Толстостенная разнотолщинная деталь

[breeze 3]

Привет

Есть такая вот деталь, условно изображенная на Рис 1. Материал ПНД ии ПП. Масса примерно 650 гр.

Беспокоят 8 довольно толстых зубьев, толщиной 17 мм, на которых скорее всего проявится объемная усадка в виде утяжин/рыхлости, если не принять какие-нибудь меры по обеспечению первичного затвердевания периферии отливки (таким образом, мы обеспечим подвод материала в зубья на стадии уплотнения). Тут мне видится два варианта:

1) Увеличиваем толщину изделия между ступицей и ободом (см. рис 3) до 17 мм и делаем акцент на охлаждении внешней части изделия. Литник (центральный и разводящий), хоть и меньше по сечению, не должен затвердеть раньше периферии из-за дальнего расположения охлаждения. А через впускной литник постоянно будет поступать материал и перемерзнуть он тоже не должен. Вроде.

2) Делаем в зубьях отверстия ф6-7 мм и также увеличиваем толщину изделия между ступицей и ободом, но уже где-то до 12 мм и получаем относительно равнотолщинное изделие (см. рис 2). Опять же максимально охлаждаем внешний край.

Интересует мнение коллектива по вышеизложенным рассуждениям. Также хотелось бы услышать ответы на следующие вопросы:

а) Какой материал лучше использовать

б) Спасет ли дело наполнитель или можно с успехом обойтись без него

в) Какую усадку заложить

г) На что еще обратить внимание.

[IBV 112]

Не нужно отверстие d=6 делать сквозным (так проще). И вообще лучше сделать фасонное обнижение по форме зуба. Получится очень даже равностенная деталь.

Наполнитель, на мой взгляд, лишним не будет.

[Yarkop 13]

Согласен с IBV, наполнитель только уменшит утяжины. Отверстия делать нужно обязательно в самых толстых местах. А усадку лутше заложить как для ПП 2,5%, ну соответственно его и применять.

[alek1101 4]

Деталь даже с доработками и равностенностью вызывает большие сомнения.

Рекомендуемая максимальная толщина стенки при литье под давлением 3-4 мм "Пантелеев, Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс"1986г.

Ну до 6мм с пузырями и утяжками наверно получится, но 10мм по моему уже слишком много.

Видел простые изделия из поликарбоната толщиной около 15мм, они были с пузырями.

Деталь с толщиной стенки 10мм конечно зальется, но на этапе выдержки под давлением подпитки не будет т.к. горячий материал перестанет течь через питатели и они застынут, получите усадку не 2,5% а все 10%.

Материал по форме будет течь медленно и его фронт будет сильно охлаждаться, поэтому линии спая будут очень сильно ослаблены.

С вероятностью 95% получите серебро т.к. у стенок формы материал будет застывать, а ближе к центру потока еще течь, и отрывать застывший материал.

Может быть, использовать вспениваемый материал? Или литье с газом? Пресс-материалы, полиуретан? RIM технология?

[breeze 3]

Я в толстостенном литье несилен - за сим и спрашиваю мнения, но у меня есть образец - прообраз этого изделия - с элементами 11 мм по толщине на внешнем крае. На поверхности есть дефекты небольшие, но не критичны. Ну и собственно назначение детали не требует идеального внешнего вида. Да и раньше попадались схожие изделия со стенками 8-9 мм. Уверен, все реализуемо. Но дьябла в мелочах и нужно знать нюансы.

Думаю остановится на ПНД, поскольку изделие будет эксплуатироваться преимущественно при низких температурах. А ПП на морозе удар не держит (в прочем есть и морозостойкие модификации). Да и вроде как предшественник делался из полиэтилена.

В качестве наполнителя думаю использовать стекловолокно, скажем процентов 30%. Что позволит не только понизить усадку, но и повысить прочностные характеристики.

В общем, вопрос в том, какой материал взять и какую усадку заложить в форму остается открытым.

Проливайка показывает, что объемная усадка на ПНД будет в некоторых местах в районе 10% (см. рис) Но она не учитывает ни наполнитель, ни уплотнение, которые в принципе должны ощутимо менять картину. Но вот реально ли будет уложится в 2-3%..

Как вариант мне видится так: закладываемся на ПНД с 3%. Если получается реально больше -шаманим с режимами и литниками. Если не помогает попасть в допуск, переходим на <noindex>какой-нибудь</noindex> морозостойкий сополимер ПП, который позволит отыграть 1-2%

Как?

[Dimon S. 0]

Большие проблемы с охлаждением будут - чет было подобное - цикл минуты 3-4-5, делали из ПА-6 с 30% стекловолокна

[Lexus2007 4]

может щелевой литник попробовать

[breeze 3]

Ну охлаждение, да, не меньше 3х минут будет. Но я бы не сказал, что это проблемы. При такой толщине стенок то.

Щелевой, наверное, был бы предпочтительнее, но центральное отверстие на самом деле шестигранное и уклоны заказчик просит делать от середины. Т.е. если делать его не на краю ступицы, то удаление будет представлять большие трудности. Прямоугольный же, можно будет срезать сверлом, диаметром чуть большим, чем размер шестигранника.

[механик 39]

У Вас что только ПП и ПНД? Другие материалы не рассматриваются?

Материал нужно выбирать исходя из механических требований на деталь.

Пока с материалом не определитесь, говорить об усадках вообще не стоит...

А лить надо тремя впусками в центральную втулку. Сверху.

[breeze 3]

ПНД и ПП - распространенные, недорогие и удовлетворяющих мех требованиям материалы.

Видите какую-то разумную альтернативу?

Чем три впуска сверху лучше шести в середину? Возможно, Вы правы - предшественник изготовлялся именно так. Но мне мотивация подобного расположения впусков не ясна. Очевидный плюс - доступ к литнику. Очевидный минус - неравномерное заполнение и ухудшение подвода материала в зубья в момент уплотнения (добавляется расстояние, разное середине ступицы).

[механик 39]

Эта делаль, наверное, приводное колесо для гусеницы, может снегоката...

Думаю материал нужен крепче чем ПП или ПНД. Может подойдет ПОМ стеклонаполненый

Пути течения материала при заполнении формы - неисповедимы

Оценивать геометрической длиной - дело "стремное" , извините за выражение.

Ту разницу пути которую Вы хотите учесть масса "проскочит" за доли секунды.

Подбором режимов литья все это можно скомпенсировать.

[breeze 3]

Бинго! Колесо, действительно, гусеничное. Для снегохода.

ПОМ будет покруче, согласен. Но дела с ним никогда не имел и как он будет себя вести при таких толщинах - не представляю. Исходил из того, что если с ПНД все было нормально в старом колесе, то и в новом по идее должно быть все не хуже.

Проскочить на стадии заполнения, проскочит. Но решающий момент будет на выдержке. И закладывать решение продавливать расплав через дополнительные 30 мм, с 90-градусным поворотом, на стадии проектирования изделия - как мне кажется не совсем правильно. Но это теоретические домыслы.

[механик 39]

Умение оценивать такие моменты приходят с опытом. Сделаете пару сотен форм и Вам все будет ясно, или почти все

Думаю, что при впрыске в торец детали, масса сначала уйдет вниз, а затем снизу начнет заполнять форму.Чуть позже начала впрыска масса также пойдет в бок по спицам. В районе зубцов будет слияние. Но там будет много горячей массы поэтому холодного стыка потоков не будет. Хуже, что в этой зоне может потребоватся делать выпара. Но это мои фантазии

На что следует обратить внимание - это правильный расчет впусков и питающих литников.

Если вы "питание" не "удушите" то остальное будет уже не так критично. Режимами при литье отладится...

[VERAS 1]

Если речь о снегоходе, имеет значение морозостойкость материала. Полипропилен простой не пойдет, у морозостойкого есть наполнитель, влияющий на усадку и на цену, причем разница в цене существенна. Но в смысле стойкости и наличия утяжин наполненные материалы предпочтительнее.