Hệ thống Gating là gì?
Chức năng của hệ thống Gating
Hệ thống rãnh dẫn nhựa nóng chảy từ thùng máy ép phun đến từng khoang của khuôn. Do đó, cấu trúc, chiều dài, kích thước và phương thức kết nối của hệ thống đường dẫn đều ảnh hưởng đến hiệu quả làm đầy phun, do đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Hơn nữa, thiết kế của hệ thống đường dẫn cũng cần xem xét đến hiệu quả kinh tế, đạt được khả năng làm mát nhanh và thời gian chu kỳ ngắn.
Cấu trúc hệ thống cổng
Hệ thống đường dẫn bao gồm bốn cấu trúc: đường dẫn chính, đường dẫn nhánh, cổng và giếng sên nguội, như trong Hình 7-11.
Á hậu chính (sprue)
Đường dẫn chính (sprue) là kênh nhựa nối vòi phun của máy ép phun với hệ thống đường dẫn. Nó là thành phần đầu tiên của hệ thống Á hậu.
Á quân sơ cấp và thứ cấp
Ray sơ cấp và thứ cấp là các kênh nhựa nối ray chính với cổng khuôn bên trong, cho phép nhựa nóng chảy chảy vào khuôn bên trong. Trong trường hợp khuôn hai tấm, đường dẫn nằm trên đường phân khuôn.
Khi thiết kế kênh dòng chảy, cần chú ý đến hình dạng và kích thước mặt cắt ngang của chúng. Nhìn chung, có bốn loại hình dạng mặt cắt ngang cho kênh dòng chảy: hình tròn đầy đủ, hình thang, hình thang biến dạng và hình lục giác (xem Hình 7-12). Từ góc độ truyền áp suất phun, diện tích mặt cắt ngang của kênh dòng chảy càng lớn thì càng tốt; trong khi từ góc độ dẫn nhiệt, diện tích bề mặt mặt cắt ngang càng nhỏ thì càng tốt. Do đó, tỷ lệ diện tích mặt cắt{10}trên diện tích bề mặt càng lớn thì kênh dòng chảy càng hiệu quả. Thiết kế kênh luồng tiết diện hình tròn và hình vuông{11}}có mặt cắt ngang có giá trị R{13}}cao nhất. Vì mặt cắt-hình tròn nguội nhanh hơn mặt cắt-vuông nên thiết kế mặt cắt-hình tròn là tốt nhất. (Giá trị R{18}}đề cập đến tỷ lệ giữa diện tích mặt cắt ngang{19}}so với diện tích bề mặt; diện tích mặt cắt ngang{20}}đề cập đến diện tích mặt cắt ngang của kênh dòng chảy.)
Đường kính của người chạy có liên quan đến chiều dài dòng chảy; đường kính càng lớn thì đường dẫn dòng chảy càng dài. Đồng thời, người chạy phải càng hẹp và ngắn càng tốt. Mỗi loại nhựa có yêu cầu về đường kính đường dẫn tối thiểu; đường kính quá nhỏ sẽ ảnh hưởng đến dòng chảy của nhựa trong khoang khuôn. Đường kính đường dẫn thường dày hơn 1,0 mm so với mức thành phẩm để ngăn nhựa trong đường dẫn đông cứng trước thành phẩm, do đó đảm bảo duy trì áp suất thích hợp.
Cổng
Cổng có tác động đáng kể đến khả năng tạo khuôn và ứng suất bên trong. Hình thức thích hợp của chúng thường được xác định bởi hình dạng của bộ phận và có thể được phân loại thành hai loại: cổng hạn chế và cổng không hạn chế.
Các cổng hạn chế là các phần hẹp ở lối vào khoang khuôn, giúp chúng dễ dàng xử lý và cho phép dễ dàng cắt chi tiết khỏi đường dẫn, do đó giảm ứng suất dư. Loại này thường được sử dụng trong các khuôn nhiều{1}}lỗ trong đó nhiều bộ phận được đúc cùng một lúc vì nó tạo điều kiện phân phối đồng đều và ngăn chặn nhựa chảy ngược trong khoang. Các cổng bị hạn chế có thể được phân loại thêm thành cổng phụ, cổng chồng, cổng mặt bích, cổng hình quạt, cổng màng, cổng vòng, cổng đĩa, cổng điểm và cổng tàu ngầm. Cổng không hạn chế là nơi nhựa được phun trực tiếp vào khoang khuôn thông qua một đường dẫn thẳng đứng.
Loại, vị trí, kích thước và số lượng cổng ảnh hưởng trực tiếp đến hình thức bên ngoài, biến dạng, độ co ngót của khuôn và độ bền của bộ phận đúc. Vì vậy, các yếu tố sau đây cần được xem xét trong thiết kế.
(1) Các yếu tố cần xem xét khi xác định hình dạng cổng: Hình dạng cổng ảnh hưởng đến khả năng chảy của nhựa trong khoang khuôn, hình thức bên ngoài của bộ phận đúc và hướng dòng vật liệu. Vì vậy, khi lựa chọn loại cổng cần xem xét loại vật liệu hoặc hình dạng sản phẩm và ảnh hưởng của hướng dòng chảy.
(2) Các yếu tố cần xem xét khi xác định kích thước cổng:
① Đặc tính dòng chảy nhựa.
② Độ dày thành khuôn.
③ Lượng nhựa được bơm vào lòng khuôn.
④ Nhiệt độ nóng chảy của nhựa.
⑤ Nhiệt độ khuôn.
(3) Các yếu tố cần xem xét khi xác định vị trí cổng:
① Cổng phải được đặt ở điểm dày nhất trên mặt cắt ngang của phần nhựa. Điều này cho phép làm mát chậm hơn ở cổng, tạo điều kiện thuận lợi cho dòng vật liệu nóng chảy vào khoang khuôn và ngăn ngừa các khuyết tật như co ngót.
② Vị trí cổng phải giảm thiểu đường dẫn dòng vật liệu nóng chảy, giảm sự thay đổi hướng dòng chảy và giảm thiểu tổn thất áp suất. Nhìn chung, cổng nằm ở giữa phần nhựa sẽ hiệu quả hơn.
③ Vị trí cổng phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát khí từ khoang khuôn. Nếu vật liệu nóng chảy đi vào khoang khuôn sớm làm đóng hệ thống thông hơi, khí sẽ khó thoát ra khỏi khoang khuôn, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Các kênh thông hơi phải được đặt ở vị trí cuối cùng nơi vật liệu nóng chảy chạm tới khoang để tạo điều kiện thông hơi.
④ Cổng phải được đặt trực tiếp đối diện với thành lõi hoặc lõi lớn, cho phép vật liệu nóng chảy-tốc độ cao tác động trực tiếp vào khoang hoặc thành lõi, từ đó thay đổi hướng dòng chảy, giảm tốc độ dòng chảy và lấp đầy khoang một cách trơn tru. Điều này giúp loại bỏ các vết phun rõ ràng trên phần nhựa và ngăn ngừa hiện tượng nứt do nóng chảy.
⑤ Cần kiểm soát số lượng cổng. Đi vào khoang qua nhiều cổng sẽ tạo ra nhiều đường hàn hơn.
⑥ Vị trí cổng phải đảm bảo cấp nguyên liệu nóng chảy đồng đều, với đường dẫn dòng chảy từ đường dẫn chính đến tất cả các bộ phận của khoang giống nhau hoặc tương tự nhau, để giảm thiểu tia lửa và đường hàn.
⑦ Đối với các bộ phận bằng nhựa có lõi hoặc miếng đệm, đặc biệt là các bộ phận bằng nhựa hình trụ có lõi mảnh, tránh nạp trực tiếp vào lõi hoặc miếng đệm để tránh uốn cong lõi hoặc dịch chuyển miếng chèn.
⑧ Vị trí đặt cổng phải tránh gây đứt gãy. Khi một cổng nhỏ đối diện trực tiếp với một khoang có chiều rộng và độ dày lớn,-vật liệu nóng chảy tốc độ cao chảy qua cổng sẽ chịu ứng suất cắt cao, dẫn đến hiện tượng đứt gãy nóng chảy như phun tia và chảy dãi. Phun chảy dễ gây ra hiện tượng gấp nếp, tạo thành vết gợn sóng trên sản phẩm.
⑨ Khi nhựa nóng chảy được bơm ở tốc độ cao vào khoang khuôn qua cổng, nó sẽ có tác dụng định hướng. Vị trí cổng nên được chọn để tránh những tác động bất lợi của hiệu ứng định hướng này.
⑩ Khi xác định vị trí và số cổng cho khuôn, tỷ lệ dòng chảy phải được kiểm tra để đảm bảo chất tan chảy lấp đầy khoang. Tỷ lệ dòng chảy được xác định bằng tỷ lệ giữa tổng chiều dài kênh dòng chảy với tổng độ dày kênh dòng chảy. Giá trị cho phép của nó thay đổi tùy thuộc vào đặc tính nóng chảy, nhiệt độ, áp suất phun, v.v.
⑪ Đối với các bộ phận bằng nhựa phẳng, dễ xảy ra cong vênh và biến dạng do tốc độ co ngót của chúng không nhất quán theo các hướng khác nhau. Sử dụng nhiều cổng sẽ hiệu quả hơn nhiều.
⑫ Đối với các bộ phận bằng nhựa thuộc loại khung, việc đặt các cổng theo đường chéo có thể cải thiện biến dạng do co ngót.
⑬ Đối với các bộ phận bằng nhựa hình vòng-, cổng phải được đặt tiếp tuyến để giảm đường hàn, tăng độ bền của vùng hàn và tạo điều kiện thông gió.
⑭ Đối với các bộ phận bằng nhựa có độ dày thành không đồng đều, vị trí cổng phải được giữ cố định nhất có thể để tránh bị xoáy.
⑮ Đối với các bộ phận bằng nhựa hình vỏ-, có thể sử dụng cách bố trí cổng-gắn ở giữa để giảm đường hàn.
⑯ Đối với các bộ phận bằng nhựa có hình dạng vòm, thanh mảnh và có thành mỏng, có thể thiết lập nhiều điểm cổng và gân xử lý để dẫn dòng và tránh tình trạng thiếu nguyên liệu.
Các nguyên tắc lựa chọn vị trí cổng trên có thể dẫn đến những mâu thuẫn trong áp dụng; trong những trường hợp như vậy, việc xử lý linh hoạt dựa trên tình hình thực tế là cần thiết.
(4) Số dư cổng
Nếu không thể có được hệ thống dẫn cân bằng, có thể sử dụng phương pháp cân bằng cổng sau đây để đạt được mục tiêu ép phun đồng nhất. Phương pháp này phù hợp với các khuôn có số lượng lỗ sâu lớn. Có hai phương pháp cân bằng cổng: thay đổi độ dài của kênh cổng và thay đổi-diện tích mặt cắt ngang của cổng.
Khi kích thước khoang có diện tích hình chiếu khác nhau, cổng cũng phải được cân bằng. Tại thời điểm này, để xác định kích thước cổng, trước tiên phải xác định một kích thước cổng và phải tính tỷ lệ giữa kích thước cổng này với thể tích khoang tương ứng. Tỷ lệ này sau đó được áp dụng để so sánh các cổng khác với thể tích khoang tương ứng của chúng để xác định lần lượt kích thước của mỗi cổng. Sau khi tiêm thử thực tế, hoạt động cân bằng cổng có thể được hoàn thành.
Khi sản xuất các bộ phận hoặc nhiều thành phẩm từ cùng một khoang khuôn, nếu một số phần của vật liệu mỏng hơn thì mầm cần phải được làm dày hơn. Lượng độ dày phụ thuộc vào kích thước của thành phẩm. Nói chung, các phần thành phẩm dày hơn chảy tốt hơn, dẫn đến áp suất bình thường, trong khi các phần mỏng hơn chảy kém hơn, dẫn đến áp suất cao hơn. Do đó, nếu thành phẩm được đổ đầy đồng thời, các phần dày hơn có thể xảy ra hiện tượng nhấp nháy. Để tránh mất cân bằng dòng chảy, đường dẫn cho các phần mỏng hơn cần được làm dày hơn để bù đắp tổn thất áp suất, như trong Hình 7-13.
Giếng sên lạnh
Giếng sên lạnh hay còn gọi là hố sên lạnh được thiết kế để chứa vật liệu nhựa nóng chảy nguội hơn khi bắt đầu quá trình chiết rót, ngăn không cho vật liệu này đi thẳng vào khoang khuôn làm tắc cổng hoặc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Giếng sên lạnh thường nằm ở cuối đường dẫn chính. Khi các đường dẫn nhánh dài, các giếng sên lạnh cũng nên được lắp đặt ở các đầu của chúng.
Nhìn ở đây
Để biết thêm thông tin về các hệ thống cổng khác cũng như ưu điểm và nhược điểm của chúng, vui lòng nhấp vào đây.