En moulage par injection, tolérances sont la différence entre une partie qui s'adapte parfaitement (Comme un étui de téléphone qui s'enclenche) Et celui qui échoue (comme un équipement qui s'embrasse). Les concepteurs et les fabricants demandent souvent: «À quel point ma tolérance peut-elle être serrée?" ou«Pourquoi ma part sort-elle trop petite?" La réponse réside dans la compréhension de ce qui motive la variation de la tolérance et comment la contrôler. Ce guide décompose les facteurs clés affectant les tolérances de moulage par injection, partage des solutions exploitables pour réduire les défauts, et utilise des exemples du monde réel pour faciliter les concepts complexes. À la fin, Vous saurez comment définir des tolérances qui équilibrent les performances, coût, et la fabrication.
Quelles sont les tolérances de moulage par injection?
D'abord, Définissons les bases: Untolérance au moulage par injection est la plage de variation admissible pour les dimensions d'une partie (Par exemple, longueur, largeur, taille de trou). Il garantit que même si une partie n'est pasexactement la taille de votre dessin, ça marche toujours.
- Tolérances typiques: La plupart des pièces moulées par injection utilisent ± 0,1 mm (une base de base de l'industrie commune).
- Tolérances étroites: Pour les pièces de précision (Comme des composants médicaux), Les tolérances peuvent être aussi serrées que ± 0,025 mm - mais elles coûtent plus cher et nécessitent un contrôle plus strict.
Pourquoi est-ce important? Un fabricant de meubles a conçu une fois une charnière en plastique avec une tolérance de ± 0,2 mm. Les charnières étaient trop lâches, provoquant un affaissement des portes de l'armoire. La réduction de la tolérance à ± 0,1 mm a résolu le problème - il n'est pas plus affaissé, et les clients ont cessé de se plaindre.
Facteurs clés qui ruinent les tolérances de moulage par injection (Et comment les réparer)
Les problèmes de tolérance remontent presque toujours à cinq causes profondes: rétrécissement des matériaux, gauchissement, extension thermique, Mauvaise conception de pièces, et problèmes de moisissure. Attorons-nous chacun avec des solutions que vous pouvez appliquer aujourd'hui.
1. Rétrécissement des matériaux: Le #1 Coupable
Tous les plastiques se rétrécissent alors qu'ils se refroidissent dans la moisissure, mais certains se rétrécissent plus que d'autres. Ce retrait affecte directement la tolérance: Plus un plastique se rétrécit, plus il est difficile de frapper des dimensions serrées.
Pourquoi ça arrive
Les plastiques se divisent en deux catégories, Et leurs taux de retrait diffèrent radicalement:
- Plastiques semi-cristallins (Par exemple, Jeter un coup d'œil, Pa / nylon, Pp): Ceux-ci ont un motif moléculaire structuré. Lorsqu'il est fondu, Les molécules se sont répandues; Lorsqu'il est refroidi, Ils se serrent étroitement - entraînant plus de retrait (et pire tolérances).
- Plastiques amorphes (Par exemple, PC, Ps, PEI): Ceux-ci ont des structures moléculaires aléatoires. Ils restent amorphes même lorsqu'ils sont fondus, Alors ils rétrécissent moins (et maintenir des tolérances plus strictes).
Tableau de comparaison du taux de retrait
| Type de plastique | Exemple de matériel | Taux de retrait (mm / mm) | Tolérance typique | Mieux pour |
|---|---|---|---|---|
| Amorphe | Polycarbonate (PC) | 0.005–0.007 | ± 0,05–0,1 mm | Pièces de l'appareil, fenêtre |
| Amorphe | Polystyrène (Ps) | 0.004–0.006 | ± 0,05–0,1 mm | Couverts, tasses |
| Semi-cristallin | Nylon (Pennsylvanie) | 0.015–0.025 | ± 0,1 à 0,15 mm | Pièces automobiles, textiles |
| Semi-cristallin | Polypropylène (Pp) | 0.015–0.020 | ± 0,1 à 0,15 mm | Bouteilles, caisses |
| Hautement performance | Jeter un coup d'œil (Semi-cristallin) | 0.012–0.018 | ± 0,07–0,12 mm | Implants médicaux, roulements |
| Hautement performance | PEI (Amorphe) | 0.005–0.008 | ± 0,05–0,08 mm | Composants aérospatiaux |
Comment réparer le retrait
- Choisissez le bon plastique: Si vous avez besoin de tolérances étroites, Choisir un plastique amorphe (comme PC) au lieu d'un semi-cristallin (comme pp).
- Surdimensionner le moule: Les moules sont usinés légèrement plus grands pour tenir compte du retrait. Par exemple, un 100 La pièce PC MM a besoin d'une cavité de moisissure de 100.6 MM (pour tenir compte de 0.006 mm / mm de retrait).
- Paramètres de processus de contrôle: Augmenter la pression d'injection (Pour emballer plus de plastique dans le moule) et refroidissement lent (Pour réduire le retrait rapide). Un fabricant d'électronique a utilisé cette astuce pour les étuis de téléphone PC - le chariot est tombé 30%, et les tolérances atteignent ± 0,08 mm de manière cohérente.
2. Gauchissement: Lorsque les pièces se penchent hors de forme
La déformation se produit lorsque les parties se refroidissent de manière inégale - certaines zones se rétrécissent plus rapidement que les autres, Tirer la pièce hors de l'alignement. Ces ruines des tolérances: Un support déformé pourrait être la bonne longueur, Mais ça ne conviendra pas parce qu'il est plié.
Pourquoi ça arrive
L'épaisseur de paroi inégale est la principale cause. Une partie avec un 1 mur mm et un 3 La côte de mm refroidira à différents tarifs: La fine paroi refroidisse rapidement (se rétrécit rapidement), tandis que la côte épaisse se refroidit lentement (se rétrécit plus tard)—Cartin provoquant.
Table d'épaisseur de paroi recommandée (Pour éviter la déformation)
| Matériel | Épaisseur de paroi recommandée (MM) |
|---|---|
| Abs | 1.1–3.5 |
| Acétal | 0.7–3.0 |
| Acrylique | 0.6–12.0 |
| Polymère de cristal liquide | 0.7–2.9 |
| Plastique renforcé de fibres longues | 1.9–27.0 |
| Nylon (Pennsylvanie) | 0.7–2.9 |
| Polycarbonate (PC) | 1.0–3.8 |
| Polyéthylène (Pe) | 0.7–5.0 |
| Polypropylène (Pp) | 0.88–3.8 |
| Polystyrène (Ps) | 0.88–3.8 |
Comment réparer la déformation
- Gardez les murs uniformes: Si vous avez besoin d'une section plus épaisse (comme une côte), limiter la variation de l'épaisseur à 15% du mur nominal. Par exemple, un 2 Le mur mm peut avoir une côte pour 2.3 MM (2 MM + 15% = 2.3 MM).
- Utiliser des transitions effilées: Évitez les marches nettes entre les sections épaisses et minces. Un cône graduel (1:5 rapport) laisse la partie cool uniformément.
- Étude de cas: Une entreprise de jouets a fait un camion en plastique avec un 1 corps mm et 3 trou d'essieu mm. Les corps déformés, faire en sorte que les essieux ne correspondent pas. Ils ont effilé la transition vers 1:5 et réduit l'épaisseur du trou à 2.3 MM - Warping s'est arrêté, et 99% des pièces rencontraient la tolérance.
3. Extension thermique: Les tolérances qui changent avec la température
Les plastiques se développent lorsqu'ils sont chauffés et se contractent lorsqu'ils sont refroidis - plus que les métaux. Cela signifie qu'une partie qui rencontre la tolérance dans une usine de 25 ° C pourrait être trop grande dans une voiture de 40 ° C (ou trop petit dans un garage de -10 ° C).
Pourquoi ça compte
Si votre pièce se marie avec du métal (comme un équipement en plastique sur un arbre en acier), La dilatation thermique est une catastrophe. Les métaux ont de faibles taux d'expansion - donc lorsque l'équipement en plastique se développe, Il s'embrasse; Quand ça se contracte, c'est lâche.
Comment réparer l'expansion thermique
- Choisir des plastiques résistants à la chaleur: Pour les pièces utilisées dans des températures extrêmes (Par exemple, baies moteur), Utiliser Ultem ou Peek - ils ont des taux d'expansion thermique inférieurs que l'ABS ou le PC.
- Tester dans des conditions réelles: Ne vous contentez pas de mesurer les tolérances dans un laboratoire contrôlé. Tester des pièces dans les environnements dans lesquels ils seront réellement utilisés. Un fournisseur automobile a testé des clips en plastique dans des fours à 80 ° C - ils ont trouvé les clips élargis par 0.15 MM, Alors ils ont ajusté le moule à 0.15 mm plus petit. Les clips s'adaptent désormais parfaitement dans les moteurs chauds.
4. Mauvaise conception de pièces: Tolérances qui ont été condamnées dès le début
La conception de votre pièce est le fondement de bonnes tolérances. Même les meilleurs matériaux et moules ne peuvent pas réparer une conception qui ignore les règles de base.
Erreurs de conception courantes
- Murs épais: Sections épaisses (sur 3.8 mm pour la plupart des plastiques) rétrécir de façon inégale, ruiner les tolérances.
- Tailles: UN 500 La partie mm rétrécira plus (Retrait total = Taille × Taux de retrait) qu'un 50 partie MM. Les tolérances serrées sont plus difficiles à frapper pour de grandes pièces.
- Manque de côtes / goussets: Ajout de côtes (au lieu d'épaissir les murs) ajoute de la force sans provoquer de retrait.
Comment résoudre les problèmes de conception
- Utiliser les côtes, Pas des murs épais: UN 2 mur mm avec 1.5 Les côtes MM sont plus fortes qu'un 3 mur mm - et rétrécit moins.
- Gardez les caractéristiques critiques petites: Si vous avez besoin d'une tolérance de ± 0,05 mm, Mettez ça sur un petit trou (Par exemple, 5 MM) au lieu d'une grande surface (Par exemple, 200 MM).
- Exemple: Un fabricant de drones a conçu un 100 Cadre en plastique mm avec une tolérance à ± 0,08 mm. Le cadre se rétrécit trop (0.6 MM total), Manquer la tolérance. Ils divisent le cadre en deux 50 pièces MM (chacun avec une tolérance à ± 0,08 mm) et les a collés - le retrait total est tombé à 0.3 MM, Et les deux parties ont atteint leurs tolérances.
5. Problèmes de moisissure: Lorsque l'outil est le problème
Les moules sont des outils de précision - si le moule est désactivé, Vos tolérances le seront aussi. Les problèmes de moisissure communs comprennent:
- Mauvais refroidissement: Les moisissures avec des canaux de refroidissement inégaux font que les pièces se rétrécissent de manière incohérente.
- Cavités usées: Au fil du temps, Les cavités de moule s'use (en particulier les moules en aluminium), rendre les pièces plus grandes que prévu.
- Déséquilibre multi-cavité: Dans les moules avec 2+ cavités, Certaines cavités peuvent se remplir plus rapidement que d'autres - en mettant des différences de taille entre les pièces.
Comment résoudre les problèmes de moisissure
- Utilisez des moules en acier pour un volume élevé: Les moules en acier durent 100,000+ cycles (contre. 10,000–50 000 pour l'aluminium) et maintenir la tolérance plus longtemps.
- Ajouter des capteurs de température / pression: Capteurs dans le moule suivent les données en temps réel, vous permettre de régler le refroidissement ou la pression pour réparer les déséquilibres.
- Étude de cas: Un fabricant de bouteilles a utilisé un moule à 4 cavité pour les bouteilles PP. Deux cavités fabriquées en bouteilles 0.1 mm trop petit. L'ajout de capteurs a montré que ces cavités ont refroidi 5 ° C plus rapidement. Le réglage des canaux de refroidissement a résolu le problème - toutes les bouteilles ont maintenant frappé ± 0,05 mm.
Quand éviter les tolérances étroites (Et pourquoi)
Les tolérances serrées semblent géniales, Mais ils ne sont pas toujours nécessaires. Voici quand se détendre:
- Caractéristiques non critiques: Une partie décorative (comme le porte-autocollant d'un jouet) n'a pas besoin de ± 0,025 mm - ± 0,2 mm est bien.
- Coût des problèmes: Les tolérances serrées ajoutent 20 à 50% aux coûts de production (Moules plus précis, cycles plus lents, Plus d'inspections). Une startup sauvegardée $10,000 en desserrant une tolérance de ± 0,05 mm à ± 0,1 mm pour leur poignée en plastique - pas de la différence.
- Grosses pièces: UN 300 L'étagère en plastique mm ne peut pas tenir ± 0,05 mm - AIM pour ± 0,2 mm à la place.
Perspective de la technologie Yigu sur les tolérances de moulage par injection
À la technologie Yigu, nous croyonsTolérances de moulage par injection sont sur l'équilibre - pas la perfection. Trop souvent, Les clients ont trop spécifié (Par exemple, ± 0,025 mm pour une pièce non critique) et gaspiller de l'argent. Nous les aidons à aligner les tolérances avec la fonction: Par exemple, Un client médical est passé du coup d'œil (semi-cristallin, rétrécissement élevé) à Péi (amorphe, faible retrait) pour un outil de diagnostic, Défauts liés à la tolérance à la coupe par 40%. Nous partageons également des conseils de conception de moisissures (comme des murs uniformes) à l'avance pour éviter de retravailler. Les tolérances ne sont pas seulement des chiffres - c'est un moyen de livrer des pièces qui fonctionnent, à l'heure et au budget.
FAQ
- Puis-je utiliser une tolérance de ± 0,025 mm pour toutes mes pièces moulues par injection?
Non - ± 0,025 mm est une tolérance serrée qui ne fonctionne que pour les petits, pièces de précision (Comme les implants médicaux) Fabriqué avec des plastiques basses bas (Par exemple, PEI). Pour la plupart des pièces (Comme des composants jouets ou des charnières de meubles), ± 0,1 mm est suffisant. Les tolérances plus strictes coûtent plus cher et nécessitent un contrôle de processus plus strict. - Pourquoi mes pièces ont-elles des tolérances différentes d'un lot à l'autre?
La variation de lots à lot provient généralement des changements de matériaux ou de processus: Par exemple, un nouveau lot de plastique avec un taux de retrait plus élevé, ou un moule qui est usé. Réparez-vous en testant le rétrécissement du matériau avant chaque lot et en inspectant les moules à porter chaque 10,000 cycles. À l'aide de moules en acier (contre. aluminium) Réduit également la variation des lots. - Comment calculer la bonne taille de moule pour tenir compte du retrait?
Utilisez cette formule simple: Taille de la cavité du moule = Taille de pièce souhaitée × (1 + Taux de retrait). Par exemple, Si vous voulez un 100 Partie PC MM (taux de retrait 0.006), La cavité de la moisissure doit être 100 × (1 + 0.006) = 100.6 MM. Vérifiez toujours la fiche technique de votre plastique pour le taux de retrait exact - ne devinez pas!