Thiết kế đúc phun xốp kết cấu tốt bắt đầu bằng việc xem xét bộ phận như hai vùng liên kết: một lớp da ngoài đặc tiếp xúc với bề mặt khuôn và một lõi dạng tế bào làm giảm mật độ ở phần bên trong. Cấu trúc đó có thể phù hợp với các chi tiết lớn hơn, dày hơn, nhưng nó không loại bỏ nhu cầu thiết kế cho dòng chảy, ngoại quan bề mặt, đẩy sản phẩm và lắp ráp. Các đánh giá an toàn nhất đặt ra yêu cầu về lớp da một cách rõ ràng trước khi khái niệm khuôn được cố định.
Sử dụng chức năng của bộ phận để quyết định nơi lớp da phải duy trì liên tục, bề mặt nào có thể chấp nhận vân bề mặt hoặc biến thiên quá trình, và kích thước nào phải được kiểm tra sau khi đúc. Đây là cuộc trao đổi thiết kế đằng sau đúc xốp kết cấu; quá trình nên được lựa chọn xoay quanh bộ phận, không được dùng như một lối tắt cho hình học chưa được xem xét.
Bắt đầu với bề mặt mà khách hàng thực sự sẽ nhìn thấy
Các bộ phận xốp kết cấu có thể thể hiện đặc tính bề mặt khác với bộ phận đúc đặc. Một bản vẽ ghi nhãn mọi mặt là “thẩm mỹ” mang lại rất ít chỉ dẫn hữu ích cho đội ngũ khuôn. Hãy chia bộ phận thành các vùng nhìn thấy, vùng chức năng và vùng không quan trọng, sau đó chỉ định những gì mỗi vùng phải đáp ứng: khớp, làm kín, chịu tải, nhận nhãn, hoặc nằm ngoài tầm nhìn.
Đối với các mặt nhìn thấy, hãy xem xét vân bề mặt dự kiến, độ bóng, màu sắc, vị trí đường ghép, dấu cổng, và ảnh hưởng của bất kỳ lớp phủ hoặc lắp ráp sau đó. Không nên giả định rằng lõi xốp sẽ làm mọi khuyết tật bề mặt biến mất. Nếu mối quan tâm là ngoại quan vết lõm, hãy so sánh hình học của bộ phận và lớp da dự kiến với lộ trình quy trình cụ thể; phần thảo luận về xốp vi tế bào hiện có tại cơ sở sẽ đề cập đến vấn đề hẹp hơn đó.
Giữ các chuyển tiếp thành dày một cách có chủ đích
Các bước nhảy độ dày lớn, các gân dày cô lập và các giao điểm gân đột ngột có thể làm phức tạp việc điền đầy và tạo ra hành vi làm nguội không đồng đều. Một khái niệm xốp kết cấu có thể làm cho tiết diện dày hơn trở nên khả thi, nhưng dày không có nghĩa là không bị ràng buộc. Sử dụng các chuyển tiếp dần dần ở nơi chức năng cho phép, kết nối gân với thành mà không tạo ra khối lượng không cần thiết, và tránh xếp chồng nhiều đặc điểm dày tại một vị trí.
Khi không thể loại bỏ tiết diện dày, hãy ghi lại lý do cần thiết và cách nó được hỗ trợ. Quyết định xem tiết diện có gân, đặc điểm rỗng, hay một quy trình khác có thể đáp ứng cùng yêu cầu tải với ít vật liệu hơn hay không. Đây là quyết định về hình học, không phải lời hứa về thiết lập thông số.
Thiết kế đường dẫn dòng chảy trước khi chọn vị trí cổng
Vị trí cổng ảnh hưởng đến nơi nhựa nóng chảy đi vào, cách khoang khuôn được điền đầy, và nơi các mặt trước dòng chảy gặp nhau. Đối với một bộ phận dài hoặc không đối xứng, một cổng trông thuận tiện trên bản vẽ có thể tạo ra đường dẫn dài đến một đặc điểm mỏng hoặc để lại dấu vết nhìn thấy trên một mặt cần giữ sạch. Đánh dấu các hướng dòng chảy có khả năng và các đường gặp nhau tiềm năng trên bản đánh giá CAD, sau đó kiểm tra xem những vị trí đó có xung đột với yêu cầu về ngoại quan, độ bền hoặc làm kín hay không.
Lỗ thông hơi cũng cần một đường dẫn có chủ đích cho không khí bị dịch chuyển. Các vùng cuối dòng chảy, góc cạnh và các đặc điểm giữ khí cần được chú ý trong quá trình thiết kế khuôn. Kích thước lỗ thông hơi cụ thể và chi tiết cổng vào phụ thuộc vào vật liệu, khuôn và thiết kế quy trình; không nên sao chép chúng như những giá trị phổ quát từ một chi tiết khác.
Lập kế hoạch đẩy khuôn và đo lường xoay quanh trạng thái ấm của chi tiết
Một tấm panel hoặc vỏ hộp rộng có thể mềm dẻo khi còn ấm, ngay cả khi nó đủ cứng sau khi ổn định. Vị trí chốt đẩy, bề mặt đỡ và mọi thao tác xử lý bằng robot hoặc người vận hành nên tránh làm biến dạng chi tiết trong quá trình tháo khuôn. Xem xét khả năng tiếp cận để đẩy khuôn và cân nhắc nơi cần hỗ trợ tạm thời giữa lúc tháo khuôn và kiểm tra.
Xác định trạng thái đo trước khi phát hành dụng cụ: sơ đồ chuẩn datum, phương pháp dùng đồ gá hoặc trạng thái tự do, thời gian sau khi ép phun, và các đặc điểm ảnh hưởng đến độ khớp. Nếu không, hai nhóm có thể đo cùng một chi tiết trong các điều kiện đỡ khác nhau và báo cáo kết quả khác nhau. Nguyên tắc này cũng áp dụng khi dự án sử dụng một phương pháp thông thường thiết kế khuôn ép phun xem xét—phương pháp kiểm tra thuộc về kế hoạch thiết kế.
Trình tự đánh giá thiết kế thực tiễn
- Xếp hạng các bề mặt. Đánh dấu các vùng thẩm mỹ, làm kín, lắp ghép và không quan trọng.
- Giải thích mọi tiết diện dày. Liên kết thành dày, trụ lồi và gân với nhu cầu chịu tải hoặc lắp ráp.
- Truy vết đường dẫn dòng chảy. Xem xét các phương án cổng vào, đường dòng chảy dài, điểm gặp nhau của mặt trước dòng chảy và các vùng cuối dòng chảy.
- Xem xét thoát khí và tháo khuôn. Xác định nhu cầu thông hơi, độ dốc thoát khuôn, tiếp xúc chốt đẩy và hỗ trợ xử lý.
- Đặt điều kiện chấp nhận. Xác định giới hạn ngoại quan, kích thước, trạng thái đo và trách nhiệm phê duyệt mẫu.
Các câu hỏi cần giải quyết trước khi chốt khái niệm khuôn
- Những bề mặt nào lộ ra sau khi lắp ráp, và mức độ biến thiên bề mặt nào là chấp nhận được?
- Có thể thay thế một vùng dày bằng các gân hoặc một bố cục kết cấu khác không?
- Cổng và vết dòng chảy có thể xuất hiện ở đâu mà không ảnh hưởng đến lắp ráp hoặc ngoại quan?
- Chi tiết sẽ được đỡ và đo như thế nào khi hình dạng của nó vẫn còn thay đổi sau khi đẩy ra?
Câu hỏi thường gặp
Foam kết cấu có tự động loại bỏ vết lõm không?
Không. Kết quả phụ thuộc vào hình học chi tiết, vật liệu, thiết kế khuôn và điều kiện quy trình. Đánh giá thiết kế cần xác định các vùng dày và định nghĩa cách đánh giá ngoại quan.
Có thể quy định mọi bề mặt là bề mặt ngoại quan không?
Một dự án có thể đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt, nhưng bản vẽ nên xác định các vùng ưu tiên và tiêu chí chấp nhận có thể đo lường. Điều đó giúp các nhóm thiết kế và chế tạo khuôn đánh giá các đánh đổi thay vì đối xử giống nhau với mọi bề mặt.
Foam kết cấu có giống với ép phun hỗ trợ khí không?
Không. Các quy trình này tạo ra cấu trúc bên trong khác nhau và sử dụng các chiến lược quy trình khác nhau. Hãy lựa chọn giữa chúng dựa trên hình học của chi tiết, nhu cầu chức năng, yêu cầu ngoại quan và kế hoạch chế tạo khuôn đã được xác nhận.