderen zonder de structurele integriteit van spuitgegoten onderdelen in gevaar te brengen, moeten ingenieurs aandacht besteden aan vier aspecten: structureel ontwerp, materiaalkeuze, gietprocessen en simulatieverificatie.

Structureel ontwerpHet toevoegen van verstevigingsribben op kritieke spanningspunten kan materiaal besparen en de algehele stijfheid verbeteren. Bij dikteovergangen kunnen fillets worden gebruikt om spanningsconcentratie te voorkomen.

Materiaalkeuze :Door versterkte materialen te kiezen, zoals het toevoegen van vezels, kan de sterkte van het materiaal aanzienlijk worden verhoogd en de wanddikte worden verminderd.

Vormproces: Microcellulaire schuimtechnologie kan gewichtsvermindering bereiken met behoud van meer dan 90% van de oorspronkelijke sterkte door een gesloten bubbelstructuur in het materiaal te vormen. Voor dikwandige oppervlakken kan gasondersteunde spuitgiettechnologie een holle structuur aan de binnenkant vormen en een dunnere wanddikte bereiken.

Simulatieverificatie: Het ontwerp moet worden gevalideerd met CAE-simulatiesoftware. Zorg ervoor dat het product na het verminderen van de wanddikte nog steeds aan de sterkte-eisen voldoet, en voorkom defecten zoals korte stoten en kromtrekken.

Voel je ten slotte vrij om contact RJCMOLD, een fabriek met meer dan 20 jaar ervaring in spuitgieten. Wij kunnen u helpen bij het analyseren van wanddiktes en het doen van suggesties voor verbetering.