Общи изисквания към дизайна на пластмасов продукт

1. Формата на пластмасовия продукт

2. Класификация на пластмасовите изделия според степента на сложност

3. Конструктивни елементи на пластмасови изделия

3.1 Страни и дъна

3.2 Технологични отклонения

3.3 Резби в пластмаси

3.4 Армиране на пластмасови изделия

3.5 Радиуси на криви

3.6 Укрепващи елементи

3.7 Проектиране на краищата на пластмасови изделия

3.8 Проектиране на опорни повърхности за пластмасов продукт

3.9 Проектиране на позицията на вратата

3.10 Набраздяване, гофриране, надписи

4. Оразмеряване по чертежи на пластмасови изделия

5. Връзки на пластмасови части помежду си и с части от други материали

6. Залепващи връзки

Темата на теста е „Общи изисквания към дизайна на пластмасов продукт“.

Изделията от пластмаса и каучук вече са толкова разпространени, че по обем и асортимент превъзхождат всички други продукти, използвани от човечеството в ежедневието. Специалността „Технология на преработката на полимери” е една от новите специалности за нашия регион. Подготвя специалисти в областта на производството на полимерни изделия. Полимерите са уникални вещества с редица структурни характеристики и свойства, които трябва да се вземат предвид при създаването на технологии и оборудване за преработка на полимерни материали в продукти. Полимерните продукти, в зависимост от предназначението, могат да имат голямо разнообразие от форми и размери, следователно преди производството продуктът трябва да бъде проектиран.

Материалът на дисциплината се основава на изучаването на висша математика, приложмеханика, химия и физика на полимерите, технологии и оборудване за преработка на пластмаси и еластомери в продукти.

Полимерните продукти са продукти, изработени от пластмаса или каучук. При подобен високомолекулен характер свойствата на тези материали са толкова различни, че принципите на проектиране и изчисляване на продуктите не могат да бъдат еднакви. Пластмасите трябва да имат достатъчна твърдост, а гумата - еластичност.

Общи изисквания към дизайна на пластмасов продукт

Пластмасовите продукти се различават от другите продукти:

1) физични и механични свойства;

2) технология на производство.

Процесът на проектиране трябва да гарантира максимална технологичност на продукта.

Концепцията за високи технологии включва:

1) минималната цена;

2) спестяване на материали;

3) опростяване на дизайна на формовъчния инструмент;

4) повишаване на надеждността и дълготрайността на продукта;

5) пълно отчитане на свойствата на пластмасата и особеностите на технологията на обработка, например по време на обработката трябва да се вземе предвид запълването на формата с полимерна стопилка, а по време на работа - висок коефициент на линейно разширение, ниска топлопроводимост, пълзене и релаксация.

Дизайнът на пластмасов продукт значително влияе върху дизайна на формата и качеството на самия продукт, което също зависи от технологията на производство. Следователно продуктът трябва да се проектира едновременно с анализа на неговата технологичност.

При проектирането трябва да се стремите да осигурите рационални условия за потока на материала във формата, повишена точност на производството, намаляване на вътрешните напрежения и деформация, намаляване на производствения цикъл и улесняване на отстраняването на продукта от формата.

Дизайнът на пластмасовия продукт трябва да отговаря на следните изисквания:

1)Продуктите трябва да имат технологични (подвижни) наклони;

2) Допустимите отклонения за продукта трябва да бъдат технически обосновани и да се определят в зависимост от условията на работа, големината на колебанията в свиването на полимерния материал и височината на продукта, което влияе върху големината на наклона;

3) Когато е възможно, трябва да се избягват вдлъбнатини и издатини;

4) Продуктите да нямат пречки за изваждането им от формата;

5) Дизайнът на продукта трябва да бъде възможно най-прост, за да не се използват разделени матрици и щанци;

6) Продуктите трябва да са заоблени, което увеличава здравината, улеснява формоването на продукта и подобрява външния му вид;

7) Продуктите, особено пресованите, трябва да бъдат възможно най-компактни, без конзолни издатини със значителна дължина;

8) Стените на продукта, ако е възможно, трябва да бъдат с еднаква дебелина, без резки преходи;

9) Дизайнът на пластмасовия продукт може да включва метална или друга армировка, която повишава якостта, устойчивостта на износване, подобрява декоративните свойства и осигурява специални свойства, като електрическа или механична проводимост и др.;

10) При проектирането на продукта е необходимо да се предвиди мястото на захранването на леяк, позицията на ежекторите, следите от вложките и местоположението на линията на разделяне на формиращите елементи;

11) При избора на пластмаса трябва да се вземат предвид условията на работа.

При проектирането трябва да се има предвид, че пластмасовите продукти са склонни към изкривяване и напукване.

Най-голяма степен на изкривяване се наблюдава:

1) за големи плоски продукти, които нямат усилващи елементи;

2) за продукти с различна дебелина или продукти с едностранна армировка;

3) при неспазване на условията за експлоатация.

пукнатинивъзникват поради:

1) прекомерни вътрешни напрежения в продукти със значителна разлика в дебелината;

2) липса на достатъчно радиуси на заобляне;

3) неправилен монтаж на метални фитинги.

Пукнатини и изкривяване може да се появят не веднага след производството на продукта, а по време на експлоатацията му.

1. Формата на пластмасовия продукт

Конфигурацията (формата) на продукта и неговите размери определят основните технологични характеристики и дизайн. Формата на продукта е комбинация от структурни елементи като стени и дъна, както и наличието на отвори, армировка, наклони и др.

Външната форма трябва да осигурява, ако е възможно, използването на матрици и щанци от една част.

Причините за това състояние са:

1) висока цена на форми с разглобяеми формиращи елементи;

2) ниска устойчивост на износване на такива форми;

3) висока трудоемкост на производството на продукти.

Конфигурацията на продукта трябва да бъде възможно най-проста, да има гладки очертания със заоблени ъгли. Това насърчава свободния поток на стопената маса при пълнене на формата.

Продукти с проста конфигурация са по-лесни за производство с по-висока точност от сложните.

2. Класификация на пластмасовите изделия според степента на сложност

Простите елементи включват:

1. монолитни изделия като плочи с габаритни размери до 50 mm със съотношение на височината към дължината не повече от 1:10 и разлика в дебелината не повече от 2:1 за пресованите изделия и 2,5:1 за отливките;

2. монолитни изделия с форма на въртеливо тяло със съотношение на диаметъра към височината не повече от 1:2 и с габаритни размери до 50 mm.

Продукти, чиято конфигурация не отговаря на горните характеристики, се класифицират като сложни.

Комплексни продуктисе класифицират по структурни елементи в 6 групи по сложност:

I група на сложност - продукти без фитинги, резби и елементи, които възпрепятстват свободното изваждане от матрицата, с неразвита или неразвита повърхност (броят на проявените елементи е не повече от 4).

II група на сложност - същата с развита повърхност (броят на елементите на развитие е повече от 4).

III група на сложност - всяко развитие на повърхността, 1 - 4 нишки или няколко вида армировка (не повече от 4), 1 - 4 подрязвания, образувани от разглобяеми матрици.

IV група на сложност - същата, комбинация от резба и фитинги, 3 - 10 вида фитинги.

V група на сложност - повече от 10 вида фитинги, резба със стъпка по-малка от 1 мм.

VI група на сложност - броят на нишките, видовете армировка и подрязвания - повече от 10, странична резбова армировка.

Точността на размерите на различните елементи на пластмасовия продукт е силно зависима от посоката на равнината на разделяне на формата. Когато проектирате пластмасови продукти, трябва да се стремите да гарантирате, че най-критичните елементи на продукта не попадат в равнината на матрицата и перфоратора, тъй като тяхната точност се влияе от грешка, която зависи от дебелината на светкавицата. Разделителната линия трябва да съвпада с зоните с проста конфигурация и да е в една и съща равнина, за да се опрости отстраняването на флаш.

3. Конструктивни елементи на пластмасови изделия

Основните конструктивни елементи на пластмасовите изделия включват:

1) стени и дъна;

2) технологични отклонения;

3) радиуси на кривина;

4) усилващи елементи;

8) завършва; поддържащи повърхности; назъбване, гофриране, надписи.

3.1 Стени и дъна

Качеството на готовия продукт до голяма степен зависи от избора на дебелина на стената на пластмасовия продукт. Дебелината на стените на продуктите трябва да бъдекаквото ви трябва, но възможно най-тънко.

Промяната на дебелината на стената на даден продукт оказва значително влияние върху следното:

- дължината на пътя на потока на стопения материал в шприцформата;

- време на цикъл за производство на пластмасов продукт;

- твърдост на формования продукт;

- качеството на повърхността на продукта, наличието на изкривяване и кухини.

Важно е на ранен етап от проектирането да се определи дали с избрания материал може да се получи желаната дебелина на стената. Връзката между дължината на пътя на стопилката на материала и дебелината на стената има критично влияние върху това как стопилката запълва кухините на формата по време на обработката.

При малка дебелина на стената на пластмасовия продукт само полимери с относително нисък вискозитет на стопилка (свободно течащи стопилки) са подходящи за осигуряване на дълъг път на топене на материала.

Индексът на коравина на огъване за плосък лист материал се определя от стойността на модула на еластичност на този материал и инерционния момент на напречното сечение на самия лист. Когато се опитвате да увеличите твърдостта на пластмасови изделия, изработени от аморфно-кристални термопласти по традиционен начин чрез увеличаване на дебелината на стените им, без да се вземат предвид всички възможни последствия от такъв подход, много често могат да възникнат сериозни проблеми. Ако говорим за продукти, изработени от пластмаси, подсилени с фибростъкло, тогава промяната в дебелината на стената на такива продукти ще повлияе на ориентацията на армиращото фибростъкло. В близост до стените на формата влакната са ориентирани по посока на потока на стопилката, докато в резултат на турбулентния характер на потока на стопилката в централната част на напречното сечение на стената на продукта влакната са произволно ориентирани. Следователно, увеличаване на дебелината на стената вглавно води до увеличаване на зоната на напречното сечение, в която стъклените влакна са произволно ориентирани.От друга страна, ширината на зоната, в която влакната са ориентирани по посока на потока на стопилката, остава практически непроменена.