Konstruksjon for sprøytestøping: jevn veggtykkelse først
Plast krymper når den kjøles ned, og tykke partier krymper mer og kjøles saktere enn tynne. Resultatet blir innsynk, hulrom inni godset og vridning. Grunnregelen er derfor å holde veggtykkelsen så jevn som mulig i hele detaljen. Overganger mellom ulike tykkelser bør skje gradvis, over en strekning på omtrent tre ganger tykkelsesforskjellen.
Hvilken tykkelse som er rimelig, avhenger av materialet. ABS og PC fungerer typisk godt mellom ca. 1,2 og 3,5 mm, mens PP, PA og POM kan støpes tynnere. Tykkere gods enn nødvendig gir lengre syklustid, og syklustiden styrer stykkprisen i serie. Trengs stivhet, er ribber nesten alltid bedre enn tykkere vegger.
En detalj som er tegnet for 3D-printing eller fresing, har ofte massive partier som fungerer der, men ikke i et støpeverktøy. Vi huler ut slike partier fra baksiden, slik at veggen blir jevn, og erstatter massivt materiale med et nett av ribber. Detaljen blir lettere og får kortere syklustid uten å miste stivhet.
Slippvinkler og delelinje
Alle flater som er parallelle med verktøyets åpningsretning, trenger en slippvinkel slik at detaljen slipper uten riper. Veiledende verdi er minst 0,5–1° på blanke flater. Strukturerte flater krever mer, ofte ytterligere 1–1,5° per 0,025 mm strukturdybde, etter anvisning fra verktøymakeren eller teksturleverandøren. Dype detaljer trenger som regel større vinkel enn grunne, fordi friksjonen mot kjernen øker med dybden.
Delelinjen, der verktøyets to halvdeler møtes, gir alltid et svakt spor på detaljen. Vi plasserer den på en kant der den ikke synes eller forstyrrer en tetning, i samråd med verktøymakeren. Hull og utsparinger som ikke ligger i åpningsretningen, krever sidetrekk eller løse kjerner. Det gjør verktøyet dyrere. Ofte kan en endret geometri fjerne behovet helt, for eksempel en gjennomgående utsparing i stedet for et blindspor.
Underskjæringer, altså former som hekter seg fast i verktøyet, kan noen ganger løses med en gjennomgående åpning i bunnen. Da kan en kjerne fra andre siden forme kroken. Teknikken brukes ofte for snappfester og sparer et sidetrekk. Vi foreslår slike løsninger tidlig, før verktøymakeren regner på verktøyet.
Ribber, radier og skruetårn
En ribbe gir stivhet uten tykt gods. Som veiledende verdi lages ribben 50–60 prosent så tykk som veggen, eller tynnere for materialer som lett får innsynk. Høyden bør være høyst ca. tre ganger veggtykkelsen, og avstanden mellom ribbene minst to ganger. Ribber får også slippvinkel og en liten radius ved roten.
Skarpe innvendige hjørner gir spenningskonsentrasjoner og dårligere fylling. Innvendige radier bør være minst halve veggtykkelsen. Utvendige radier bør være lik den innvendige radien pluss veggtykkelsen, slik at godset blir jevnt rundt hjørnet. Skruetårn kobles til veggen med ribber og holdes fri for tykke partier. Tårnets vegg lages omtrent 60 prosent av den nominelle veggen for å unngå innsynk på forsiden.
Snappfester dimensjoneres etter tøyningen materialet tåler. En tunge som smalner av mot spissen, fordeler tøyningen jevnere enn en rett tunge, og en radius ved roten reduserer faren for brudd. Vi regner forenklet på bøyningen og tester deretter funksjonen med en printet prototype.
Materialvalg og krymping
Materialet påvirker både konstruksjonen og verktøyet. Amorfe plaster som ABS og PC krymper lite og jevnt, omtrent 0,4–0,7 prosent. Delkrystallinske plaster som PP, PA og POM krymper mer, ofte 1–2,5 prosent, og ulikt langs og på tvers av flyten. Glassfiberfylte varianter krymper mindre, men får retningsavhengige egenskaper.
Snappfester fungerer best i seige materialer som PP, PA og POM, som tåler større tøyning enn PC og ABS. PP passer til filmhengsler, som kan bøyes tusenvis av ganger uten å ryke. Vi velger materiale etter krav til temperatur, kjemikalier, stivhet og overflate og angir betegnelsen på tegningen. Hvordan materialvalget henger sammen med produktets krav, beskriver vi i guiden fra idé til produkt. Selve krympingen kompenseres av verktøymakeren, som forstørrer formhulrommet. Vår oppgave er å angi materialet tydelig og unngå geometri som krymper ujevnt, for eksempel store plane flater uten ribber.
Test med prototype før verktøyet bestilles
Et støpeverktøy er vanskelig og dyrt å endre når stålet først er bearbeidet. Derfor tester vi geometrien først med 3D-printede prototyper. Passform, snappfester og montering kan vurderes, selv om en print aldri får nøyaktig samme egenskaper som en sprøytestøpt detalj. Mer om arbeidsgangen finner du under produktutvikling og prototyper. Noen ganger lønner det seg også å bestille et enklere prototypeverktøy i aluminium for de første detaljene.
Når konstruksjonen er klar, leveres STEP til verktøymakeren sammen med en tegning. Den viser kritiske mål, flater med krav til finish og hvor innløp og utstøterpinner kan plasseres. Vi gjør ingen formfyllingssimuleringer selv, men vi leverer et rent underlag til den som gjør analysen. Kapslinger er et vanlig bruksområde – se konstruksjon av elektronikkapslinger.
Tenk også på merkingen. Materialkode etter ISO 11469, datostempel og kavitetsnummer plasseres på en skjult flate. Vi tegner dem inn i modellen fra starten, slik at verktøymakeren ikke må legge dem til i etterkant.
Veiledende verdier for sprøytestøpte plastdetaljer
| Parameter | Veiledende verdi |
|---|---|
| Veggtykkelse ABS | ca. 1,2–3,5 mm |
| Veggtykkelse PP | ca. 0,8–3,8 mm |
| Veggtykkelse PA (PA6, PA66) | ca. 0,8–3,0 mm |
| Veggtykkelse PC | ca. 1,0–3,8 mm |
| Veggtykkelse POM | ca. 0,8–3,0 mm |
| Slippvinkel, blank flate | minst 0,5–1° |
| Slippvinkel, strukturert flate | ytterligere ca. 1–1,5° per 0,025 mm strukturdybde |
| Ribbe: tykkelse / høyde / avstand | 50–60 % av veggen / ≤ 3 × veggen / ≥ 2 × veggen |
| Radier | innvendig ≥ 0,5 × veggen, utvendig = innvendig + veggen |
| Krymping | ABS og PC ca. 0,4–0,7 %; PP, PA og POM ca. 1–2,5 % |
Veiledende verdier for ufylte materialer. Materialleverandørens datablad og verktøymakerens erfaring gjelder foran tabellen.
Dette trenger vi fra deg
- 3D-modell i STEP eller en eksisterende printet prototype
- Funksjon og miljø: last, temperatur, kjemikalier, UV-lys og kontakt med mat
- Ønsket materiale eller kravene som styrer materialvalget
- Synlige flater og krav til finish eller struktur
- Forventet volum per år
- Deler detaljen skal monteres mot: skruer, innsatser og andre plastdeler
- Kontaktinformasjon til verktøymakeren, hvis en allerede er valgt
Eksempler på oppdrag
- Hus og lokk til elektronikk
- Snappfester og klips
- Håndtak med ribber i stedet for massivt gods
- Boks med skrulokk
- Lokk med filmhengsel i PP
- Hjul og ruller
- Deksel med skruetårn og gjengeinnsatser
- Omkonstruksjon av en printet del for serie
- Feste i glassfiberfylt PA
- Detaljer med strukturert overflate
Dette påvirker pris og leveringstid
- Hvor mye av den eksisterende geometrien som må endres
- Antall sidetrekk og løse kjerner som må konstrueres bort
- Snappfester, filmhengsler og gjenger
- Antall detaljer som skal passe sammen i en sammenstilling
- Antall prototyperunder før verktøybestilling
- Revisjoner etter verktøymakerens innspill
Dette får du
- STEP til verktøymakeren
- Kontroll av slippvinkler og veggtykkelse i hele detaljen
- Forslag til delelinje, innløp og utstøterpinner
- Tegning med kritiske mål, materiale og overflatekrav
- Prototypefiler og printede prøvedetaljer
- Revisjonshåndtering etter verktøymakerens innspill
Vanlige spørsmål
Hvilken slippvinkel trengs ved sprøytestøping?
Som veiledende verdi minst 0,5–1° på blanke flater i åpningsretningen. Strukturerte flater og dype detaljer krever mer. Verktøymakeren kan oppgi nøyaktige verdier for sitt verktøy.
Hvor tykk skal veggen være på en sprøytestøpt detalj?
Det avhenger av materiale og størrelse. For hus i ABS og PC er ca. 1,5–3 mm vanlig, for PP og PA ofte litt tynnere. Det viktigste er at veggen er jevn.
Lager dere støpeverktøyet?
Nei. Vi konstruerer detaljen, forbereder underlaget og hjelper deg i dialogen med verktøymakeren. Selve verktøyet lages av en verktøymaker du velger.
Kan en 3D-printet del gjøres om for sprøytestøping?
Ja. Vi gjør veggene jevne, legger til slippvinkler og ribber og fjerner detaljer som krever sidetrekk. Ofte blir detaljen både lettere og sterkere.
Hva forårsaker innsynk?
Tykke partier som krymper mer enn omgivelsene, ofte ved ribber og skruetårn. Innsynk unngås med jevn veggtykkelse, tynnere ribber og uthulte partier.
Trenger jeg en formfyllingssimulering?
For store eller tynnveggede detaljer og høye krav til utseende er det ofte verdt det. Verktøymakeren eller en spesialist gjør vanligvis analysen, og vi leverer et underlag som er forberedt for den.