مطالعه موردی کره جنوبی: طراحی ساختاری قطعات قالب گیری تزریقی فلزی جدار نازک (MIM) برای شرکت های خودروسازی کره جنوبی

قطعات MIM نازک برای مشتری کره ای

قطعات فلزی نقش مهمی در خودروها دارند، زیرا استحکام ساختاری آنها بر طول عمر و ایمنی خودرو تأثیر می‌گذارد. در نتیجه، خودروسازان کره جنوبی استانداردهای سختگیرانه ای را برای تهیه قطعات فلزی اعمال می کنند. با تقاضای بالا برای قطعات فلزی در صنعت خودرو و شرکت‌های محلی MIM کره جنوبی که قادر به تامین نیازهای عرضه در مقیاس بزرگ نیستند، این تولیدکنندگان اغلب به تامین‌کنندگان خارجی مانند EMITECH چین روی می‌آورند.

بنابراین، چگونه ساختار ضخامت دیوار قطعات تزریقی را برای شرکت های خودروسازی کره جنوبی طراحی کنیم؟ EMITECH بینشی از طراحی ساختاری ضخامت دیوار در قطعات قالب‌گیری تزریقی ارائه می‌کند.

تعریف ضخامت دیوار ضخامت دیوار یک ویژگی ساختاری اساسی یک قطعه است. به مقدار ضخامت بین سطح خارجی (دیوار خارجی) و سطح داخلی (دیوار داخلی) یک قطعه اشاره دارد. مقدار وارد شده به نرم افزار در هنگام طراحی سازه هنگام استخراج پوسته را می توان ضخامت دیواره نامید.

تابع ضخامت دیوار

  1. برای دیواره بیرونی محصول: دیواره بیرونی یک قسمت مانند پوست آن است، در حالی که دیواره داخلی به عنوان اسکلت ساختاری عمل می کند. درمان سطح بر روی دیوار بیرونی می توان به جلوه های زیبایی شناختی مختلفی دست یافت. دیوار داخلی به سادگی ساختار (دنده ها، پیچ ها، گیره ها و غیره) را به یکدیگر متصل می کند و استحکام لازم را برای قطعه فراهم می کند. در طول روند قالب گیری تزریقساختارهای اضافی را می توان پر کرد. هیچ الزام خاصی برای دیوارهای داخلی و خارجی (خنک کردن، مونتاژ) وجود ندارد. به طور معمول، آنها به عنوان یک واحد ساخته می شوند تا از استحکام کافی برای محافظت از اجزای داخلی در برابر آسیب یا تداخل محیطی اطمینان حاصل کنند.
  2. برای قسمت های داخلی محصول: به عنوان یاتاقان ها یا براکت های اتصال عمل می کند، هیچ الزام سختی برای دیوارهای داخلی و خارجی وجود ندارد. سازه های دیگر (دنده ها، پیچ ها، گیره ها و ...) را می توان در صورت نیاز روی دیوار بیرونی طراحی کرد. برای سهولت در ساخت (به ویژه در مورد جداسازی قالب های جلو و عقب)، دیواره بیرونی در انتهای جلوی قالب باید تا حد امکان ساده باشد. اگر امکان پذیر نیست، زاویه خروج قالب های جلو و عقب را تنظیم کنید، یا پین های اجکتور را در قالب جلویی یا یک شیار کوچک در قالب پشتی قرار دهید. همچنین ممکن است ساختارهای اضافی بر روی دیوار داخلی طراحی شود.

چه برای قطعات پوشش خارجی و چه برای اجزای داخلی، ضخامت دیواره برای خروج موفقیت آمیز قطعه از قالب بسیار مهم است.

اصول طراحی ضخامت دیوار: هنگام طراحی قطعات فلزی، ضخامت دیوار در اولویت است. این شبیه به پایه یک ساختمان است و برای ساخت سازه های دیگر بر روی آن حیاتی است. ضخامت دیواره نیز بر خواص مکانیکی، قالب‌پذیری، زیبایی‌شناسی و هزینه قطعات فلزی. بنابراین باید با در نظر گرفتن این عوامل طراحی شود.

اصول مبتنی بر عملکرد مکانیکی: هر دو بخش خارجی و داخلی به سطوح مقاومت خاصی نیاز دارند. جدا از عوامل دیگر، قالب گیری قطعه باید مقاومت در برابر جابجایی را نیز در نظر بگیرد. خیلی نازک است و قسمت می تواند تغییر شکل دهد. به طور کلی، هر چه دیوار ضخیم تر باشد، استحکام بالاتری خواهد داشت (افزایش 10 درصدی ضخامت دیواره تقریباً برابر با افزایش 33 درصدی استحکام است). با این حال، اگر ضخامت دیوار از محدوده معینی فراتر رود، افزایش بیشتر آن می تواند استحکام قطعه را به دلیل انقباض و تخلخل کاهش دهد. افزایش ضخامت دیواره نیز باعث افزایش وزن و طولانی شدن آن می شود قالب گیری تزریقی چرخه، و هزینه ها را افزایش می دهد. رویکرد بهینه استفاده از ویژگی‌های هندسی برای افزایش استحکام است، مانند دنده‌ها، منحنی‌ها، سطوح موج‌دار، تقویت‌کننده و غیره.

در برخی موارد، به دلیل محدودیت‌های مکانی و دیگر محدودیت‌ها، استحکام بخش‌های خاص عمدتاً از طریق ضخامت دیواره حاصل می‌شود. بنابراین، اگر استحکام عامل مهمی است، بهتر است ضخامت دیواره مناسب از طریق شبیه‌سازی مکانیکی تعیین شود.

اصول مبتنی بر قالب‌پذیری: ضخامت دیوار واقعی به ضخامت حفره بین قالب های جلو و عقب اشاره دارد. بعد از مذاب پودر فلز حفره قالب را پر می کند و خنک می شود، ضخامت دیواره تشکیل می شود.

  1. جریان مذاب پودر فلز در حین تزریق و پر کردن: جریان پودر فلز مذاب در حفره قالب را می توان آرام در نظر گرفت. با توجه به دینامیک سیالات، جریان آرام شامل لایه های مایع مجاور است که تحت تنش برشی بر روی یکدیگر می لغزند.
  2. در طول تزریق، مذاب پودر فلز با دیواره های قالب تماس می گیرد و باعث می شود که لایه های مایع ابتدا به دیواره های قالب خنک شده بچسبند. این منجر به سرعت صفر و مقاومت اصطکاکی با لایه های مجاور می شود. لایه میانی سریع ترین حرکت را دارد و سرعت آن به سمت دیواره های قالب کاهش می یابد.
  3. لایه میانی سیال است، در حالی که لایه های بیرونی جامد می شوند. با پیشرفت خنک‌سازی، لایه‌های جامد رشد می‌کنند و سطح مقطع لایه سیال را کاهش می‌دهند و پر کردن را چالش‌برانگیزتر می‌کنند و به نیروی تزریق بیشتری نیاز دارند.
  4. بنابراین، اندازه ضخامت دیواره به شدت بر جریان و پر شدن قسمت تزریق شده تأثیر می گذارد و نباید خیلی کوچک باشد.
  5. ویسکوزیته مذاب پودر فلز همچنین به طور قابل توجهی بر جریان پذیری تأثیر می گذارد: ویسکوزیته اصطکاک داخلی است که هنگام حرکت لایه های سیال نسبت به یکدیگر تحت تأثیر خارجی ایجاد می شود. با ویسکوزیته دینامیکی یا ضریب ویسکوزیته - نسبت تنش برشی به نرخ برشی در مذاب اندازه‌گیری می‌شود.

ویسکوزیته مذاب نشان دهنده سهولت جریان مذاب فلز و شاخص مقاومت جریان است. هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد، مقاومت بیشتر و جریان دشوارتر است. عوامل موثر بر ویسکوزیته مذاب عبارتند از ساختار مولکولی، دما، فشار، سرعت برش، مواد افزودنی و غیره (اینها می توانند در طول فرآیند تزریق تغییر کنند و جریان پذیری پودر فلز را تغییر دهند).

در عمل، شاخص جریان مذاب نشان دهنده جریان پذیری مواد فلزی در طول پردازش است. هر چه این شاخص بالاتر باشد، جریان پذیری بهتری دارد و بالعکس.

به این ترتیب، فلزات با جریان پذیری خوب برای پر کردن قطعات پیچیده تزریقی مناسب تر هستند.

  1. محاسبه با استفاده از نسبت طول جریان: نسبت طول جریان فلز به نسبت طول جریان (L) مذاب فلز به ضخامت دیواره (T) اشاره دارد. بنابراین، برای یک ضخامت دیوار معین، هرچه نسبت طول جریان بیشتر باشد، مذاب فلز می تواند بیشتر جریان یابد. برعکس، برای یک طول معین جریان، نسبت طول جریان بیشتر اجازه می دهد تا ضخامت دیواره کمتری داشته باشد. این نسبت مستقیماً بر کمیت و توزیع خوراک فلزی در محصول تأثیر می گذارد. همچنین بر ضخامت دیواره فلز تأثیر می گذارد.
  2. برای دقت بیشتر، محدوده خاص ضخامت دیواره را می توان با محاسبه نسبت طول جریان به دست آورد. با این حال، این مقدار به عواملی مانند دمای مواد، دمای قالب و سطح پرداخت بستگی دارد. این یک محدوده ناهموار است و تحت شرایط مختلف متفاوت است، بنابراین در حالی که دقیق نیست، می تواند به عنوان یک مرجع عمل کند. ما اغلب به روش های مورد استفاده در قالب تزریق پلاستیک برای برآوردهای اولیه

انقباض یا تخلخل: انقباض یا تخلخل معمولاً در نواحی با دیواره ضخیم‌تر رخ می‌دهد. مکانیسم: طبق اصول انجماد مواد در قالب گیری تزریقیتخلخل داخلی و انقباض سطحی در اثر انقباض مداوم در هنگام سرد شدن ایجاد می شود. هنگامی که کنسانتره انقباض در مکان های انجماد بعدی بدون جبران فوری، انقباض داخلی و تخلخل بیشتر رخ می دهد.

اصول بالا در طراحی ضخامت دیوار عمدتاً عملکرد مکانیکی، قالب‌پذیری، ظاهر و هزینه را پوشش می‌دهد. به طور خلاصه، ضخامت دیواره یک قطعه قالب گیری تزریقی باید تا حد امکان کوچک و یکنواخت باشد در حالی که الزامات مکانیکی و پردازشی را برآورده می کند. در غیر این صورت، باید به طور یکنواخت تغییر کند.

EMITECH طراحی و ساخت را ارائه می دهد خدمات قطعات فلزی به مشتریان جهانی. اگر می خواهید پروژه خود را شروع کنید، لطفا تماس با ما بلافاصله.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند *

رفته به بالا