กระบวนการโครงสร้างของชิ้นส่วนพลาสติกมีอะไรบ้าง?

กระบวนการโครงสร้างของชิ้นส่วนพลาสติกมีอะไรบ้าง?

การออกแบบกระบวนการเชิงโครงสร้างของชิ้นส่วนพลาสติกส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการพิจารณาต่างๆ เช่น รูปทรงเรขาคณิต ความแม่นยำของขนาด อัตราการดึง ความหยาบของพื้นผิว ความหนาของผนัง มุมร่าง เส้นผ่านศูนย์กลางรู รัศมีรอยบาก มุมร่างแม่พิมพ์ และซี่โครงเสริมแรง บทความนี้จะอธิบายรายละเอียดในแต่ละประเด็นเหล่านี้ และหารือถึงวิธีการปรับองค์ประกอบเหล่านี้ให้เหมาะสมที่สุดระหว่างกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการผลิต

1. ความแม่นยำทางเรขาคณิตและมิติ

เนื่องจากการขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อนเป็นวิธีการประมวลผลรอง โดยเฉพาะในการขึ้นรูปสูญญากาศ มักจะมีช่องว่างระหว่างแผ่นพลาสติกและแม่พิมพ์ นอกจากนี้ การหดตัวและการเสียรูป โดยเฉพาะในบริเวณที่ยื่นออกมา อาจทำให้ความหนาของผนังบางลง ส่งผลให้ความแข็งแรงลดลง ดังนั้น ชิ้นส่วนพลาสติกที่ใช้ในการขึ้นรูปสูญญากาศจึงไม่ควรมีความเข้มงวดเกินไปสำหรับรูปทรงและความแม่นยำของขนาด

ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป แผ่นพลาสติกที่ได้รับความร้อนจะอยู่ในสถานะยืดโดยไม่มีการจำกัด ซึ่งอาจทำให้เกิดการหย่อนคล้อย เมื่อรวมกับการเย็นตัวและการหดตัวอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการถอดแม่พิมพ์ ขนาดและรูปร่างสุดท้ายของผลิตภัณฑ์อาจไม่เสถียรเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและสภาพแวดล้อม ด้วยเหตุนี้ ชิ้นส่วนพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนจึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในการขึ้นรูปที่มีความแม่นยำ

2. อัตราส่วนการดึง

อัตราการดึง ซึ่งเป็นอัตราส่วนระหว่างความสูง (หรือความลึก) ของชิ้นส่วนกับความกว้าง (หรือเส้นผ่านศูนย์กลาง) ของชิ้นส่วน เป็นตัวกำหนดความยากของกระบวนการขึ้นรูปเป็นส่วนใหญ่ ยิ่งอัตราการดึงสูงขึ้น กระบวนการขึ้นรูปก็จะยากขึ้น และมีแนวโน้มว่าจะเกิดปัญหาที่ไม่พึงประสงค์ เช่น รอยย่นหรือรอยแตกร้าวมากขึ้น อัตราการดึงที่มากเกินไปจะลดความแข็งแรงและความแข็งของชิ้นส่วนลงอย่างมาก ดังนั้น ในการผลิตจริง มักใช้ช่วงที่ต่ำกว่าอัตราการดึงสูงสุด ซึ่งโดยปกติจะอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 1

อัตราการดึงนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความหนาของผนังขั้นต่ำของชิ้นส่วน อัตราการดึงที่เล็กกว่าสามารถสร้างผนังที่หนาขึ้น ซึ่งเหมาะสำหรับการขึ้นรูปแผ่นบาง ในขณะที่อัตราการดึงที่มากขึ้นนั้นต้องใช้แผ่นที่หนาขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของผนังจะไม่บางเกินไป นอกจากนี้ อัตราการดึงยังเกี่ยวข้องกับมุมร่างแม่พิมพ์และความยืดหยุ่นของวัสดุพลาสติกอีกด้วย เพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ควรควบคุมอัตราการดึงเพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของอัตราเศษวัสดุ

3. การออกแบบเนื้อปลา

ไม่ควรออกแบบมุมแหลมที่มุมหรือขอบของชิ้นส่วนพลาสติก แต่ควรใช้มุมที่แหลมที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยรัศมีมุมไม่ควรเล็กกว่า 4 ถึง 5 เท่าของความหนาของแผ่น หากไม่ทำเช่นนั้น วัสดุจะบางลงและเกิดความเครียดสะสม ซึ่งจะส่งผลเสียต่อความแข็งแรงและความทนทานของชิ้นส่วน

4. มุมร่าง

การขึ้นรูปด้วยความร้อนแม่พิมพ์นั้นคล้ายกับแม่พิมพ์ทั่วไป โดยต้องมีมุมเอียงเพื่อให้ถอดแม่พิมพ์ออกได้ง่าย มุมเอียงโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1° ถึง 4° สามารถใช้มุมเอียงที่เล็กกว่าสำหรับแม่พิมพ์ตัวเมียได้ เนื่องจากการหดตัวของชิ้นส่วนพลาสติกช่วยให้มีระยะห่างเพิ่มขึ้น ทำให้ถอดแม่พิมพ์ออกได้ง่ายขึ้น

5. การออกแบบซี่โครงเสริมแรง

แผ่นพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนมักจะค่อนข้างบาง และกระบวนการขึ้นรูปจะถูกจำกัดด้วยอัตราการดึง ดังนั้น การเพิ่มซี่โครงเสริมแรงในบริเวณที่มีโครงสร้างอ่อนแอจึงเป็นวิธีสำคัญในการเพิ่มความแข็งแกร่งและความแข็งแรง ควรพิจารณาตำแหน่งของซี่โครงเสริมแรงอย่างรอบคอบเพื่อหลีกเลี่ยงบริเวณที่บางเกินไปที่ด้านล่างและมุมของชิ้นส่วน

นอกจากนี้ การเพิ่มร่องตื้น ลวดลาย หรือเครื่องหมายที่ด้านล่างของเปลือกที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนจะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งและรองรับโครงสร้างได้ ร่องตื้นตามยาวที่ด้านข้างจะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งในแนวตั้ง ในขณะที่ร่องตื้นตามขวางแม้จะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการพังทลาย แต่ก็อาจทำให้การถอดแม่พิมพ์ทำได้ยากขึ้น

6. การหดตัวของผลิตภัณฑ์

ผลิตภัณฑ์เทอร์โมฟอร์มโดยทั่วไปจะเกิดการหดตัวอย่างมีนัยสำคัญ โดยประมาณ 50% เกิดขึ้นระหว่างการทำให้เย็นในแม่พิมพ์ หากอุณหภูมิแม่พิมพ์สูง ชิ้นส่วนอาจหดตัวเพิ่มอีก 25% เมื่อเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องหลังจากถอดแม่พิมพ์ออก โดยหดตัวอีก 25% ที่เหลือจะเกิดขึ้นภายใน 24 ชั่วโมงถัดไป นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์ตัวเมียมักจะมีอัตราการหดตัวสูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ตัวผู้ 25% ถึง 50% ดังนั้น จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องพิจารณาการหดตัวในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ เพื่อให้แน่ใจว่าขนาดสุดท้ายตรงตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำ

การปรับปรุงการออกแบบให้เหมาะสมสำหรับรูปทรงเรขาคณิต อัตราการดึง รัศมีการขึ้นรูป มุมการขึ้นรูป ซี่โครงเสริมแรง และการหดตัว จะทำให้คุณภาพและความเสถียรของชิ้นส่วนพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนดีขึ้นอย่างมาก องค์ประกอบการออกแบบกระบวนการเหล่านี้มีผลกระทบอย่างสำคัญต่อประสิทธิภาพการผลิตและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน และเป็นกุญแจสำคัญในการรับรองว่าผลิตภัณฑ์จะตรงตามความต้องการของผู้ใช้