إذا كنت مهندس منتج أو أخصائي شراء, حتى خطأ بسيط في تصميم الأجزاء المصبوب بالحقن يمكن أن يؤدي إلى مشاكل كبيرة: أجزاء عالقة في القوالب, إعادة صياغة مكلفة, أو دفعات المكونات المعيبة. الأخبار السارة? معظم هذه الأخطاء يمكن التنبؤ بها وقابل للتثبيت. هذا الدليل ينهار قمة 5 أخطاء في تصميم الجزء المصبوب بالحقن, مع أمثلة في العالم الحقيقي, بيانات, وحلول خطوة بخطوة للحفاظ على مشروعك على المسار الصحيح.
لماذا تصمم أخطاء المصبوب في التصميم
يعتمد صب الحقن على الدقة - من شكل القالب إلى كيفية تدفق البلاستيك ويبرد. عيب تصميم واحد يمكن أن يعطل هذه العملية: على سبيل المثال, قد تتسبب الجدران غير المستوية في الاعتماد على الأجزاء, في حين أن مسودة المنحدرات يمكن أن تكسر القالب نفسه. أسوأ, غالبًا ما لا يتم القبض على هذه الأخطاء حتى يبدأ الإنتاج - مما يجعلك الوقت (لإصلاح القالب) والمال (لإلغاء الأجزاء السيئة).
وفقًا لبيانات تصنيع Xometry, 60% من تأخير صب الحقن ينبع من أخطاء التصميم- لا توجد مشكلات في الآلة أو مشاكل مادية. إصلاح هذه الأخطاء في وقت مبكر (خلال مرحلة التصميم) يمكن خفض تكاليف المشروع بواسطة 30% أو أكثر.
1. تخطي مسودة المنحدرات (ال #1 سبب الأجزاء المعلقة)
أ مسودة المنحدر (أو مسودة زاوية) هو إمالة صغيرة (عادة 1 ° - 5 °) على جدران الأجزاء الرأسية التي تساعد على إطلاق البلاستيك من القالب. يتقلص البلاستيك باتجاه مركز الجزء لأنه يبرد - دون مسودة منحدر, يربط الجزء من قلب القالب, مما يجعل من المستحيل الخروج دون أضرار.
لماذا يحدث هذا الخطأ
غالبًا ما ينسى المصممون مسودة المنحدرات لأنهم يبدون "غير ضروريين" في النماذج ثلاثية الأبعاد. يفترضون أن القالب يمكنه فقط "دفع" الجزء للخارج - لكن انكماش البلاستيك يحول هذا إلى خطأ مكلف.
تكلفة عدم وجود مسودة منحدر
| حصيلة | متوسط تأثير التكلفة | الوقت فقد |
| أجزاء عالقة (أضرار العفن) | \(2,000- )5,000 (إصلاح العفن) | 1-2 أسابيع |
| دبابيس القاذف المكسور | \(500- )1,200 (استبدال جزء) | 3-5 أيام |
| أجزاء معيبة (خردة) | \(0.50- )5 لكل جزء (اعتمادا على الحجم) | يختلف |
مثال في العالم الحقيقي: كارثة قالب شركة لعبة
صمم صانع ألعاب شخصية عمل بلاستيكية مع مستقيم, الساقين الرأسية (لا مسودة المنحدر). أثناء الإنتاج:
- 40% من أجزاء تعثر في القالب.
- تم كسر دبابيس قاذف القالب مرتين (تكلفة $800 في كل مرة).
- لقد ألغوا 1,500 شخصيات معيبة (خسارة $1,200).
الإصلاح? إضافة أ 1° مسودة المنحدر إلى كل ساق. بعد التغيير, انخفضت الأجزاء المتلألئة إلى 0.3%, وتوقفت فواصل دبوس القاذف بالكامل.
كيفية تجنب ذلك
- إضافة أ الحد الأدنى 1 درجة مسودة المنحدر لجميع الجدران الرأسية (2° –3 ° للأسطح المحكم, الذي يسيطر على القالب أكثر).
- للأجزاء العميقة (زيادة 2 بوصة طويلة), زيادة المنحدر إلى 5 ° - العمق يعني المزيد من الانكماش والمخاطر الشائكة.
2. سماكة الجدار غير المستوية (يسبب تزييف & علامات بالوعة)
التدفقات البلاستيكية وتبرد بشكل مختلف في سميكة مقابل. الجدران الرقيقة. سمك غير متساو يؤدي إلى انكماش غير متكافئ: تستغرق الأقسام السميكة وقتًا أطول لتبرد, سحب الجزء من الشكل (تزييف) أو خلق الخدوش (علامات بالوعة) على السطح.
نطاق سمك الجدار المثالي
تعمل معظم الأجزاء المقبولة بالحقن بشكل أفضل مع الجدران بين 0.080-0.120 بوصة (2-3 ملم). أكثر سمكا من ذلك, وستحصل على علامات بالوعة; أرق, لا يمكن أن يتدفق البلاستيك بشكل صحيح (تسبب البقع الضعيفة).
كيف تبدو السماكة غير المتكافئة (والتكاليف)
صممت ماركة أدوات المطبخ وعاء بلاستيكي مع قاعدة سميكة 0.200 بوصة وجوانب رقيقة 0.060 بوصة. النتيجة:
- 25% من الأوعية مشوهة (تقلص القاعدة السميكة أكثر, سحب الجانبين إلى الداخل).
- ظهرت علامات الحوض على القاعدة (جعل الأوعية تبدو رخيصة).
- كان عليهم إعادة صياغة القالب (تكلفة $3,500) وتأخير الإنتاج بواسطة 2 أسابيع.
كيفية إصلاحه
- يستخدم الأضلاع و gussets لإضافة قوة دون سماكة الجدران. يجب أن يكون الأضلاع 50-60 ٪ من سماكة الجدار الرئيسي (على سبيل المثال, يحتاج جدار 0.100 بوصة إلى 0.050-0.060 بوصة).
- انتقالات تفتق بين أقسام سميكة ورقيقة (لا تقفز حادة)- هذا يبطئ فروق التبريد.
- حافظ على منطقة Sprue (حيث يدخل البلاستيك القالب) أكثر سمكا قليلا (0.120-0.150 بوصة) لضمان التدفق الكامل.
3. إضافة فترات الاستراحة غير الضرورية (ارتفاع تكاليف العفن)
الراحة (المسافات البادئة أو الثقوب التي تدخل في الجزء) أضف التعقيد إلى القالب. لجعلهم, يحتاج صانعو القوالب إلى مكونات إضافية: انزلاقات, المصاعد, أو من خلال النوى- كل ذلك يزيد من تكلفة العفن ووقت الإنتاج.
تكلفة الاستراحة غير الضرورية
| تعقيد العطلة | تكلفة العفن الإضافية | زيادة وقت الإنتاج |
| عطلة صغيرة بسيطة | \(500- )1,000 | 5-10 ثانية لكل دورة |
| العطلة العميقة أو الزاوية | \(1,500- )3,000 | 15-20 ثانية لكل دورة |
| فترات راحة متعددة | \(3,000- )6,000 | 20-30 ثانية لكل دورة |
مثال: الرقابة المكلفة لعلامة الإلكترونيات
أضافت شركة تصنيع حالة الهاتف عطلة صغيرة للشعار (على الرغم من أنه كان من الممكن طباعة الشعار لاحقًا). تتطلب العطلة شريط منزلق في القالب:
- ارتفعت تكلفة العفن $1,200.
- استغرقت دورات الإنتاج 10 ثوانٍ أطول (خسارة 1,440 أجزاء في اليوم).
- بعد 6 شهور, أدركوا أن الشعار المطبوع بدا أفضل - وأزالوا العطلة, إهدار $1,200 الاستثمار المنزلق.
كيفية تجنب ذلك
- بسأل: "هل هذه العطلة تخدم وظيفة?"إذا كان الأمر مجرد مظهر (على سبيل المثال, الشعارات), استخدم الطباعة أو النقش بدلاً من ذلك.
- إذا كنت بحاجة إلى عطلة, احتفظ بها ضحلة (تحت 0.100 بوصات) وتجنب الزوايا - وهذا يستخدم مكونات العفن أرخص.
4. اختيار المواد الخاطئة (يؤدي إلى فشل جزئي)
يعد اختيار المواد أحد أكثر أخطاء التصميم التي يتم تجاهلها. اختيار بلاستيك لا يتطابق مع استخدام الجزء (على سبيل المثال, مادة غير مقاومة للأحفر للأجزاء الخارجية) سوف يتسبب في فشل مبكر - حتى لو كان التصميم مثاليًا.
الأخطاء المادية الشائعة & إصلاحات
| استخدام الحالة | اختيار المواد الخاطئة | اختيار المواد الصحيح | نتيجة الخطأ |
| أجزاء في الهواء الطلق | القيمة المطلقة القياسية (لا حماية الأشعة فوق البنفسجية) | القيمة المطلقة + مثبتات الأشعة فوق البنفسجية | تشققات بعد 3-6 أشهر من الشمس |
| أجزاء الحمل (على سبيل المثال, قوسين) | نايلون نقي | نايلون + حشو الألياف الزجاجية | ينحني أو يكسر تحت الضغط |
| تحمل الأسطح (على سبيل المثال, التروس) | البولي بروبيلين | البولي بروبيلين + مضافة زيوت التشحيم | ارتداء سريع (فشل في 1,000 دورات) |
| أجزاء التواصل مع الطعام | PVC (يحتوي على السموم) | البولي بروبيلين (آمن الطعام) | الغرامات التنظيمية, تذكر |
فشل العالم الحقيقي: أثاث في الهواء الطلق
تستخدم شركة أثاث الفناء ABS القياسية لأذرع الكرسي البلاستيكي (لإنقاذ $0.30 لكل كرسي). بعد 4 شهور في الخارج:
- 80% من أذرع الكرسي المتصدع من التعرض للأشعة فوق البنفسجية.
- كان عليهم أن يتذكروا 10,000 كراسي (تكلفة $50,000).
التحول إلى القيمة المطلقة + مثبتات الأشعة فوق البنفسجية (تكلفة $0.45 لكل كرسي) إصلاح المشكلة - لا تشققات بعد 2 سنوات من الاستخدام في الهواء الطلق.
5. نسيان فيليه نصف قطر (يخلق ضعيفًا, أجزاء حادة)
فيليه نصف قطر (زوايا مستديرة) هي منحنيات صغيرة تحل محل الحواف الحادة. يفعلون ثلاثة أشياء حرجة:
- تعزيز الجزء: تركز الزوايا الحادة على الإجهاد, مما يؤدي إلى الشقوق.
- تحسين السلامة: يمكن أن تقطع الحواف الحادة العمال أو المستخدمين.
- زيادة جماليات: تبدو الزوايا المستديرة أكثر تلميعًا.
تكلفة الزوايا الحادة
صممت الشركة المصنعة للأدوات مقبض بلاستيكي مع زوايا حادة. النتيجة:
- 15% من المقابض متشققة في الزوايا أثناء الاستخدام (الإجهاد من الإمساك).
- 3 حصل العمال على تخفيضات صغيرة أثناء تجميع الأدوات.
- كان عليهم إضافة خطوة صنفرة (تكلفة $0.25 لكل مقبض) لتنعيم الحواف.
إضافة أ 0.030-بوصة فيليه دائرة نصف قطرها إلى الزوايا حلت جميع القضايا - لا المزيد من الشقوق, لا تخفيضات, ولا رمل إضافي.
كيفية إضافة شرائح بشكل صحيح
- استخدم كحد أدنى 0.020 بوصة دائرة نصف قطرها لأجزاء صغيرة; 0.050-0.100 بوصة لأجزاء أكبر.
- للزوايا حيث يجتمع جداران, اجعل نصف قطر فيليه 25-50 ٪ من سمك الجدار (على سبيل المثال, يحتاج جدار 0.100 بوصة إلى فيليه 0.025-0.050 بوصة).
وجهة نظر Yigu Technology حول أخطاء تصميم الأجزاء المصبوب بالحقن
في Yigu Technology, نعتقد أن أخطاء التصميم في صب الحقن يمكن الوقاية منها مع الفحوصات المبكرة. نحن نوجه العملاء دائمًا لتحديد أولويات "التصميم للتصنيع" (DFM) المراجعات - مسودة مسودة منحدر أو سماكة الجدار قبل أن يحفظ إنتاج العفن 50% تكاليف إعادة صياغة. على سبيل المثال, لقد ساعدنا ذات مرة عميل على إزالة فترات الاستراحة غير الضرورية من جزء طبي, خفض تكاليف العفن $2,800. المفتاح هو التعاون: يشارك المهندسون أهداف التصميم, نشارك خبرة العفن, ونحن نعمل معا ببناء أجزاء تتجنب هذه 5 أخطاء شائعة - الوقت المناسب, مال, والإحباط.
التعليمات
1. هل يمكنني إصلاح خطأ مسودة المنحدر بعد صنع القالب?
نعم, لكنها مكلفة. يمكن لصانعي القوالب طحن القالب لإضافة منحدر, لكن هذا يستغرق 1-3 أيام وتكاليف \(500- )1,500. من الأرخص بكثير إضافة منحدرات مسودات خلال مرحلة التصميم.
2. ماذا لو كان بدوري يحتاج إلى قسم سميك (على سبيل المثال, قاعدة 0.200 بوصة)?
يستخدم الحفر (تجويف القسم السميك مع ثقب) لتقليل سمك دون فقدان القوة. على سبيل المثال, يمكن أن تحتوي قاعدة 0.200 بوصة على نواة 0.100 بوصة-وهذا يقلل من وقت التبريد ويمنع علامات الحوض.
3. هل نصف قطر فيليه ضروري لجميع الأجزاء?
تقريبا كل شيء - باستثناء الأجزاء التي تحتاج إلى حواف حادة للوظيفة (على سبيل المثال, شفرة بلاستيكية لفتح الحزم). ل 99% من أجزاء, تعمل الشرائح على تحسين القوة والسلامة دون أي جانب سلبي.
