Отделка поверхностей при литье под давлением

Введение

Литье под давлением - эффективный процесс производства пластиковых деталей. Он выгоден тем, что естественным образом производит высококачественные детали с обработанной поверхностью. Таким образом, для деталей, изготовленных методом литья под давлением, используемых для производства внутренних компонентов, обработка поверхности может показаться не очень важной.

Однако для некоторых изделий он служит не только эстетической цели. Она может влиять на производительность детали, ее долговечность, сопутствующие расходы и многое другое. Именно поэтому компании могут предъявлять строгие требования к отделке поверхности.

Это подробное руководство поможет вам разобраться в материалах для отделки формовочных поверхностей и принять взвешенное решение. Это определит успех вашего продукта и обеспечит высокие результаты.

Понимание финишной обработки поверхности при литье под давлением

В литье под давлением обработка поверхности означает окончательную текстуру и гладкость поверхности детали. Она может сильно варьироваться в зависимости от:

• конструкция детали
• материал пресс-формы
• определенные параметры литья под давлением

Это означает, что она не просто является "послесловием", а встроена в саму литьевую форму.

Если производители хотят улучшить качество поверхности детали, дизайнеры и конструкторы должны улучшить качество поверхности полости пресс-формы. Для достижения желаемой чистоты поверхности применяются различные процессы. К ним относятся шлифовка, прецизионная полировка и специализированное текстурирование.

Отделка поверхности варьируется от полированной до матовой и текстурированной. Для разных деталей требуется разная отделка. Например, для детали может потребоваться высокополированная поверхность. Это создаст отражающую поверхность, как у оптической линзы.

Однако дополнительные требования к отделке поверхности могут увеличить затраты. Кроме того, это может повлиять на ситуацию различными способами, в том числе:

• Производственные параметры. К ним относятся поток материала в полости формы, время цикла, выталкивание и сопутствующие факторы.
• Эстетическая привлекательность
• Функциональность и эргономичность, например, хват и ощущение продукта
• Процедуры постобработки
• Представляют собой производственные риски и проблемы, включая дефекты и трудности с выбросом.

Основные стандарты отделки

Стандарты обработки поверхности SPI (Общество индустрии пластмасс)

Поверхностные покрытия SPI являются основными промышленными стандартами для деталей, изготовленных методом литья под давлением. Они определены PIA (Ассоциацией пластиковой промышленности), ранее известной как SPI (Общество пластиковой промышленности). Проще говоря, это общепринятые, понятные термины. Они облегчают нетехническим специалистам определение требований к качеству обработки поверхности.

Согласно SPI, существует 12 стандартов для литья под давлением. Каждому из них присвоен буквенно-цифровой номер. Все эти конкретные идентификаторы имеют соответствующие типовые средние значения шероховатости поверхности (RA) и метод финишной обработки. Они подразделяются на 4 основных класса, которые подробно рассматриваются. Они варьируются от глянцевых до текстурированных.

• Степень A - глянцевая (A-1, A-2, A-3)

SPI класса A, включая покрытия A-1, A-2 и A-3, обладает высокой степенью отражения. Не все пластиковые материалы могут достичь такой высокой степени блеска. Такие пластики, как поликарбонат (PC) и акрил, лучше всего подходят для глянцевых поверхностей. Для термопластичного полиуретана (TPU) такая отделка практически невозможна. Из-за высокой стойкости к истиранию алмазная полировка для них неэффективна. В данном случае используется метод алмазной полировки, который предполагает использование алмазной пасты с очень мелкими зернами. В результате получаются блестящие, но ровные поверхности. В основном такая отделка используется на таких деталях, как прозрачные корпуса, оптические линзы и медицинские детали.

• Класс B - полуглянцевый (B-1, B-2, B-3)

SPI сорт B, включающий в себя финишные покрытия B-1, B-2 и B-3, обладает меньшим блеском, чем сорт A. Это означает, что он применяется там, где требуется средний блеск. Процесс нанесения этих финишных покрытий заключается в мелкозернистой шлифовке, которая эффективно скрывает следы механической обработки. Обычно используются зерна 600, 400 и 320. Номер зернистости указывает на контроль качества обработки поверхности. Большинство пластиков хорошо работают с полуглянцевой отделкой поверхности. Применяется для потребительских товаров и деталей средней степени полировки.

• Степень C - матовая (C-1, C-2, C-3)

Поверхности SPI Grade C, в том числе C-1, C-2 и C-3, не кажутся блестящими, они тусклые. При приглушенном внешнем виде детали они все же скрывают следы механической обработки. Они наносятся с помощью абразивного камня на детали, требующие высококачественной и равномерной обработки поверхности. К ним относятся клавиатуры, рамы ноутбуков и другие конструктивные элементы.

• Класс D - текстурированный (D-1, D-2, D-3)

Поверхность SPI класса D, в том числе D-1, D-2 и D-3, выглядит шероховатой и текстурированной. Их цель - создать фрикционную поверхность, лучше всего подходящую для механического использования. Они создаются с помощью пескоструйной обработки, при которой абразивный материал наносится на поверхность под давлением, создавая на ней ненаправленные узоры, которые и приводят к шероховатой отделке.

VDI/ Mold-Tech Текстурированная отделка

Два других стандарта обработки поверхности - VDI 3400 и Mold Tech. Давайте обсудим их подробнее:
VDI 3400: Это международный стандарт текстуры пресс-форм, VDI (Verein Deutscher Ingenieure), представленный Обществом немецких инженеров. Он относится к текстурированию/обработке поверхности при использовании EDM (электроэрозионной обработки) в процессе литья под давлением. Он применяется с использованием различных техник, в результате чего получаются мелко- и крупнозернистые текстурированные поверхности. Его числовые значения соотносятся с шероховатостью поверхности (Ra). Например, VDI 12 представляет собой более гладкую текстуру пресс-формы и эквивалентен SPI C-1.

Mold Tech: Это также стандарт отделки текстуры пресс-формы, который позволяет получить мелко- или грубо-матовую отделку. Они представлены кодом MT - 5-значным серийным номером. Текстуры могут включать геометрические/декоративные узоры (например, песок, дерево, чеки). Поверхностные покрытия Mold Tech классифицируются по категориям от A до D, каждая из которых связана с глубиной текстуры и рекомендуемым черновым покрытием.

Кроме того, если отделка не указана, многие формованные детали изготавливаются с отделкой в стиле SPI B-2. Это помогает детали легче отделяться. Это также уменьшает видимые следы от инструмента.

Отделка не обязательно должна покрывать всю деталь. Вы можете применить ее только там, где внешний вид имеет значение. Например, на внешней стороне непрозрачной детали можно использовать пользовательскую косметическую отделку. Внутренняя поверхность может остаться с отделкой по умолчанию. В одной полости пресс-формы можно использовать несколько видов отделки. Различные поверхности могут быть отполированы, текстурированы или оставлены стандартными. Это делается по мере необходимости. Прозрачные детали обрабатываются по-другому. Их часто полируют с обеих сторон. Это улучшает прозрачность и уменьшает дымку.

Факторы, которые контролируют достижимый финиш

Выбор материала: Поскольку различные полимеры обладают разными химическими и физическими свойствами, они ведут себя по-разному. На сильно отполированных поверхностях видны недостатки и видимые следы. В то же время матовые и тусклые поверхности прекрасно их скрывают. Поэтому всегда важно тщательно выбирать тип материала.

Например, аморфные смолы способны создавать более однородную косметику и отлично переносят глянцевые поверхности. С другой стороны, у полукристаллических полимеров наблюдается чувствительность к охлаждению и усадке. Это приводит к снижению визуальной однородности при полировке до высокого блеска.

Параметры обработки: Различные параметры литья под давлением могут влиять на качество поверхности. Основными из них являются скорость потока, температура и давление. Более высокая скорость впрыска в сочетании с высокой температурой может привести к получению высокополированных поверхностей. При быстрой заливке минимизируется ориентация волокон, вызванная потоком. А это может уменьшить количество линий сварного шва, делая их более заметными и приводя к получению более качественной поверхности. В то же время медленное заполнение всегда дает плохие результаты.

Метод и состояние инструмента: Сама оснастка пресс-формы - это "мастер-поверхность". Поэтому очень важно, как изготовлена оснастка, с использованием различных технологий производства (механическая обработка, электроэрозионная обработка, последовательность полировки, абразивная обработка/травление/лазерное текстурирование). Кроме того, на качество обработки поверхности сильно влияет ее текущее состояние. Наилучшие результаты дает использование оснастки из таких металлов, как алюминий и закаленная сталь.

Заключение

В заключение следует отметить, что отделка поверхности, несомненно, может служить не только эстетическим целям. Это критически важная часть литьевого компонента, которая может повлиять на конечного пользователя. Несмотря на то, что существует огромное количество вариантов отделки, она может зависеть от проектируемой детали. Поскольку требования к отделке включаются на этапе проектирования литьевой формы, они должны быть определены заранее и четко. Это включает в себя требуемый стандарт, сорт и косметические зоны. Таким образом, инструмент может быть изготовлен, текстурирован и отполирован правильно, без последующей дорогостоящей доработки.