Werkzeug | Prototool https://prototool.com/de/category/mold/ Prototool Offizielle Website Tue, 09 Jan 2024 07:26:20 +0000 de-DE stündlich 1 https://wordpress.org/?v=6.6 https://prototool.com/wp-content/uploads/2022/05/prototool-logo-small.png Werkzeug | Prototool https://prototool.com/de/category/mold/ 32 32 Konstruktion von Zahnradformen für Kunststoffzahnräder https://prototool.com/de/gear-mold-design-for-plastic-gears/ https://prototool.com/de/gear-mold-design-for-plastic-gears/#respond Tue, 09 Jan 2024 07:26:18 +0000 https://prototool.com/?p=17162 Gear Mold Design for Plastic Gears
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Entdecken Sie die Besonderheiten der Konstruktion von Zahnradformen für Kunststoffzahnräder, ihre wichtigsten Merkmale und speziellen Fertigungstechniken.

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Gear Mold Design for Plastic Gears
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Gear mold design, especially for plastic gears, differs significantly from traditional mold designs. Key parameters such as tooth thickness (the arc length between two sides of a gear tooth), module (a parameter measuring gear size), and pressure angle (the acute angle between the direction of force and direction of motion, excluding friction) require adjustments based on empirical data.

Unlike other processes, gear molds cannot be directly processed based on shrinkage rates. Professional gear and gearbox manufacturers, leveraging long-term experience and collaboration with computer software companies, have developed specialized software for calculating gear mold cavity parameters. This software can directly generate gear parameters and profiles, aiding in gear modification and enhancing tooth accuracy. Let’s delve into the intricacies of plastic gear mold design.

Plastic Gear Product Display

Cavity Design for Plastic Gear Molds

Designing the cavity for a plastic gear mold has always been a technical challenge in the mold industry, primarily due to two reasons:

1. Precision in Plastic Shrinkage Rates:

During the molding process of plastic gears, plastic granules transform into a molten state under high heat and then cool down to form solid plastic gears. The shrinkage rate of plastic during this process is a range value, making it difficult to determine precise shrinkage rates.

2. Non-linear Shrinkage Calculation for Mold Cavities:

For involute small module plastic gear molds, the mold cavity essentially represents an imaginary gear. This imaginary gear differs from both shifted gears and internal gears. After shrinkage, it becomes the desired plastic gear. The shrinkage on the involute tooth profile of this imaginary gear is not uniform like the isotropic shrinkage seen in general plastic parts. On the gear plane, the shrinkage in the x and y directions is unequal, leading to non-linear shrinkage, as shown in Figure 1. This non-linearity significantly increases the complexity of designing involute plastic gear mold cavities.

Comparison of Theoretical Tooth Profiles of Plastic Gears and Mold Cavity Tooth Profiles

The right way to design a gear mold cavity

Facing these technical challenges, using the isotropic shrinkage method for designing mold cavities often yields suboptimal results. Based on years of practical experience and precise estimation of plastic shrinkage rates, we recommend using the variable module method for theoretical design of gear mold cavities, followed by tooth profile correction to ensure accuracy and rationality of the mold cavity.

The variable module method assumes that during various processing stages, the base circle diameter, pitch circle diameter, addendum circle diameter, and dedendum circle diameter of a gear remain consistent, scaling up or down proportionally, similar to the radial dimension changes in simple sleeve-like parts. For a gear’s pitch circle, as determined by the formula d=mz, it is dependent only on the module m and the number of teeth z.

Since the number of teeth on a specific gear is constant, we can consider the change in the pitch circle diameter during processing as a change in the module. This principle implies that the space encompassed by the plastic gear mold cavity is an imaginary gear with constant number of teeth and pressure angle, with its grooves forming the cavity’s tooth profile.

We can calculate the module of this imaginary gear using a proportional method. The formula for this calculation is m’ = (1 + η%)m. In this formula, m’ represents the module of the mold cavity tooth profile, m is the theoretical module of the designed gear, and η% is the plastic’s shrinkage rate. By substituting the module m’ into the corresponding gear calculation formula, the resulting gear represents the imaginary gear of the mold cavity. Practice has shown that the variable module method effectively addresses the challenge of non-linear shrinkage in involute tooth profiles, as demonstrated by the mold cavity product shown in Figure 2.

Gear mold cavity

Gate Design for Plastic Gear Molds

In the process of molding plastic gears, the location of the gate significantly impacts the precision of the gears, especially their radial runout. The distribution form of the gate also crucially affects the overall mechanical properties of the plastic gears. When designing gates for plastic gear molds, if the gear product allows, it is recommended to use a three-point gating system. Ideally, these three points should be located on the same circular arc and evenly distributed, as shown in Figure 3.

Comparison of three-point balanced gating system and one-point balanced gating system

Using a three-point balanced gating system, the plastic melt flows radially from the gates, converging at the flow fronts to form three weld lines. At these weld lines, the orientation of fibers tends to be parallel to the flow front. In gears, this results in fibers being radially distributed at the weld lines, while being randomly distributed in other parts of the gear. This creates areas of low shrinkage along the weld lines. The difference in fiber orientation between the weld lines and the rest of the gear is less pronounced than in gears with a single gate, leading to higher gear precision. Figure 4 shows a schematic comparison of fiber orientation and filling patterns when using a single eccentric gate versus a three-point evenly distributed gate.

Comparison Diagram of Fiber Flow Directions in One-Point vs. Three-Point Gating Systems

Venting Design for Plastic Gear Molds

Venting is a crucial aspect to consider in plastic mold design. For plastic gear molds, the design of venting on the tooth surfaces is particularly important. We machine most surfaces of gear molds with a grinding machine. This process ensures a good surface-to-surface fit. However, it tends to result in insufficient filling at the last areas during the injection process. To eliminate trapped air, it is necessary to create venting grooves on the tooth surfaces. Generally, the design of these venting grooves on the tooth surfaces is as shown in Figure 5.

gear venting system design

Structural Design of Plastic Gear Molds

Given that plastic gear injection molding often uses point gates, the mold structure commonly adopts a three-plate design. Figure 6 shows the design diagram of a gear mold, and Figure 7 displays the actual gear mold. The working principle of the gear mold is as follows:

Structure of the designed gear mold
gear mold cavity and core

After completing the injection molding action, the movable part of the mold begins to open under the drive of the injection molding machine:

  1. First Stage of Parting: Due to the action of spring 1, the stripper plate begins to part from Plate A. The sprue puller pin action fixes the main channel on the stripper plate and causes the gate to break away from the product.
  2. Second Stage of Verabschiedung: After the mold opens 95mm, under the action of the tie-bar assembly, the stripper plate begins to separate from the faceplate, releasing the main channel from the sprue bush.
  3. Third Stage of Verabschiedung: As the mold continues to open, under the action of the tie-bar assembly, Plate A begins to part from Plate B. After opening to 90mm, the ejector plate starts to move, ejecting the product. During this process, the guide posts of the ejector plate are used to enhance the balance of ejection. The ejector plate resets under the action of spring 2. This completes the entire mold opening and ejection action.

Manufacturing of Plastic Gear Molds

In the process of molding plastic gears, the gear mold is the key equipment for shaping the plastic gears and ensuring their precision. The plastic gear mold can be divided into two main parts: the gear cavity and the mold frame. The gear cavity, also known as the gear ring, is the most critical and precision-demanding part of the entire gear mold manufacturing process.

1. Gear Cavity Machining

The machining of the gear cavity is key in the manufacturing of plastic gear molds. The molding of plastic gears is a form of ‘replica’ processing. In this process, the cavity’s tooth profile is a deformed template of the gear tooth shape. Therefore, it’s essential to strictly control the dimensional accuracy and surface roughness of the cavity. It is essential to avoid defects such as burrs, eccentricity, and surface scratches. Therefore, a strict gear cavity machining process must be established to ensure the precision of the cavity production.

There are mainly four methods for machining the gear cavity: wire cutting, electrical discharge machining (EDM), electroforming, and beryllium copper alloy casting. Each of these methods has its advantages and disadvantages for machining gear cavities. Manufacturers commonly use wire cutting for involute straight cylindrical gears and generally prefer EDM for helical gears. Additionally, they can machine electrodes used for EDM of gear cavities using wire cutting. For helical gear electrodes with a small helix angle (β≤6°), wire cutting is still applicable.

2. Mold Frame Machining

The mold frame, also known as the mold base, is an auxiliary forming part of the gear mold. The process of machining the mold frame is similar to that of common plastic injection molds. Therefore, this article will not elaborate on it. Figure 8 shows the actual image of the gear mold frame machining.

Various plastic gears

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Strategische Freiräume im Formenbau schaffen https://prototool.com/de/creating-strategic-clearance-in-mold-design/ https://prototool.com/de/creating-strategic-clearance-in-mold-design/#respond Mon, 08 Jan 2024 09:16:15 +0000 https://prototool.com/?p=17139 Creating Strategic Clearance in Mold Design
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Lernen Sie die wesentlichen Schritte für strategische Freiräume bei der Konstruktion von Kunststoffformen kennen, die eine effiziente Bearbeitung, Montage und Langlebigkeit der Formen gewährleisten.

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Creating Strategic Clearance in Mold Design
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In plastic mold design, creating strategic clearance is crucial for the seamless operation and assembly of various components. This process ensures that during the design phase, clearances are accurately accounted for, facilitating efficient machining and assembly by the moldmaker. But what are the specific components in plastic mold design that require such clearance?

Overview of Creating Strategic Clearance

Flange and Sprue Bushing

In mold design, the flange should have a unilateral clearance of 0.1mm with the top clamp plate. The sprue bushing should have a unilateral clearance of 0.5mm with its mounting plate and the mold base, as shown in the diagram. Additionally, a 20mm clearance is reserved for the sprue bushing inside the mold cavity for sealing purposes.

Flange and Sprue Bushing Strategic Clearance

Support Pillars and Ejector Components

The support pillar, ejector blocks, and spring holes follow these clearance standards: For support pillars with a diameter under 50mm, a unilateral clearance of 2mm is required. For those over 50mm in diameter, a 3mm clearance is needed. Ejector pin through-holes on the B-plate and ejector retainer plate require a unilateral clearance of 0.5mm. The spring holes on the B-plate should have a clearance of 0.5-1mm.

Support Pillars and Ejector Components Strategic Clearance

Slider Angle Pins and Slide Locking Blocks

The slider angle pin should have a unilateral clearance of 0.5mm with its corresponding hole. If the pin extends into the B-plate, a 2mm clearance is necessary. The slide locking block should maintain a sliding fit with the B-plate, with a unilateral clearance of 0.5mm. Limit screws should have a 1mm clearance on both sides, and a 2mm clearance at the top with the slide locking block.

Slider Angle Pins and Slide Locking Blocks Strategic Clearance
Screws for position limitation Strategic Clearance

Angled Ejectors and Mold Plates

Angled ejectors typically use wire-cut round holes or milling for clearance with the B-plate. The guide blocks for these ejectors, often made of bronze, use a C-angle with rounded corners for clearance with the B-plate. This method facilitates CNC machining.

Angled Ejectors and Mold Plates Strategic Clearance
Angled Ejectors and Mold Plates Strategic Clearance in mold design

Mold Plate and Mold Base Clearance

The mold plate screws should have a unilateral clearance of 0.5mm with the mold base. The same clearance applies to the core locking screws with the mold core, and the small tie-bar sleeves with the mold plate. When designing inserts, ensure a unilateral clearance of 2mm with rounded corners for ease of CNC machining and assembly.

Mold Plate and Mold Base Clearance Strategic Clearance in mold design

Schlussfolgerung

Strategic clearance in mold design is a critical aspect that ensures the smooth operation and longevity of the mold. Proper clearance prevents component wear and facilitates easier machining and assembly, contributing to the overall efficiency and quality of the mold-making process.

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Schimmelpilzmodifikation vs. Bau einer neuen Form: Was soll man wählen? https://prototool.com/de/mold-modification/ https://prototool.com/de/mold-modification/#respond Mon, 11 Dec 2023 03:35:40 +0000 https://prototool.com/?p=15911 Mold Modification vs. Building a New Mold: What to Choose?
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Erfahren Sie, in welchen Fällen eine Änderung der Form ausreicht und in welchen Fällen eine neue Form erforderlich ist, sowie die Kosten und Schritte für die Änderung der Form.

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Mold Modification vs. Building a New Mold: What to Choose?
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So you’re having trouble using your existing mold for production and don’t know whether you need mold customization or a new mold to cater to your specific production needs? While the beauty of injection molding lies in the ability to use a single mold for multiple production runs, there are times when you just can’t proceed with the production with the same mold.

Whether it’s design modifications, a shift in resins, or resizing components, the question surfaces: Can mold modification help solve this production need, or is it time to build a new mold?

To help you find that out, this article will delve deeper into the situations when mold adjustment can do the trick and when the only solution is to shift to new mold production. So, without any delay, let’s begin exploring!

mold modification in a Chinese factory

When to Change a Mold?

First things first – when trying to fix a production issue or catering to a specific product’s manufacturing requirements, it’s important to consider mold modification as the primary option.

After all, mold modification involves a strategic approach to enhance efficiency without the hefty investment of creating an entirely new tool. Hence, this mold adjustment is a wise and cost-effective method that offers various advantages for injection molding manufacturing needs.

Here’s a closer look at the situations where mold modification is an ideal choice:

Mold Customization for Size and Shape Alterations

Mold alteration becomes invaluable when needed to resize or reshape a part. Though we can’t add material, the strategic removal of excess metal allows for precise adjustments. Following the alterations, a meticulous analysis ensures that the modified mold meets the required specifications without introducing unforeseen issues.

Incorporating Small Parts or Features

If your need or production requirement is fulfilled just by adding small components or features to an existing mold, it’s worth considering mold revision (provided there is ample space). This approach facilitates mold adaptation, allowing minor improvements without compromising structural integrity.

Opting for a New Mold in Injection Molding

Now you know when to consider mold modification. Yet, what if your issue doesn’t fall into the said categories? That’s where creating an entirely new injection mold is the only solution left to consider.

Of course, this will take significant time and investment. But, if you’re in one of the following situations, opting for a new mold becomes not just a choice but the optimal solution. These situations include:

1. Mold Transformation for Size and Shape Adjustments

When your objective is to reduce the size of a part or alter its shape, the complexities of adding more metal to an existing mold make this process challenging. In such instances, fabricating a new mold tailored to the desired changes instead of opting for mold improvement is a more efficient option.

2. Alterations in Connection Points

Any modifications involving the addition or alteration of elements where parts connect often necessitate the creation of a new mold. This is linked to the potential impact on plastic flow dynamics during injection molding. Creating a new mold here instead of mold revision ensures seamless integration and optimal flow, adding to the quality and efficiency of the production.

3. Adapting to Different Materials

Let’s shift to a different material. Whether due to shortages or discovering inadequacies in the initially chosen one, it may require the fabrication of a new mold.

Why? Because different materials exhibit varied shrinkage rates, and molds are intricately designed to accommodate this shrinkage. Hence, when the new material shrinks less, crafting a smaller mold becomes crucial for precision and efficiency, excluding the option of mold modification.

Comparative Analysis: Creating a New Mold vs. Modifying an Existing Mold

When confronted with decisions regarding injection molding, you might want to be familiar with the costs of creating a new mold of different sizes and complexities. This is another crucial aspect that can help you determine which option is better for your production needs and prepare accordingly.

Notably, the financial landscape for these two approaches varies significantly based on size, complexity, and material specifications.

Considering that, here’s a cost Breakdown:

Mold TypeSize/ComplexityEstimated Cost Range
New Mold (Low-Volume)Small, Uncomplicated$2,000 – $6,000
New Mold (Large-Scale, Complex)Intricate, Multiple CavitiesTens of Thousands – $100,000+

Anmerkung: Costs are influenced by tooling material, size, and complexity.

Here, remember that crafting a brand-new mold demands a substantial financial commitment, especially as the size and intricacies increase. For a small, single-cavity mold tailored for low-volume production, costs typically range between $2,000 and $6,000.

However, as molds become more intricate, designed for large-scale production with multiple cavities, costs can increase to tens of thousands, potentially exceeding a staggering $100,000.

In contrast, mold adjustment presents a more economically suitable option. This approach involves strategic adjustments, enhancements, or refinements without necessitating a new mold. The costs associated with mold modification are often more controlled and targeted, aligning with cost-effective adaptation and refinement principles.

What Issues Can be Resolved with Proper Mold Modification?

Did you know? According to a research article, common mold issues often occur and can easily be solved through mold modification. One such challenge is the need for adjustments in cutting depth.

Milling out larger parts of a mold is common, but constraints on minimum cutting depth require careful planning. Gladly, mold modification addresses this by systematically accommodating varying milling equipment requirements, ensuring optimal cutting depth increments.

Parting lines pose another significant concern. Expanding a part at the parting line often demands a new mold, impacting other mold features, such as gates and vents crucial for plastic flow and air escape during injection.

Here, again, mold adjustment proves to be an ideal solution for addressing parting line modifications and maintaining the mold structure while facilitating necessary alterations.

7 Simple Steps for Streamlining Mold Modification

So you know exactly when and why you need to modify your mold. But what about the ‘how’ of efficient mold modification?

Even if you are familiar with the injection molding process, it can be confusing to determine how to streamline mold modification for a more accurate and efficient production process.

To help you understand that, we have listed 7 key steps for mold customization.

1. Optimizing Cutting Depth

Efficiently milling larger mold parts requires careful consideration of the minimum cutting depth. So, plan the milling process, ensuring adequate space for the minimum cutting depth, which varies with milling equipment. Also, be mindful of different milling machines and adjust your cutting in increments according to their specific minimum depths.

2. Managing Parting Lines

Expanding a part at the mold’s parting line in mold customization often requires a new mold, impacting various features. Gates and vents, integral to plastic flow and air escape during injection, are typically fixed in the parting line. Modifying parting lines can compromise mold integrity, making evaluating the need for extensive mold alteration or a complete transformation crucial.

3. Leveraging Micro-Milling Technology

Enhance precision and reduce build times by embracing micro-milling technology for mold refinement. This advanced method excels in holding steel plates flat and parallel, outperforming traditional rotary surface grinding. You can also optimize the mold for increased accuracy by adopting micro-milling, a transformative approach to mold customization.

4. Economizing with Undercuts

Bei der Betrachtung mold modification, undercuts provide an economical solution. Unlike extensive additions, undercuts replace side actions without altering the parting line. Hence, strategic mold design incorporating undercuts is a cost-effective way to improve mold without unnecessary alterations when needed.

5. Strategic Material Selection

A suitable material is crucial in mold manufacturing. It’s mainly because each material has distinct advantages and drawbacks, demanding thorough research for informed decision-making. For this, nold adaptation is facilitated by selecting materials that align with specific requirements, ensuring a customized approach to meet the desired mold characteristics.

6. Resin Choice for Shrinkage Management

Resin selection also significantly influences mold performance, particularly in managing shrinkage during cooling. After all, molds are intentionally oversized to accommodate shrink rates. So, test various resins in a single mold, starting with the highest shrink-rate resin. Choosing resins with lesser shrink rates is always preferable to achieve a meticulously crafted mold.

7. Strategic Planning for Flexibility

Designing a mold with modifications in mind is a key cost and time-saving strategy. While some changes may warrant a new mold, proactive planning allows flexibility. Mold modification of certain parts instead of the entire mold becomes a more efficient option, demonstrating the importance of strategic planning in mold refinement.

Summing Up!

Efficiency in injection molding is all about precise planning. Having said that, the need for mold modifications often arises from overlooked design errors rather than deliberate changes. To safeguard production plans and capitalize on mass production benefits, meticulous scrutiny of product design is essential.

For this, it’s smart to choose a professional mold manufacturer like Prototool to ensure you are investing your money to get the right suggestions and a catered mold refinement or new mold creation service according to your product needs.

Choose Prototool for streamlined production and optimized outcomes.

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Die acht Arten von Spritzgießwerkzeugen https://prototool.com/de/types-of-injection-molds/ https://prototool.com/de/types-of-injection-molds/#respond Tue, 05 Dec 2023 07:16:55 +0000 https://prototool.com/?p=15707 The Eight Types of Injection Molds
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Erkunden Sie die Arten von Spritzgussformen, die in der Produktion verwendet werden. Diese Klassifizierungen basieren auf der Struktur der Spritzgussform.

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The Eight Types of Injection Molds
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Zu den häufig anzutreffenden Formtypen gehören die Zweifarbenform, das Umspritzen und die Familienform. Diese Formen werden auf der Grundlage spezifischer Merkmale und Funktionen kategorisiert und bieten jeweils einzigartige Vorteile für den Produktionsprozess. Heute werde ich acht Arten von Spritzgussformen vorstellen, die nach der Struktur der Form klassifiziert sind. Es ist wichtig zu verstehen, dass die Formstrukturen, die wir für unsere Kunden herstellen, auf diesen acht grundlegenden Typen basieren.

1. Einteilige Oberfläche Spritzgussform

Wenn sich die Form öffnet, trennen sich die bewegliche und die feste Form, so dass das Kunststoffteil entnommen werden kann. Diese Form ist eine Form mit einer einzigen Trennfläche, auch bekannt als Zwei-Platten Form. Es ist die einfachste und grundlegendste Form des Spritzgießens, anpassbar als Ein- oder Mehrkavitätenwerkzeug, und damit die am weitesten verbreitete Form.

Arten von Spritzgießwerkzeugen - Spritzgießwerkzeug mit einer Teilungsfläche

2. Double Parting Surface Spritzgussform

Das Spritzgießwerkzeug mit doppelter Trennfläche verfügt über zwei Trennflächen. Im Vergleich zur Form mit einer Trennfläche wird bei diesem Typ eine bewegliche Mittelplatte (auch bekannt als aktive Anschnittplatte mit Anschnitten, Angusskanälen und anderen notwendigen Komponenten) zum festen Formteil hinzugefügt, daher auch Drei-Platten-Form genannt (bewegliche Formplatte, Mittelplatte, feste Formplatte). Sie wird häufig für Ein- oder Mehrkavitätenwerkzeuge mit Punktanschnitt verwendet. Beim Öffnen der Form trennt sich die Mittelplatte in einem festen Abstand von der festen Formplatte auf Führungssäulen. Diese Trennung ermöglicht die Entnahme des Angusssystems.

Arten von Spritzgießwerkzeugen - Spritzgießwerkzeug mit doppelter Trennfläche

3. Spritzgussform mit Seitentrennung und Schieber

Bei Kunststoffteilen mit seitlichen Löchern oder Hinterschneidungen wird ein seitlicher Schieber für das Spritzgießen verwendet. Nach dem Spritzgießen bewegt sich der Kern zunächst nach unten. Dann zwingt der schräge Abschnitt des an der Kavitätenplatte befestigten Stifts den Schieber, sich nach außen zu bewegen. Gleichzeitig drückt die Schubstange des Entformungsmechanismus auf die Druckplatte, um das Kunststoffteil aus dem Kern auszuwerfen.

Arten von Spritzgießwerkzeugen - Spritzgießwerkzeug mit seitlichem Trennen und Schieber

4. Spritzgussform mit beweglichen Formteilen

Einige Kunststoffteile haben besondere Strukturen, die bewegliche Formteile in der Spritzgießform erfordern, wie z. B. bewegliche Kerne, bewegliche Kavitäten, bewegliche Einsätze, bewegliche Gewindekerne oder Ringe. Diese Komponenten bewegen sich während der Entformung zusammen mit dem Kunststoffteil aus der Form und trennen sich dann vom Teil.

5. Automatische Gewindeentladung Spritzgussform

Für Kunststoffteile mit Gewinde, die eine automatische Entformung erfordern, kann die Form mit einem drehbaren Gewindekern oder -ring ausgestattet werden. Durch den Öffnungsvorgang der Form, den Drehmechanismus der Spritzgießmaschine oder eine spezielle Übertragungsvorrichtung dreht sich der Gewindekern oder -ring, um das Kunststoffteil zu entformen.

6. Heißkanal-Spritzgussform

Ein Heißkanalwerkzeug verwendet eine isolierende Heizmethode, um den Kunststoff zwischen der Düse der Spritzgießmaschine und dem Formhohlraum in einem geschmolzenen Zustand zu halten, wodurch ein Kanalsystem im Werkzeug überflüssig wird. Zu diesem Typ gehören isolierte Angussformen und Heißkanalformen.

7. Rechtwinklige Spritzgussform

Das rechtwinklige Spritzgießwerkzeug ist ausschließlich für Winkel-Spritzgießmaschinen bestimmt. Im Gegensatz zu anderen Werkzeugen ist die Einzugsrichtung während des Spritzgießens senkrecht zur Werkzeugöffnung und Formschluss Richtung. Der Hauptkanal befindet sich an den Seiten des Formkerns und der Trennflächen des Formhohlraums und hat in der Regel eine konstante Querschnittsfläche, die sich von den Formen anderer Spritzgießmaschinen unterscheidet. Um Verschleiß und Verformung zwischen der Düse der Spritzgießmaschine und dem Einlauf des Hauptkanals zu vermeiden, kann ein austauschbarer Kanaleinsatz verwendet werden.

8. Spritzgussform mit Entformungsmechanismus am Formhohlraum


Bei den meisten Spritzgießwerkzeugen installieren die Hersteller die Entformungsvorrichtung auf der Seite des Formkerns, um das Auswerfersystem in der Spritzgießmaschine zu erleichtern. In der Praxis ist es jedoch aufgrund der Form einiger Kunststoffteile besser, das Teil zum Gießen auf der Seite des Formhohlraums zu belassen. Um das Teil aus der Form zu entformen, müssen wir einen Entformungsmechanismus auf der Seite des Formhohlraums einrichten.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Welt des Spritzgießens vielfältig und komplex ist, wobei jede der acht Arten von Spritzgießwerkzeugen einen einzigartigen Zweck im Herstellungsprozess erfüllt. Von der einfachen einteiligen Oberflächenform bis hin zu den komplizierten Heißkanal- und Winkelwerkzeugen bietet jeder Typ spezifische Vorteile und Anwendungen. Im Zuge des technologischen Fortschritts werden sich diese Arten von Spritzgießwerkzeugen weiterentwickeln und die Fähigkeiten und Möglichkeiten im Bereich des Spritzgießens weiter ausbauen.

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Grundsätze der Konstruktion von Kühlsystemen für Spritzgussformen https://prototool.com/de/injection-mold-cooling-system/ https://prototool.com/de/injection-mold-cooling-system/#respond Tue, 05 Dec 2023 02:26:33 +0000 https://prototool.com/?p=15702 Principles of Designing Injection Mold Cooling Systems
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Informieren Sie sich über die wichtigsten Grundsätze für die Entwicklung effektiver Kühlsysteme für Spritzgussformen und erfahren Sie, wie die Lieferanten die Qualität ihrer Produkte sicherstellen.

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Principles of Designing Injection Mold Cooling Systems
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Das Temperiersystem einer Spritzgussform wirkt sich direkt auf die Qualität der Produkte aus. geformtes Produkt und die Effizienz der Produktion. Hohe Temperaturen auf der malter Hohlraum Oberfläche kann zu Graten an der Trennfuge und Einfallstellen in dickeren Abschnitten des Kunststoffteils führen. Umgekehrt können niedrige Temperaturen eine schlechte Füllung und schwache Bindenähte verursachen. Ungleichmäßige Temperaturen im Formhohlraum und sich bewegende Formoberflächen können innere Spannungen verursachen, die zu wVerkrümmung und Verformung im Formprozess. Daher ist das Temperaturkontrollsystem, ähnlich wie das Anschnittsystem, von entscheidender Bedeutung für die Formgestaltung und verdient große Aufmerksamkeit.

Konstruktionsprinzipien für Kühlsysteme für Spritzgussformen

Um die Effizienz des Kühlsystems zu erhöhen und eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Formhohlraum zu gewährleisten, sollten die folgenden Grundsätze beachtet werden:

Entwurf eines Kühlsystems für Spritzgussformen

1. Optimale Kühlungsmethode und Platzierung der Schaltkreise:

Bei der Konstruktion der Form sollten Sie der Kühlmethode und der Platzierung des Kreislaufs Vorrang einräumen, damit genügend Platz für eine turbulente Wasserströmung in den Kühlkanälen vorhanden ist. Der Kühlkreislauf sollte den Anforderungen des Formprozesses entsprechen und eine ausreichende, gleichmäßige und ausgewogene Kühlung gewährleisten.

2. Temperaturdifferenz und Strömungsdynamik:

Berücksichtigen Sie die Temperaturdifferenz am Einlass und Auslass und berechnen Sie den Strömungsdruckabfall, um den geeigneten Durchmesser und die Länge der Kühlkanäle zu bestimmen. Streben Sie eine geringe Temperaturdifferenz an (5°C für Standardformen, 2°C für Präzisionsformen). Die Länge des Kühlkreislaufs sollte zwischen 1,2 und 1,5 Metern liegen, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0-1,0 m/s, und die Anzahl der Bögen sollte 15 nicht überschreiten. Bei größeren Formen sollten mehrere unabhängige Kreisläufe in Betracht gezogen werden, um den Kühlmittelfluss zu erhöhen und den Druckverlust zu verringern, was die Effizienz der Wärmeübertragung erhöht. Mehrere schmale Kühlkanäle sind einem einzigen Kanal mit großem Durchmesser vorzuziehen.

3. Anzahl und Größe der Kühlkanäle:

Maximieren Sie die Anzahl und Größe der Kühlkanäle, wobei der Durchmesser von der Form des Kunststoffteils und der Werkzeugstruktur abhängt. Die Anzahl, der Abstand und die Nähe der Kanäle zum Formraum haben einen erheblichen Einfluss auf die Temperaturregelung der Form.

4. Strategische Kühlung in der Nähe des Tors:

Der Bereich in der Nähe des Anschnitts, der häufig mit der Düse der Spritzgießmaschine in Berührung kommt, neigt zu höheren Temperaturen und erfordert eine verstärkte Kühlung. Entwerfen Sie gegebenenfalls einen separaten Kühlkanal für diesen Bereich.

5. Vermeiden Sie die Abkühlung an Schweißnähten:

Da Schweißnähte die kältesten Bereiche sind, sollten Kühlkanäle nicht in ihrer Nähe platziert werden, um zu verhindern, dass Schweißnahtfehler verschlimmert und die Festigkeit des Kunststoffteils an diesen Stellen verringert wird.

6. Platzierung der Wassereinlass- und -auslassanschlüsse:

Positionieren Sie diese Anschlüsse auf der Nichtbetriebsseite des Werkzeugs.

7. Getrennte Kühlkreisläufe für bewegliche und feste Formen:

Sorgen Sie für eine ausgewogene Kühlung sowohl der Kavität als auch des Kerns, mit besonderem Augenmerk auf die Kühlleistung des Kerns, um eine gleichmäßige Kühlung und Schrumpfung des Kunststoffteils zu gewährleisten.

Wichtige Überlegungen zur Auslegung von Kühlsystemen

1. Abkühlungsmethoden für verschiedene Schimmelpilze:

Verwenden Sie eine schnelle Abkühlung für Standardformen, um den Gießzyklus zu verkürzen, und eine allmähliche Abkühlung für Präzisionsformen, die mit Formthermometern ausgestattet sind.

2. Minimierung der Verwendung von Dichtungsringen:

Entwerfen Sie Kühlkreisläufe mit zwei geraden Durchgangswegen, um die Wartung zu erleichtern. Achten Sie auf dichte Dichtungen und prüfen Sie auf Wasseraustritt an den Dichtungen und Düsen.

3. Gezielte Kühlung für bestimmte Materialien:

Bei Materialien wie PE mit starker Schrumpfung sollten Sie die Kühlkanäle entlang der Schrumpfungsrichtung ausrichten, um Verformungen zu vermeiden. Richten Sie die Kanäle am Layout des Formhohlraums aus.

4. Konfiguration des Kühlkreislaufs:

Bei Formen mit einem einzigen Einlass und Auslass sollten die Kühlkanäle in Reihe geschaltet werden. Bei parallelen Verbindungen muss sichergestellt werden, dass jeder Kreislauf über eine Durchflussregelung und einen Durchflussmesser verfügt, um gleichmäßige Kühlbedingungen zu gewährleisten.

5. Bessere Kühlung in schwierigen Gebieten:

In Bereichen, in denen die Kühlung weniger effektiv oder strukturell begrenzt ist, sollten Sie Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Berylliumkupfer oder Kupferlegierungen, oder eine wärmeleitende Stabstruktur verwenden. Sorgen Sie bei Bedarf für die Kühlung von Kernen, Einsätzen und Schiebern.

6. Farbcodierung und Kennzeichnung:

Markieren Sie den Wassereinlass mit rot und den Auslass mit blau. Beschriften Sie die Kühlwasserein- und -auslässe auf den beweglichen und festen Formplatten mit "IN" und "OUT" in englischer Sprache, und gruppieren Sie die Wasserkanäle entsprechend.

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Die einzelnen Schritte der Schimmelpilzsanierung verstehen: Schimmelpilzschäden von der Wurzel her verhindern https://prototool.com/de/mold-closing/ https://prototool.com/de/mold-closing/#respond Mon, 04 Dec 2023 06:44:30 +0000 https://prototool.com/?p=15690 Understanding the Complete Steps of Mold Closing: Preventing Mold Damage from the Root
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Sehen Sie, wie ein gutes Spritzgießunternehmen die Produktionsqualität der Produkte seiner Kunden durch die wichtigsten Punkte des Formschlusses sicherstellen kann.

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Understanding the Complete Steps of Mold Closing: Preventing Mold Damage from the Root
Prototool

Das Schließen der Form ist ein entscheidender Prozess beim Spritzgießen, bei dem Präzision und Kontrolle von größter Bedeutung sind. Dieser Artikel befasst sich mit den einzelnen Schritten des Formschließens und hebt die Bedeutung jeder Phase hervor, um Schäden an der Form zu vermeiden und die Langlebigkeit und Genauigkeit der Formen zu gewährleisten.

Formschluss

Initiieren von Mold Closing

  1. Startdruck für das Schließen der Form: Dieser Druck ist anfänglich auf 25 eingestellt und muss eventuell angepasst werden, wenn die Geschwindigkeit zu langsam ist. Erhöhen Sie die Geschwindigkeit schrittweise um +5, bis die gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist. Seien Sie vorsichtig, da ein hoher Druck schnelle Bewegungsänderungen der beweglichen Platte verursachen kann, was zu erhöhter Reibung und Verschleiß an den Maschinenteilen führt und die Stabilität und Präzision beeinträchtigt.
  2. Startgeschwindigkeit für das Schließen der Form: Diese sollte entsprechend dem tatsächlichen Bedarf eingestellt werden, um einen reibungslosen Übergang zur nächsten Phase ohne abrupte Pausen zu gewährleisten. Idealerweise werden höhere Geschwindigkeitseinstellungen mit geringerem Druck bevorzugt, wobei der Druck zur Steuerung der Geschwindigkeit verwendet wird.

Niederdruck-Formenschluss

In dieser Phase wird die Form mit geringem Druck und geringer Geschwindigkeit geschlossen, wobei aus sicherer Entfernung begonnen wird, bis die Form vollständig geschlossen ist.

Niederdruck-Formschließgeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit sollte langsam sein, um Aufprallschäden zu minimieren, selbst bei niedrigen Druckeinstellungen. Plötzliche Hindernisse wie falsch ausgerichtete Schieber oder gebrochene Auswerferstifte können unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen erhebliche Schäden verursachen.

Niederdruck-Werkzeugschließdruck: Beginnen Sie mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Druck, z. B. 5, um zu testen. Die Schließgeschwindigkeit der Form wird aufgrund des niedrigen Drucks nicht zu schnell sein, so dass der Druck schrittweise erhöht werden kann, um die ideale Schutzgeschwindigkeit zu erreichen.

Ausgangsposition für das Schließen der Form mit niedrigem Druck: Dies ist je nach Größe und Struktur der Form sehr unterschiedlich und liegt im Allgemeinen zwischen 5-20 cm vor dem vollständigen Schließen. Es ist wichtig, frühzeitig mit dem Niederdruckschutz zu beginnen, um Hochgeschwindigkeitsstöße aus den vorhergehenden Phasen zu vermeiden.

Endposition für das Schließen der Form mit niedrigem Druck: Stellen Sie diesen Parameter so ein, dass sich die Form gerade vollständig schließt. Stellen Sie zunächst die Niederdruckgeschwindigkeit und den Druck ein und nehmen Sie dann eine Feinabstimmung der Position auf der Grundlage manueller Tests vor, um einen präzisen Formschutz zu gewährleisten.

Hochdruck-Formenspannen

Das Schließen der Form mit Hochdruck ist eine kritische Phase im Formschließprozess, in der die Form, die unter niedrigem Druck zusammengeführt wurde, nun sicher verriegelt wird. Dieser Schritt gewährleistet die Stabilität und Präzision der Form während des Spritzgießprozesses.

Hochdruck-Werkzeugspanndruck:

Die Anfangseinstellung für den Schließdruck liegt normalerweise bei 60. Dieser Wert muss jedoch möglicherweise je nach den spezifischen Anforderungen der Form und des verwendeten Materials angepasst werden. Wenn die anfängliche Druckeinstellung nicht zu den gewünschten Ergebnissen führt, sollte sie schrittweise in Schritten von +10 erhöht werden. Es ist wichtig, übermäßigen Druck zu vermeiden, da dies die Maschine unnötig belasten und zu erhöhtem Verschleiß führen kann. Ziel ist es, gerade so viel Druck aufzubringen, dass die Form sicher verriegelt wird, ohne die Geräte zu überlasten.

Hochdruck-Formenschließgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit, mit der die Form eingespannt wird, sollte mit einem Referenzwert beginnen, beispielsweise 25. Wenn die Anfangsgeschwindigkeit nicht ausreicht, kann sie schrittweise erhöht werden, wobei jedoch Vorsicht geboten ist. Eine zu starke Erhöhung der Geschwindigkeit kann zu übermäßigem Lärm und Vibrationen führen, was sowohl für die Maschine als auch für die Form schädlich sein kann. Die Geschwindigkeit sollte erst dann angepasst werden, wenn die Wirksamkeit der Druckeinstellung bewertet wurde. Ein ausgewogener Ansatz bei der Einstellung von Geschwindigkeit und Druck ist entscheidend, um eine optimale Schließung zu erreichen, ohne Schäden zu verursachen.

Überwachung und Anpassungen:

Eine kontinuierliche Überwachung während des Hochdruckschließens ist unerlässlich. Die Beobachtung des Verhaltens des Werkzeugs und der Maschine während dieser Phase kann wertvolle Erkenntnisse darüber liefern, ob die Einstellungen angemessen sind oder weiter angepasst werden müssen. Faktoren wie die Reaktion des Werkzeugs auf den Druck, der Geräusch- und Vibrationspegel der Maschine und die Gesamtstabilität des Systems sollten sorgfältig bewertet werden.

Endgültige Verriegelungsposition:

Die endgültige Verriegelungsposition ist ein kritischer Parameter beim Schließen von Hochdruckformen. Diese Position sollte so eingestellt werden, dass die Form vollständig und sicher geschlossen ist. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass die Form ihre vollständig geschlossene Position erreicht hat, bevor die Hochdruckspannung eingeleitet wird. Falsche Einstellungen in diesem Bereich können zu einem unvollständigen Schließen der Form und damit zu Fehlern im Endprodukt führen.

Sicherheitserwägungen:

Sicherheit ist beim Hochdruck-Formenspannen oberstes Gebot. Aufgrund der hohen Kräfte, die bei diesem Prozess auftreten, müssen alle Sicherheitsprotokolle strikt eingehalten werden. Dazu gehört, dass die Maschine in einem guten Betriebszustand ist, dass alle Schutzvorrichtungen vorhanden sind und dass die Bediener im sicheren Umgang mit der Ausrüstung geschult sind.

Schlussfolgerung: Sicherstellung von Qualität und Effizienz beim Schließen von Formen

Das Verständnis für die Feinheiten des Formschließens, vom Niederdruckschutz bis zum Hochdruckschließen, ist für die Aufrechterhaltung der Integrität der Form und der Produktionsqualität unerlässlich. Durch sorgfältige Steuerung von Druck und Geschwindigkeit können wir Schäden an der Form verhindern und eine effiziente und kostengünstige Produktion sicherstellen.

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Analyse des Becherumspritzungsdesigns in UG/NX-Software https://prototool.com/de/cup-overmolding/ https://prototool.com/de/cup-overmolding/#respond Mon, 04 Dec 2023 03:55:20 +0000 https://prototool.com/?p=15677 Cup Overmold Design Analysis In UG/NX Software
Prototool

By studying the case of cup overmold design analysis, see how good injection molding companies perfectly complete the whole manufacturing.

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Cup Overmold Design Analysis In UG/NX Software
Prototool

Overmolding, a technique familiar to experienced designers, presents unique challenges in its application, particularly in modern mold design. Today we will analyze a case of cup overmold to showcase a practical approach to this advanced manufacturing process. We will explore how UG/NX software can be leveraged to create precise and efficient overmolding designs for cups, a common yet complex product in the plastic manufacturing industry.

The First Stage of Cup Overmolding

Cup overmold for first molding
1. Cup overmold for first molding

Achieving perfection in overmolding requires more than basic mold design knowledge. It involves understanding the nuances of subsequent processes to ensure flawless results for the client. The first stage of cup overmolding is critical as it sets the foundation for the final product. It involves creating the inner structure of the cup, which must be designed to support the outer layer added in the second stage. This stage requires meticulous planning to ensure that the inner layer has the right thickness, material consistency, and is free of defects.

The Second Stage of Overmolding

Cup overmold for second molding
2. Cup overmold for second molding

The second stage of overmolding is where the outer layer of the cup is added. This stage demands precision in aligning the two parts of the mold and ensuring that the second material bonds correctly with the first. The challenges here include avoiding shrinkage, preventing flash (excess material), and maintaining the overall aesthetic quality of the cup. This stage is where the designer’s expertise in material properties and mold design truly shines, as they must anticipate and counteract any potential issues that could arise from the overmolding process.

Preserving Aesthetics with Pin-Point Gate Injection

pin-point type gating method that can protect the appearance of cup
3. Pin-point type gating method that can protect the appearance of the cup

In cup overmolding, aesthetics are as important as functionality. The pin-point gate injection method is a sophisticated technique used to enhance the appearance of the final product. This method allows for precise control over where the material enters the mold, reducing the visibility of the injection points and ensuring a smooth, clean finish on the cup’s surface.

3D Model of a Plastic Cup

Cup 3d drawing
4. Cup 3d drawing

The 3D modeling of a cup in UG/NX software is a crucial step in visualizing and planning the overmolding process. The software allows designers to simulate different materials and molding stages, ensuring that the final product meets the required specifications. For a cup made of PC material with a thickness of 17MM, 3D modeling helps in identifying potential issues like shrinkage and bubble formation during the injection molding process.

Details Of Cup Overmold Design

3D drawing of the first molding (inner cup body)
5. 3D drawing of the first molding (inner cup body)
3D drawing of the second overmolding (outer cup body)
6. 3D drawing of the second overmolding (outer cup body)
Cross section for overmolded cup
7. Cross section for overmolded cup

The detailed 3D models of both the first and second molding stages provide a clear view of the internal and external structures of the cup. This visualization is crucial for understanding how the two components will interact and bond during the overmolding process. The cross-section view offers insights into the thickness distribution and potential stress points, which are vital for ensuring the durability and quality of the cup.

Large Sprue Injection in the First Stage

The first product molding uses a large sprue
8. The first product molding uses a large sprue

The choice of sprue size and placement in the first stage of overmolding can significantly impact the final product’s appearance, especially for transparent materials. Large sprue injections, while easier to manage, can leave visible marks that detract from the cup’s aesthetic appeal. This section highlights the importance of balancing ease of manufacturing with the final product’s visual requirements.

Final Overmolding Effect

Result after the second cup overmolding
9. Result after the second cup overmolding

The final overmolding effect is a testament to the precision and skill involved in the entire process. By using a pin-valve hot runner system in the second stage, any imperfections from the first stage, such as sprue marks, are effectively eliminated. This results in a cup that not only meets functional requirements but also possesses a high-quality finish that appeals to consumers.

Schlussfolgerung

Cup overmolding in UG/NX software demands a blend of technical expertise and practical experience. By understanding the complexities of each stage and employing advanced techniques, designers can achieve superior quality in their overmolded products. This process exemplifies the intricate balance between aesthetic appeal and functional integrity in product design.

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Schlüsselpunkte und Analyse bei der Entwicklung von Kunststoff-Fernbedienungsformen https://prototool.com/de/remote-control-mold-design/ https://prototool.com/de/remote-control-mold-design/#respond Tue, 28 Nov 2023 10:58:45 +0000 https://prototool.com/?p=15598 Key Points and Analysis in Designing Plastic Remote Control Molds
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Verstehen Sie die wichtigsten Überlegungen, innovativen Technologien und Standards bei der Konstruktion von Kunststoff-Fernsteuerungswerkzeugen, die von führenden Anbietern verwendet werden.

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Key Points and Analysis in Designing Plastic Remote Control Molds
Prototool

The remote control mold design not only dictates its functionality but also it is aesthetic appeal and user experience in consumer electronics. Prototool’s journey in creating a plastic remote control mold design combines innovation with precision. This offers a glimpse into the meticulous process of bringing a simple yet essential gadget to life.

Client’s Remote Control Product Requirements

The remote control casing typically comprises a top shell and a bottom shell, as illustrated in Figure 1. The top shell’s maximum dimensions are 100.00 mm x 50.00 mm x 10.00 mm, with an average wall thickness of 1.50 mm. Made from ABS material, the top shell has a shrinkage rate of 1.005 and weighs 10.55 grams. It is imperative that the plastic parts are free from defects such as weld lines, short shots, flow marks, air pockets, warping, silver streaks, cold slugs, and jetting, and they must comply with ROSH environmental standards.

remote control structure analysis
1
Remote control mold 3d drawing
2
remote control mold layout drawing
3
remote control mold parting line and injection system drawing
4

Structure Analysis And Mold Design Of The Remote Control Product

The remote control’s top and bottom shells consist of three plastic parts. The top shell is a single piece, while the bottom shell includes a battery cover. The overall design of these parts is a flat frame structure, connected along the perimeter through snap-fits. These snap-fits require the design of angled lifters or lateral sliders for core pulling mechanisms.

As shown in Figure 3, the mold layout adopts a family mold design. This design includes the top shell, bottom shell, battery cover, and three internal small components. Family molds are advantageous in prototype stages or small-scale production due to their cost-effectiveness. However, they present challenges in high-precision products because achieving balanced runner systems is difficult. This complication makes the injection molding process more complex. For series production, flow switch components can be designed to adjust production quantities based on demand.

Mold Assembly and Precision

Figure 3 shows the arrangement of the six plastic parts to achieve a balanced runner system. The mold design utilizes a simplified FCI3040 A60 B90 standard mold base with S136 for the cavity and NAK80 for the core. We position the cavity and core using a four-corner inter-lock method. This must align with the mold core structure to save steel and reduce machining time. Sometimes, the direction of the inter-lock considers cavity strength. In this case, the cavity side is recessed and the core side protrudes to tighten and prevent cavity expansion under injection pressure. The inter-lock’s side angle, typically between 5° to 10°, significantly impacts Formschluss precision. The smaller the angle, the higher the precision.

remote control mold core and inserts structure
5

Side Snap-Fits and Ejection Mechanism

The side snap-fits of the top and bottom shells are resolved using angled lifters for ejection. There are various angled lifter structures, commonly using T-slot or roller drives. Due to the small size of the plastic parts and limited space, the guide block for the small angled lifter is designed on the back of Plate B. Figures 6 and 7 illustrate the T-type angled lifter seat and the pin structure angled lifter seat, respectively. The pin diameter should be at least ø4mm, and the slider seat hardness above HRC40.

Innovations in Angled Lifter Design

Figure 8 displays a screw-connected angled lifter seat structure. In this structure, the lifter seat is screwed to the bottom of the angled lifter, with a spring washer underneath to prevent loosening. Adding wear blocks to the push plate facilitates maintenance and replacement after wear. Figure 9 presents an improved version of the pin structure angled lifter seat. The pin diameter is at least ø4mm, and the flat bottom surface of the angled lifter bears the injection pressure, significantly improving the force condition compared to the design in Figure 7.

T-shape Lifter
6
Through-pin structure lifter
7
Screw coupling lifter
8
Improved form of through-pin structure lifter
9

Schlussfolgerung

In designing plastic remote control molds, attention to detail in every component—from the mold layout to the ejection mechanism—is crucial for producing high-quality, defect-free plastic parts. By adhering to these design principles and leveraging innovative techniques, manufacturers can ensure efficient production and meet stringent environmental and quality standards.

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Schlüsselpunkte bei der Werkzeugkonstruktion und dem Spritzgießen von Ventilatorflügeln einer bekannten Marke https://prototool.com/de/fan-blade-mold-design/ https://prototool.com/de/fan-blade-mold-design/#respond Tue, 28 Nov 2023 03:14:55 +0000 https://prototool.com/?p=15592 Key Points in Mold Design and Injection Molding for a Well-Known Brand’s Fan Blades
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Discover the critical aspects of fan blade mold design, including balance principles, material considerations & factory's molding techniques.

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Key Points in Mold Design and Injection Molding for a Well-Known Brand’s Fan Blades
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Wenn sich ein Ventilator dreht, drücken seine abgewinkelten Schaufeln die Luft von hinten kontinuierlich nach vorne und erzeugen durch Luftscheren Wind. Die von den rotierenden Ventilatorflügeln erzeugte Zentrifugalkraft lenkt den Luftstrom. Die maximale Windkraft und Geschwindigkeit treten auf, wenn die Flügel in einem Winkel von 45 Grad zur Mittellinie stehen, wobei der Wind bei 90 Grad am stärksten gestreut wird. Aus mechanischer Sicht sind die Schaufeln des Ventilators in der Regel ungerade nummeriert, wobei 3 oder 5 Schaufeln üblich sind. Diese Asymmetrie hilft bei der Energieeffizienz. Wenn ein Flügel ein niedriges Energiepotenzial hat, können die anderen, die ein höheres Potenzial haben, ihn leicht mit Hilfe von Trägheitskräften antreiben.

Konstruktionsspezifikationen des Ventilatorflügels

Der Ventilatorflügel einer bekannten Marke hat die Maße ø335,50 mm x 42,30 mm. Es hat eine durchschnittliche Wandstärke von 3,20 mm, besteht aus PP-Material und hat eine Schrumpfungsrate von 1,008. In der Mitte des Kunststoffteils ist ein Einsatz aus rostfreiem Stahl eingearbeitet, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Die technischen Anforderungen schreiben vor, dass keine Defekte wie Spitzen, unzureichende Einspritzungen, Fließlinien, Poren, Verwerfungen, Silberschlieren, kaltes Material, Spritzer oder Blasen auftreten dürfen. Die Verwendung von Formtrennmitteln ist während des Formprozesses verboten.

Grundsätze der Konstruktion von Ventilatorschaufelformen

Ventilatorflügel Produktzeichnung
Abbildung 1

Das in Abbildung 1 gezeigte Ventilatorschaufelteil ist relativ einfach aufgebaut. In diesem Artikel werden die wichtigsten Aspekte der Konstruktion und Herstellung von Ventilatorschaufelwerkzeugen erörtert. Er konzentriert sich auf zwei Hauptanforderungen: das Prinzip der Schwerpunktsausrichtung und das dynamische Gleichgewicht. Bei minderwertigen Ventilatoren kommt es aufgrund von Fertigungsfehlern häufig zu "Exzentrizität", was mit der Zeit zu Geräuschen, Vibrationen und erhöhtem Verschleiß führt. Die Sicherstellung des Gleichgewichts bei der Konstruktion von Formen und die Verbesserung der Herstellungsprozesse sind für die Produktion hochwertiger Ventilatorflügel von entscheidender Bedeutung.

Werkzeuglayout und Anschnittsystem

Das Teil ist fast kreisförmig, mit 5 gleichmäßig über den Umfang verteilten Schaufeln. Angesichts der Größe des Teils ist die Anordnung der Kavität 1×1, wobei die Werkzeugbasis FAI 4545 A60 B60 C135 ist. Die Form des Fächerflügels erfordert ein Punktanschnittsystem. Die Größe des Teils erfordert 5 Punktanschnitte. Jeder Anschnitt befindet sich in der Nähe des Randes der zentralen Kuppel, in der Nähe der einzelnen Schaufeln, wie in Abbildung 2 dargestellt. Ein ausgewogenes Anschnittsystem gewährleistet eine gleichmäßige Materialverteilung, die für die Gleichmäßigkeit der Abmessungen und des Gewichts der einzelnen Schaufeln entscheidend ist.

Ventilatorschaufel Form Design Zeichnung und Parameter
Abbildung 2

Formstruktur und Kühlsystem

Die Struktur der Form ist einfach, es gibt keine komplexen Schieber oder Schrägmechanismen. Alle Konstruktions- und Bearbeitungsaspekte drehen sich um das "Gleichgewicht". Die Auslegung des Kühlsystems der Form erreicht das Gleichgewicht. Es ist zwischen den vorderen Platten 5 und 6 und den hinteren Platten 7 und 8 eingebettet. Das System verfügt über große kreisförmige Kühlkanäle und Dichtungsringe. Strategisch platzierte Thermoelemente an der A- und B-Platte dienen der Temperaturüberwachung und -kontrolle.

Bearbeitung und Montage für Präzision

Die Auswuchtung ist nicht nur bei der Konstruktion der Form entscheidend, sondern auch bei der Bearbeitung. Die vorderen und hinteren Formkerne erfordern eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mit hochwertigen Werkzeugen und neuen Schaufeln, um identische Form- und Maßtoleranzen für jede Schaufel zu gewährleisten. Nach der Präzisionsbearbeitung ist vor dem Zusammenbau eine 3-Koordinaten-Prüfung obligatorisch.

Eine schnelle Werkzeugspannung ist beim modernen Spritzgießen für eine effiziente Produktion unerlässlich. Diese Form verwendet ein mechanisches Schnellspannsystem mit V-Nuten auf den festen und beweglichen Formplatten, mit engen Toleranzen bei Breite, Winkel und Plattendicke.

Die Verbindung zwischen den 5 Schaufeln und der zentralen Kuppel ist eine Schrägverbindung, bei der die vorderen und hinteren Formkerne ineinander greifen müssen. Ein kleiner Entformungswinkel von 0,25º an der Außenseite der Seitenwand der Kuppel erfüllt ästhetische Anforderungen, ohne die Entformung zu behindern, wenn man das PP-Material berücksichtigt.

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Sojamilchmaschine Gehäuse Form Design Analyse https://prototool.com/de/soymilk-maker-housing-mold-design/ https://prototool.com/de/soymilk-maker-housing-mold-design/#respond Mon, 27 Nov 2023 09:34:14 +0000 https://prototool.com/?p=15581 Soymilk Maker Housing Mold Design Analysis
Prototool

Entdecken Sie Expertenlösungen für die Entwicklung und Herstellung von Formen für Sojamilchmaschinengehäuse. Verbinden Sie sich mit führenden Lieferanten, die in der Herstellung von hochwertigen

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Soymilk Maker Housing Mold Design Analysis
Prototool

In this exploration of soymilk maker housing mold design, we delve into the case study of a soymilk maker’s head unit, analyzing the intricacies of injection molding design for home appliance products.

Soymilk maker products display

Material Selection for Durability and Aesthetics

In soymilk maker housing mold design, the choice of materials is crucial. In general, in the material selection process, soymilk maker housings primarily utilize PP (Polypropylene) and ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene). ABS boasts excellent flowability, low shrinkage, strong heat resistance, and impact resistance, making it a popular choice. Products made from ABS exhibit a high-quality surface gloss and wear resistance. On the other hand, PP material, while having good injection molding properties, tends to have a high shrinkage rate, leading to potential deviations in product precision and deformation. Additionally, PP can suffer from issues like poor gloss and shrinkage marks, though it is more cost-effective than ABS. Considering the need for high gloss and temperature resistance in soymilk maker housings, ABS is the preferred material choice.

abs and pp materials for soymilk maker housing mold design

Designing Screw Columns and Reinforcement Ribs

For assembly purposes, the soymilk maker’s head unit housing requires several screw columns. The design includes volcano treatment at the base to prevent shrinkage marks. Reinforcing ribs enhance the strength of each screw column. It’s essential to control their thickness carefully and include adequate R angles to improve the solvent’s flow. In the design of the gating system, the housing must be smooth, with minimal residual marks post-demolding. This necessitates the use of point gating to allow the gate to detach naturally. Designers must develop a balanced runner system from direct to point gating, utilizing a circular manufacturing process to reduce runner volume, save injection time, and enhance production efficiency.

Soymilk Maker Housing Mold Design Drawing

Molding Process and Precision

In this soymilk maker design, the head unit’s housing is secured using a snap-fit concave groove. The mold design incorporates lateral parting core pulling and inclined top structures. Two factors influence the dimensional accuracy: the variability of the plastic’s shrinkage rate and mold processing errors. For surface quality control, the housing requires flawless internal and external surfaces, with smooth edges free from weld lines or spots. The internal surface roughness standard is Ra0.4μm, and the external surface is Ra0.2μm. Surface gloss issues are often due to premature cooling of the melt, insufficient drying time, inadequate mold temperature, or substandard polishing.

Soymilk Maker Housing Model
Structure in software of soymilk maker housing mold design

Addressing Injection Molding Defects

Shrinkage Issues

Shrinkage in injection-molded housings is often related to the internal structure and excessive thickness of ribs. This can cause abnormal solidification during cooling, leading to surface depressions. To mitigate this, the injection molding process must be optimized with scientific shrinkage prevention measures. You should control the thickness of the ribs within reasonable limits, utilizing the lower shrinkage rate of ABS material. For PP, with its higher shrinkage rate, the rib thickness should generally be one-third of the main rib thickness. A combination of internal and external structural considerations is necessary to prevent shrinkage in the housing.

Short Shots

This issue arises from overly thick mold design structures, poor venting, or uneven wall thickness. To address this, you should scientifically set the injection pressure, gradually increasing it until achieving the desired fill. If issues persist, the injection mold may need to be adjusted, including changing the gate position and conducting feasibility tests until successful molding is achieved.

Weld Lines

Weld lines on the surface of home appliance housings are often due to the addition of aggregates beyond normal processing requirements, leading to hidden marks or cracks under external forces. Increasing mold temperature and injection pressure can resolve this. If problems persist, enlarging the gate size may be necessary.

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