Die Eigenschaft von Thermoplasten ist, dass sie sich nach Erwärmung ausdehnen und nach Abkühlung schrumpfen, und natürlich schrumpft auch das Volumen nach Druckbeaufschlagung. Beim Spritzgussverfahren wird der geschmolzene Kunststoff zuerst in den Formhohlraum eingespritzt, und nach dem Füllen kühlt und verfestigt sich das geschmolzene Material und schrumpft, wenn das Kunststoffteil aus der Form genommen wird, was als Formschwindung bezeichnet wird. In der Zeit, in der das Kunststoffteil aus der Form genommen und stabilisiert wird, kommt es noch zu leichten Größenänderungen. Eine Art der Veränderung besteht darin, weiter zu schrumpfen, und dieses Schrumpfen wird als Nachschrumpfung bezeichnet.
Eine andere Variante ist, dass einige hygroskopische Kunststoffe durch Feuchtigkeitsaufnahme quellen. Wenn beispielsweise der Wassergehalt von Nylon 610 3 % beträgt, beträgt die Größenzunahme 2 %; Wenn der Wassergehalt von glasfaserverstärktem Nylon 66 40 Prozent beträgt, beträgt die Größenzunahme 0,3 Prozent. Aber gerade die Umformschwindung spielt eine große Rolle.
Die Methode zur Bestimmung der Schrumpfrate verschiedener Kunststoffe (Formschwindung plus Nachschwindung) empfiehlt derzeit im Allgemeinen die Festlegungen der DIN16901 in der deutschen Landesnorm. Das heißt, die Differenz zwischen der Größe des Formhohlraums bei 23 Grad ± 0,1 Grad und der entsprechenden Kunststoffteilgröße, gemessen bei 23 Grad und einer relativen Feuchtigkeit von 50 ± 5 Prozent, nach 24-stündigem Formen wird berechnet.
Die Schrumpfungsrate S wird durch die folgende Formel ausgedrückt: S={(D－M)/D}×100 Prozent (1)
Darunter: S- Schrumpfungsrate; D- Formgröße; M-Kunststoffteilgröße.
Wenn der Formhohlraum nach bekannter Kunststoffteilgröße und Materialschrumpfungsrate berechnet wird, beträgt er D=M/(1-S). Um die Berechnung in der Werkzeugkonstruktion zu vereinfachen, wird im Allgemeinen die folgende Formel verwendet, um die Werkzeuggröße zu finden:
D=M plus MS(2)
Wenn eine genauere Berechnung erforderlich ist, sollte die folgende Formel angewendet werden: D=M plus MS plus MS2(3)
Da jedoch bei der Bestimmung der Schrumpfrate viele Faktoren die tatsächliche Schwindrate beeinflussen, können nur Näherungswerte verwendet werden, so dass die Berechnung der Kavitätsgröße nach Formel (2) grundsätzlich den Anforderungen genügt. Bei der Herstellung der Form wird die Kavität gemäß der unteren Abweichung und der Kern gemäß der oberen Abweichung bearbeitet, damit er bei Bedarf richtig beschnitten werden kann.
Der Hauptgrund, warum es schwierig ist, die Schrumpfrate genau zu bestimmen, ist, dass die Schrumpfrate verschiedener Kunststoffe kein fester Wert ist, sondern eine Bandbreite. Da die Schrumpfungsrate des gleichen Materials, das von verschiedenen Fabriken hergestellt wird, unterschiedlich ist, ist sogar die Schrumpfungsrate des gleichen Materials, das von verschiedenen Chargen in einer Fabrik hergestellt wird, ebenfalls unterschiedlich.
Daher kann jede Fabrik den Benutzern nur den Schrumpfbereich der von der Fabrik hergestellten Kunststoffe zur Verfügung stellen. Zweitens wird die tatsächliche Schwindungsrate während des Umformprozesses auch von Faktoren wie der Form des Kunststoffteils, dem Werkzeugaufbau und den Umformbedingungen beeinflusst. Der Einfluss dieser Faktoren wird im Folgenden vorgestellt.
Kunststoffform
Bei der Wandstärke des Formteils ist im Allgemeinen aufgrund der längeren Abkühlzeit der dicken Wand auch die Schwindungsrate größer. Wenn bei allgemeinen Kunststoffteilen die Differenz zwischen der Abmessung L in Fließrichtung des geschmolzenen Materials und der Abmessung W senkrecht zur Fließrichtung des geschmolzenen Materials groß ist, ist auch die Differenz der Schrumpfrate groß. Im Hinblick auf die Fließstrecke der Schmelze ist der Druckverlust an dem vom Einguss entfernten Teil groß, so dass die Schrumpfung an dieser Stelle auch größer ist als in der Nähe des Eingusses. Formen wie Rippen, Löcher, Buckel und Gravuren sind schrumpffest, sodass diese Bereiche weniger schrumpfen.
Formstruktur
Die Anschnittform hat auch einen Einfluss auf die Schwindung. Bei Verwendung eines kleinen Angusses erhöht sich die Schwindung des Kunststoffteils, da der Anguss vor Ende des Nachdrucks erstarrt. Auch der Aufbau des Kühlkreislaufs im Spritzgießwerkzeug ist ein wichtiger Punkt bei der Werkzeugauslegung. Wenn der Kühlkreislauf nicht richtig ausgelegt ist, tritt der Schrumpfungsunterschied aufgrund der ungleichmäßigen Temperatur der Kunststoffteile auf, und das Ergebnis ist, dass die Größe des Kunststoffteils außerhalb der Toleranz liegt oder sich verformt. Bei dünnwandigen Teilen ist der Einfluss der Werkzeugtemperaturverteilung auf die Schwindung deutlicher.
Formabmessungen und Herstellungstoleranzen
Zusätzlich zur Berechnung der Grundabmessungen durch die D=M(1 plus S)-Formel haben die Bearbeitungsabmessungen des Formhohlraums und des Kerns auch ein Bearbeitungstoleranzproblem. Konventionell beträgt die Verarbeitungstoleranz der Form 1/3 der Toleranz des Kunststoffteils. Da jedoch Schrumpfbereich und Stabilität von Kunststoffen unterschiedlich sind, ist es zunächst erforderlich, die Maßtoleranzen von Kunststoffteilen aus unterschiedlichen Kunststoffen rationell zu ermitteln. Das heißt, die Maßtoleranz von Kunststoffformteilen sollte größer sein, wenn der Schrumpfbereich groß oder die Schrumpfstabilität schlecht ist. Andernfalls kann es zu einer großen Anzahl von Abfallprodukten mit Größen außerhalb der Toleranz kommen.
Aus diesem Grund haben verschiedene Länder speziell formulierte nationale Normen oder Industrienormen für die Maßtoleranzen von Kunststoffteilen. China hat auch Berufsstandards auf Ministerebene formuliert. Die meisten von ihnen haben jedoch nicht die entsprechenden Maßtoleranzen des Formhohlraums. In der deutschen nationalen Norm sind die Norm DIN16901 für die Maßtoleranz von Kunststoffteilen und die entsprechende Norm DIN16749 für die Maßtoleranz des Formnestes speziell formuliert. Diese Norm hat weltweit großen Einfluss und kann daher als Referenz für die Kunststoffformenindustrie verwendet werden.
Maßtoleranz und zulässige Abweichung von Kunststoffteilen
Um die Maßtoleranzen von Kunststoffteilen, die aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Schwindungseigenschaften geformt sind, sinnvoll zu bestimmen, führt die Norm den Begriff der Formungsschwindungsdifferenz △VS ein. Die
△VS＝VSR_VST(4)
In der Formel: VS-Formschwindungsdifferenz VSR-Formschwindung in Richtung des Schmelzflusses VST-Formschwindung in Richtung senkrecht zum Schmelzfluss.
Nach dem Kunststoff △ VS-Wert werden die Schrumpfeigenschaften verschiedener Kunststoffe in 4 Gruppen eingeteilt. Die Gruppe mit dem kleinsten △VS-Wert ist die Hochpräzisionsgruppe, und analog dazu ist die Gruppe mit dem größten △VS-Wert die Niedrigpräzisionsgruppe. Und je nach Grundgröße Präzisionstechnik werden 110, 120, 130, 140, 150 und 160 Toleranzgruppen zusammengestellt. Außerdem wird festgelegt, dass die Maßtoleranzen von Kunststoffteilen mit den stabilsten Schrumpfeigenschaften aus den Gruppen 110, 120 und 130 ausgewählt werden können.
120, 130 und 140 werden für Maßtoleranzen von Kunststoff-Formteilen mit moderatem und stabilem Schwindungsverhalten verwendet. Wenn 110 Sätze von Maßtoleranzen zum Bilden von Kunststoffteilen dieser Art von Kunststoff verwendet werden, kann eine große Anzahl von Kunststoffteilen außerhalb der Toleranz hergestellt werden. Die Gruppen 130, 140 und 150 werden für die Maßtoleranzen von Kunststoffteilen mit schlechten Schrumpfeigenschaften ausgewählt.
Aus den Gruppen 140, 150 und 160 wird die Maßhaltigkeit der Kunststoffformteile mit den schlechtesten Schwindungseigenschaften ausgewählt. Beachten Sie bei der Verwendung dieser Toleranztabelle auch die folgenden Punkte. Die Allgemeintoleranzen in der Tabelle gelten für Maßtoleranzen, bei denen keine Toleranzen angegeben sind.
Die Toleranz, die die Abweichung direkt kennzeichnet, ist die Toleranzzone, mit der die Toleranz des Kunststoffteils gekennzeichnet wird. Die oberen und unteren Abweichungen können vom Konstrukteur bestimmt werden. Wenn die Toleranzzone beispielsweise {{0}},8 mm beträgt, können die folgenden oberen und unteren Abweichungen ausgewählt werden. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5 usw. Es gibt zwei Sätze von Toleranzwerten A und B in jeder Toleranzgruppe. Darunter ist A die Größe, die durch die Kombination von Formteilen gebildet wird, was den Fehler erhöht, der durch die Nichtübereinstimmung von Formteilen verursacht wird.
Diese Erhöhung beträgt 0,2 mm. Wobei B die Größe ist, die direkt durch die Formteile bestimmt wird. Präzisionstechnik ist ein Satz von Toleranzwerten, der speziell für Kunststoffteile mit hohen Präzisionsanforderungen festgelegt wurde. Bevor Sie die Toleranzen von Kunststoffteilen verwenden, müssen Sie zunächst wissen, welche Toleranzgruppen für die verwendeten Kunststoffe gelten.
