Eine der wichtigsten Phasen bei der Entwicklung einer neuen Kunststoffkomponente ist die Bewertung des Designs auf optimale Herstellbarkeit.
Kunststoffdesign für die Fertigung (DFM)
Ein kritischer Aspekt bei der Projektplanung für jedes Teil ist die Bewertung des Designs und die Bereitstellung von Überlegungen zur Herstellbarkeit von Teilen. Während des DFM-Prozesses (Design for Manufacturing) für spritzgegossene Kunststoffkomponenten suchen die Programmmanager und Ingenieure von Boyd nach allem, was Probleme im Spritzgussprozess verursachen könnte, einschließlich kosmetischer und dimensionaler Probleme. Typische Probleme beim Spritzgießen sind Wandstärke, Wand-zu-Rippen-Verhältnis, Entformungsschrägen, Nabendurchmesser, Hinterschneidungen, Positionen der Bindenaht und Texturauswahl. Boyd löst diese Probleme mit jahrelanger Erfahrung und modernsten Software-Simulatoren, die es Ingenieuren ermöglichen, das Teil genauer zu betrachten, indem sie es in kleinere Teile zerlegen. Diese Tools können dabei helfen, diese Probleme zu identifizieren, damit sie vor der Produktion behoben werden können.
Wandstärke
Eines der Hauptprobleme bei der Projektentwicklung ist die Wandstärke. Die Wandstärke hängt von vielen Faktoren ab und es gibt keine Dichte, die universell für alle Projekte funktioniert, daher muss sie pro Teil angepasst werden. Die Wandstärke ist wichtig, da sie sich auf die Teilebearbeitung auswirkt, die sich sowohl auf die Kosmetik als auch auf die Abmessungen auswirken kann, je nachdem, wie weit das Material fließen muss. Wenn die Wände zu dünn sind, bewegt sich der geschmolzene Kunststoff langsam durch das Werkzeug, was das Befüllen erschwert. Wenn die Wände hingegen zu dick sind, dauert es länger, bis der Kunststoff abgekühlt ist, und es besteht die Gefahr, dass die Teile schrumpfen. Kunststoffbereiche auf der Außenseite, die schneller abkühlen als die Innenseite, können einstürzen. Kunststoffkonstruktionen sollten eine gleichmäßige Wandstärke und glatte Übergänge anstreben, damit das Material korrekt durchfließen kann.
Wand-zu-Rippen-Verhältnis
Das Verhältnis von Wand zu Rippe ist ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Konstruktion von Teilen. Rippen werden häufig in der Kunststoffherstellung verwendet, um die strukturelle Festigkeit des Teils zu erhöhen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Rippendicke 60 % oder weniger als die Wandstärke des Teils betragen muss, da die Rippen sonst absinken und durch die andere Seite des Teils gesehen werden.
Entformungsschrägen
Eine der Hauptüberlegungen bei der Spritzgussfertigung sind die Formschrägungswinkel der Teile. Ein Teil muss aus dem Werkzeug entfernt werden, so dass keine 0-Grad- oder exakt senkrechte Formschräge auftreten kann. Ein Entformungswinkel von 0 Grad würde dazu führen, dass das Teil im Werkzeug stecken bleibt. Bei einem Teil mit starker Textur müssen die Entformungswinkel stärker vergrößert werden, da der Kunststoff mit größerer Wahrscheinlichkeit am Werkzeug haften bleibt. Richtiges Design und korrekte Entformungsschrägen lassen das Teil gut aussehen, ohne stecken zu bleiben.
Boss-Durchmesser
Die Nabendurchmesser, also die Löcher, in die die Schrauben eingesetzt werden, sind auch beim Spritzgießen wichtige Überlegungen. Der Nabendurchmesser enthält in der Regel einen Metalleinsatz, der die richtige Größe haben muss, um richtig zu passen. Wenn die Nabenwand zu dick ist, kommt es zu einem Einsinken auf der anderen Seite des Teils. Wenn der Durchmesser zu klein ist, passt der Einsatz nicht in das Loch. Für jeden Hersteller gibt es branchenspezifische Standards.
Hinterschneidungen
Ein Hinterschnitt kann als ein vertiefter Bereich des Teils definiert werden, und in Bezug auf die Formgebung bedeutet dies, dass der Hinterschnittbereich dazu führt, dass sich das Teil nicht aus dem Werkzeug lösen kann. Der Kunststoff wird um das Hinterschnittmerkmal herum eingespritzt, und das Teil kann nicht ausgeworfen werden, da sich die Form nach innen wölbt. Das Teil klemmt, weil sich der Kunststoff um das Werkzeug herum gebildet hat, was zu Problemen bei der Produktion führt. Die Konstruktionen von Spritzgussteilen müssen vor dem Werkzeugbau bewertet werden, um unnötige Kosten zur Behebung des Problems zu vermeiden.
Bindenähte
Bindenähte sind ein kosmetisches Problem, das bei kundenorientierten Bauteilen eine wesentliche Rolle spielt. Bindenähte entstehen, wenn sich das Material um ein Feature wickelt und beim Füllen des Werkzeugs um ein Hindernis wieder zusammenkommt. In diesem Fall wird eine kleine Linie gebildet, die als Schweißnaht- oder Stricklinie bezeichnet wird. Dies muss bei der Teilekonstruktion berücksichtigt werden, da die Bindenaht schwer zu verbergen ist. Bei der Bestimmung der Position einer Bindenaht ist es wichtig, die Kunststofftemperatur, die Anschnittposition, die Geschwindigkeit des fließenden Kunststoffs, die Anschnittdicke, die Anschnittposition und die Anschnitthöhe zu berücksichtigen.
Oberflächenbeschaffenheit
Textur kann verwendet werden, um Formfehler zu verbergen. Wenn zum Beispiel das Teiledesign Ihnen ein Waschbecken gibt, kann eine schwerere Textur helfen, dies zu verbergen. Die Verwendung von Texturen auf diese Weise hat Kompromisse im Design, die im Designprozess gründlich untersucht werden müssen. In der Entwurfsphase der Projektplanung sind all diese Faktoren entscheidend, um ein erfolgreiches Kunststoffteil zu bauen, das den Kundenspezifikationen entspricht. Das Know-how von Boyd im Bereich DFM kann dazu beitragen, den Erfolg Ihrer Kunststoffkomponente in Ihrem Produkt sicherzustellen.
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