Trong quá trình sản xuất thử, bộ phận đúc đã hoàn thiện nhưng báo cáo chất lượng không tốt. Độ cong vênh có kích thước 1,1 mm trên bề mặt 220 mm, vết chảy mờ nằm gần cổng và tỷ lệ phế liệu dao động quanh mức 12%. Kỹ sư xử lý tăng nhiệt độ nóng chảy và kéo dài thời gian lưu giữ. Những con số hầu như không di chuyển. Sau đó, ai đó hỏi liệu cánh cổng có phải là vấn đề không và đó thường là lúc cuộc trò chuyện trở nên hữu ích.
Đây là kết luận ngắn gọn. Đối với các bộ phận đối xứng, có một khoang, cổng trung tâm thường tạo ra tỷ lệ lỗi thấp hơn vì nó tạo ra dòng chảy cân bằng phía trước và đóng gói nhất quán. Đối với các khuôn nhiều khoang và các bộ phận cần phân hủy tự động, cổng cạnh thường là lựa chọn sản xuất tốt hơn, nhưng nó phải có kích thước và vị trí cẩn thận để giữ cho các đường hàn, vết do dự và cong vênh được kiểm soát. Sự khác biệt về tỷ lệ sai sót không phải ở việc một cổng nào đó vượt trội hơn trên toàn cầu; đó là về mức độ phù hợp của cổng với hình dạng bộ phận, vật liệu và môi trường sản xuất.
Cổng trung tâm và cổng biên: Mỗi người nạp một phần như thế nào
Trước khi so sánh tỷ lệ lỗi, cần xác định hai cổng trong điều kiện sản xuất. Cổng là kênh bị hạn chế giữa đường dẫn hoặc đường dẫn và khoang. Kích thước, hình dạng và vị trí của nó kiểm soát cách tan chảy đi vào khoang và thời gian kênh cấp liệu mở trong quá trình đóng gói.
Cổng trung tâm (Cổng Sprue trực tiếp)
Cổng trung tâm, còn được gọi là cổng dẫn hướng trực tiếp, nằm ở trung tâm hoặc điểm giữa hình học của bộ phận. Chất tan chảy rời khỏi vòi phun, đi qua ống lót mầm và đi vào khoang ngay bên dưới nó. Mặt trước của dòng chảy trải rộng theo mô hình gần tròn, đó là lý do tại sao các cổng trung tâm phù hợp với vỏ tròn, các bộ phận hình cốc, ròng rọc, bánh răng và các bộ phận có trục trung tâm.
Dòng chảy cân bằng mang lại hai lợi ích. Sự tan chảy đạt đến ranh giới khoang gần như cùng một lúc, do đó các đường hàn hình thành ở các cạnh bên ngoài, nơi có thể đặt các lỗ thông hơi. Và bởi vì mầm dày nên nó đóng băng muộn hơn các thành phần, tạo áp lực lên phần tan chảy trong khi nó đông đặc lại. Việc đóng băng muộn đó giúp cải thiện việc đóng gói và giảm các khuyết tật liên quan đến co ngót. Sự đánh đổi là dấu tích của cổng lớn đòi hỏi phải cắt tỉa thủ công và bố cục chỉ hoạt động trong các công cụ một khoang.
Cổng cạnh
Một cổng cạnh dẫn vào khoang từ bên cạnh, thường dọc theo đường phân khuôn. Đó là một kênh hình chữ nhật hoặc hình thang hẹp, và sự tan chảy đi vào theo một hướng và di chuyển qua phần về phía bức tường phía xa. Cổng cạnh là mặc định khi một bộ phận phải được khử tự động khi mở khuôn hoặc khi khuôn có nhiều khoang cần các rãnh chạy cân bằng tự nhiên.
Ưu điểm chính là hiệu quả sản xuất: cổng được tháo ra sạch sẽ trong quá trình phóng, không cần cắt tỉa thứ cấp và dấu cổng nhỏ. Hạn chế chính là tính đối xứng dòng chảy. Bởi vì sự tan chảy đi vào từ một phía nên mặt trước dòng chảy không bao giờ được cân bằng hoàn hảo, điều này làm cho bộ phận này nhạy cảm hơn với vị trí cổng, sự thay đổi độ dày thành và trạng thái dòng vật liệu.
Tại sao tỷ lệ lỗi lại khác nhau giữa cổng trung tâm và cổng cạnh
Khi các nhà đúc khuôn so sánh tỷ lệ lỗi của cổng trung tâm và cổng cạnh trong thực tế, khoảng cách này thuộc về bốn cơ chế: cân bằng dòng chảy, thời gian đóng băng cổng, ứng suất cắt và vị trí của các vùng được lấp đầy lần cuối.
Cân bằng dòng chảy. Một cổng trung tâm dẫn vào khoang một cách đối xứng, do đó áp suất giảm đều theo mọi hướng. Cổng cạnh tạo ra một gradient áp suất từ phía cổng sang phía xa. Trên các bộ phận dài và mỏng, mặt xa lấp đầy muộn hơn, nguội đi sớm hơn và co lại theo cách khác, biểu hiện dưới dạng các vết cong vênh và chìm. Các bộ phận phẳng có viền thường cần áp suất đóng gói cao hơn và thời gian giữ lâu hơn, điều này làm tăng nguy cơ cháy nổ.
Thời gian đóng băng cổng. Cổng trung tâm dày và đóng băng muộn; cổng cạnh mỏng, thường bằng 50 đến 80 phần trăm độ dày của tường và bị đóng băng sớm. Cổng đóng băng muộn giữ cho kênh cấp liệu mở lâu hơn, giúp đóng gói chi tiết nhưng có thể đóng gói quá mức ở khu vực gần cổng và để lại ứng suất dư. Cổng đóng băng sớm bịt kín khoang nhanh chóng, ngăn dòng chảy ngược nhưng cũng hạn chế lượng vật liệu có thể xâm nhập trong quá trình đóng gói. Nếu cổng đóng băng quá sớm, các gân dày có thể xuất hiện các lỗ rỗng co ngót hoặc vết lõm.
Ứng suất cắt và suy thoái vật liệu. Tan chảy khi đi qua cổng có cạnh mỏng sẽ chịu lực cắt cao hơn so với khi đi qua cổng rót dày. Các vật liệu nhạy cảm với lực cắt như polycarbonate, acrylic và các loại chất chống cháy có thể xuống cấp, tạo ra các vệt bề mặt hoặc đốm đen. Cổng trung tâm giữ cho kênh tan chảy lớn và tốc độ cắt thấp hơn, đó là một lý do khiến nó có xu hướng tạo ra ít lỗi thẩm mỹ hơn.
Đường hàn và bẫy khí. Một cổng trung tâm đẩy các mặt trước tan chảy ra ngoài, do đó, các đường hàn khi hình thành sẽ nằm ở ngoại vi bên ngoài, nơi chúng có thể được thông hơi hoặc ẩn đi. Một cổng cạnh đưa chất tan chảy qua khoang, do đó mặt trước phân chia xung quanh lõi, phần chèn và gân, đồng thời các dòng chảy lại nối xuống hạ lưu. Kết quả là có thể nhìn thấy các đường hàn và có thể có bẫy khí ở các góc được lấp đầy lần cuối. Khi những đặc điểm đó ảnh hưởng đến độ bền hoặc hình thức bên ngoài, tỷ lệ phế liệu sẽ tăng mạnh.
So sánh tỷ lệ khuyết tật trong nháy mắt
Bảng dưới đây tóm tắt các mẫu lỗi điển hình. Đó là điểm khởi đầu thực tế chứ không phải là sự đảm bảo; kết quả thực tế phụ thuộc vào loại vật liệu, độ dày thành và cài đặt quy trình.
| khiếm khuyết | Cổng trung tâm | Cổng cạnh |
|---|---|---|
| Đường hàn | Ít hơn trên các phần đối xứng; mặt trước đạt đến các cạnh bên ngoài một cách đồng đều | Phổ biến hơn ở những nơi các mặt dòng chảy gặp nhau xung quanh lõi hoặc các gân ở xa |
| cong vênh | Thấp hơn trên hình tròn hoặc đối xứng | Cao hơn trên các bộ phận dài, phẳng hoặc thành mỏng do độ co chênh lệch |
| Dấu chìm | Có thể ở gần cổng nếu đóng gói không đồng đều; rủi ro đóng gói quá mức | Có thể thực hiện ở những đoạn dày cách xa cổng khi cổng bị đóng băng quá sớm |
| Máy bay phản lực | Rủi ro thấp nếu mầm chuyển tiếp trơn tru vào khoang | Rủi ro cao hơn nếu độ sâu cổng vượt quá 50 đến 80 phần trăm độ dày của tường |
| Dấu dòng chảy | Hiếm gần khu vực thức ăn | Có xu hướng xuất hiện gần cổng, đặc biệt với vật liệu có độ nhớt cao |
| Bẫy khí và vết cháy | Đẩy vào các bức tường bên; thường dễ trút giận | Có thể hình thành ở các góc đầy cuối cùng đối diện với cổng |
| Di tích cổng | Lớn, yêu cầu cắt tỉa thủ công và hoàn thiện thứ cấp | Nhỏ, thường bị phân hủy tự động khi mở khuôn |
| Khả năng tương thích nhiều khoang | Nghèo; mỗi khoang cần có mầm riêng | Tốt; Sự cân bằng của người chạy tự nhiên dễ dàng đạt được hơn |
Các mẫu trong bảng giải thích tại sao các bộ phận tương tự có thể có tỷ lệ phế liệu rất khác nhau. Một bộ phận tròn có cổng trung tâm có thể có 1 đến 2 phần trăm phế liệu do các vấn đề về thẩm mỹ, trong khi bộ phận tương tự trong dụng cụ bốn khoang, có cổng có thể có 5 đến 6 phần trăm phế liệu do các đường hàn và phần đỏ của cổng. Việc lựa chọn cổng không chỉ là chi tiết thiết kế khuôn mẫu; đó là một quyết định ngăn ngừa khiếm khuyết.
Cách chọn Cổng có khuyết tật thấp hơn cho phần của bạn
Khi đánh giá một công cụ mới, chúng tôi đặt bốn câu hỏi trước khi lựa chọn giữa cổng trung tâm và cổng biên.
Phần đó có đối xứng quanh tâm của nó không?
Nếu câu trả lời là có thì cổng trung tâm có thể sẽ tạo ra tỷ lệ sai sót thấp hơn. Các bộ phận hình tròn, hình vòm và tâm trùm lấp đầy tự nhiên từ tâm và việc đóng gói cân bằng giúp kích thước ổn định. Nếu bộ phận dài và phẳng, cổng cạnh sẽ giúp bạn tự do hơn khi đặt đầu vào gần phần dày, nhưng kiểu làm đầy phải được nghiên cứu cẩn thận.
Bề mặt thẩm mỹ có nhìn thấy được không?
Một cổng trung tâm để lại một vết sẹo ở trung tâm của bộ phận. Nếu bề mặt đó lộ rõ thì dấu hiệu phải được cắt bớt, lấp đầy hoặc ẩn đi. Một cổng cạnh có thể được đặt trên một bề mặt bên trong ẩn, giúp loại bỏ mối lo ngại về mặt thẩm mỹ. Các yêu cầu về hình thức thường quyết định loại cổng trước khi bắt đầu tính toán lỗi.
Khối lượng có biện minh cho việc giảm độ tự động không?
Cổng cạnh rất phù hợp cho sản xuất số lượng lớn vì chúng hỗ trợ bố trí nhiều khoang và giảm tốc độ tự động. Cổng trung tâm yêu cầu khử khí thủ công, điều này làm tăng thêm chi phí lao động và sự thay đổi nhỏ trong thời gian chu kỳ. Đối với một bộ phận đơn giản, đối xứng với khối lượng thấp, tỷ lệ sai sót thấp hơn của cổng trung tâm có thể lớn hơn chi phí giảm. Đối với hàng triệu bộ phận mỗi năm trong một công cụ tám khoang, hệ thống có cổng cạnh thường là lựa chọn thực tế duy nhất.
Nhựa nhạy cảm như thế nào với chiều dài cắt và dòng chảy?
Các vật liệu nhạy cảm với lực cắt như polycarbonate và acrylic có xu hướng ít bị khuyết tật hơn với cổng trung tâm vì chất tan chảy chảy qua một cổng rót dày thay vì cổng có cạnh mỏng. Các vật liệu có tính lỏng cao như polypropylene có độ dẻo tốt hơn và chịu được các khe mép ngay cả trong các hốc dài hơn. Các loại được gia cố bằng sợi thủy tinh cần được thận trọng đặc biệt: một cổng cạnh định hướng các sợi song song với hướng dòng chảy, tạo ra độ co bất đẳng hướng và độ cong vênh cao hơn ở hạ lưu.
Các bước thực tế để giữ tỷ lệ sai sót ở mức thấp sau khi cổng được chọn
Khi loại cổng được đặt, các bước này sẽ giúp giữ tỷ lệ lỗi ở mức thấp:
- Bắt đầu với các quy tắc định cỡ cổng trước khi chạy mô phỏng. Đối với cổng cạnh, độ sâu từ 50 đến 80 phần trăm độ dày của tường là điểm khởi đầu đã được chứng minh. Đối với các cổng trung tâm, đường dẫn phải chuyển tiếp trơn tru vào trong khoang để tránh hiện tượng phun nước.
- Kiểm tra vùng được lấp đầy lần cuối bằng mô phỏng khuôn. Nếu nó nằm ở một góc có thể nhìn thấy được của bộ phận có cổng có cạnh, hãy di chuyển cổng hoặc thêm lỗ thông hơi trước khi cắt thép.
- Cân bằng đóng gói giữa cổng và đầu xa. Các bộ phận có cổng cạnh thường bị đóng gói quá mức ở gần cổng và đóng gói dưới ở cuối dòng chảy; cấu hình áp suất giữ được điều chỉnh tốt giúp giảm ứng suất và vết lún.
- Thực hiện một nghiên cứu ngắn hạn trong quá trình dùng thử dụng cụ để xem mặt trước nóng chảy thực sự gặp nhau ở đâu, sau đó điều chỉnh vị trí cổng hoặc cấu hình tốc độ điền trước khi bắt tay vào sản xuất.
Cổng là một quyết định phòng ngừa khiếm khuyết
Tỷ lệ khuyết tật trong quá trình ép phun là kết quả của nhiều quyết định nhỏ và loại cổng là một trong những hậu quả nghiêm trọng nhất. Cổng trung tâm và cổng biên đều có thể tạo ra các bộ phận xuất sắc, nhưng chúng tạo ra các khuyết tật khác nhau ở các tỷ lệ khác nhau. Một nhà thiết kế khuôn hỏi về tính đối xứng, thẩm mỹ, khối lượng và vật liệu trước khi cắt thép sẽ luôn đánh bại người chọn cổng theo thói quen.
Nếu bạn đang tinh chỉnh khuôn hoặc khởi động một công cụ mới, việc xem xét thiết kế cổng cùng với các kỹ sư đã nhìn thấy những khiếm khuyết này hình thành và sửa chúng là cách nhanh nhất để giảm phế liệu. Nhóm của chúng tôi làm việc về thiết kế cổng và sửa lỗi hàng ngày và hỗ trợ các dự án từ bản phác thảo đầu tiên đến khi chạy thử nghiệm. Bạn có thể xem toàn bộ quy trình được cấu trúc như thế nào trên trang công nghệ ép phun hoặc chia sẻ bản vẽ chi tiết của bạn với nhóm của chúng tôi trực tiếp thông qua trang liên hệ .
