Tip desain pengecoran poliuretan

layanan pengecoran poliuretan 3ERP memungkinkan Anda membuat sejumlah kecil komponen plastik dengan biaya yang jauh lebih rendah daripada cetakan injeksi. Prototipe berkualitas tinggi ini memiliki permukaan akhir yang bagus dan dapat menyediakan jalur ke bagian cetakan yang diproduksi secara massal.

Namun, banyak perancang produk tidak terbiasa dengan pengecoran poliuretan, yang memerlukan serangkaian pertimbangan desain yang unik — baik untuk pembuatan pola induk maupun untuk pengecoran plastik itu sendiri. Merancang bagian cor poliuretan tidak sama dengan merancang bagian cetakan injeksi, jadi desainer harus membiasakan diri dengan proses sebelum terjebak ke dalam desain CAD mereka.

Artikel ini memberikan informasi tentang cara mendesain coran poliuretan . Ini memberikan saran untuk desain fitur, melihat toleransi pengecoran poliuretan yang khas, dan mencatat perbedaan antara desain pengecoran poliuretan dan desain cetakan injeksi.

Apa itu pengecoran poliuretan?

Atau dikenal sebagai pengecoran vakum, pengecoran poliuretan adalah prototipe dan manufaktur volume rendah teknik yang cocok untuk membuat batch hingga 25 unit. Ini sama dengan casting urethane, istilah alternatif untuk proses ini.

Proses pengecoran poliuretan terdiri dari tiga langkah utama:membuat master, membuat cetakan silikon, dan membuat coran.

1. Guru :Menggunakan proses seperti pemesinan CNC atau pencetakan SLA 3D, perancang menciptakan pola master yang positif dari bagian-bagiannya. Sebagai alternatif, bagian yang sudah ada sebelumnya, terbuat dari hampir semua bahan padat yang dapat menahan suhu 40 °C (untuk tahap pengeringan silikon), dapat digunakan sebagai pola.
2. Cetakan :Sebuah kotak casting diisi setengahnya dengan silikon cair dengan pola di tengahnya. Silikon diawetkan dengan api kecil dalam oven selama 16 jam sampai menjadi padat, membuat paruh pertama cetakan. Kemudian sisa kotak casting diisi dengan silikon cair, yang diawetkan untuk membuat paruh kedua cetakan. Bagian cetakan dihilangkan dan polanya disisihkan untuk digunakan di masa mendatang.
3. Mentransmisi :Cetakan silikon fleksibel diisi dengan resin pengecoran poliuretan, yang mengeras di dalam cetakan dan memiliki bentuk padat yang identik dengan master aslinya. Cetakan silikon dapat digunakan sekitar 25 kali sebelum perlu diganti.

Pengecoran poliuretan adalah teknik manufaktur yang berharga karena cetakan silikon sangat murah untuk membuat dibandingkan dengan perkakas logam. Mereka hanya bertahan sekitar 25 casting , tetapi ini biasanya cukup untuk membuat prototipe komponen plastik kecil.

Meskipun pengecoran resin poliuretan tidak menghasilkan komponen fungsional yang kuat, resin poliuretan memiliki kekuatan yang unik, seperti menghasilkan permukaan akhir yang sangat baik, memungkinkan berbagai warna dan transparansi, dan sangat ekonomis dalam volume rendah.

Membuat pola induk

Hal pertama yang harus dipertimbangkan oleh perancang produk selama desain pengecoran poliuretan adalah pola induk. Teknik umum yang digunakan untuk membuat pola casting termasuk pencetakan 3D (SLA, PolyJet, dll.) dan permesinan CNC. Teknik pembuatan pola tradisional seperti pemahatan manual juga dapat digunakan, meskipun ini membutuhkan biaya yang lebih besar.

Saat menggunakan proses manufaktur digital seperti pencetakan 3D atau mesin CNC, desainer harus secara efektif mempertimbangkan batasan desain dari dua proses terpisah sekaligus:proses pembuatan pola dan casting, meskipun artikel ini akan berfokus terutama pada tip desain yang mengarah pada casting yang efektif (daripada pencetakan 3D atau permesinan CNC yang efektif).

Keuntungan dari pola master poliuretan pencetakan 3D adalah:

• Tingkat kebebasan geometris yang lebih tinggi
• Lebih cepat dibuat daripada mesin CNC

Keuntungan dari pola master mesin CNC adalah:

• Toleransi yang lebih ketat daripada pencetakan 3D
• Lebih sedikit finishing permukaan yang diperlukan
• Masa pakai lebih lama daripada pola cetak 3D

Toleransi &dimensi

Saat merancang bagian cor poliuretan, perancang harus menyadari toleransi standar dan dimensi minimum/maksimum, yang tidak sama dengan untuk cetakan injeksi.

Namun, saat menggunakan pengecoran poliuretan sebagai prototipe teknik untuk bagian cetakan injeksi masa depan, mungkin masuk akal untuk membuat desain yang juga dapat dicetak injeksi (dengan memasukkan sudut draf dll.).

• Toleransi :3ERP dapat membuat suku cadang poliuretan dengan akurasi ± 0,3% , dengan batas bawah ± 0,3 mm pada dimensi yang lebih kecil dari 100 mm.
• Penyusutan :Bagian yang tebal lebih rentan terhadap penyusutan, yang terjadi karena perubahan suhu selama proses pencetakan. Desainer harus merencanakan tingkat penyusutan sekitar +0,15% .
• Ukuran bagian :Bagian cor poliuretan dapat memiliki dimensi hingga 1900 x 900 x 750 mm dan volume maksimum 10 liter.

Ketebalan dinding

Ketebalan dinding minimum pengecoran poliuretan adalah 0,75 mm — cukup untuk pengisian cetakan yang tepat, meskipun 1,5+ mm akan membawa hasil terbaik. Jika dinding yang lebih tipis dari 0,75 mm diperlukan, hubungi kami untuk mendiskusikan desain Anda.

Seperti halnya cetakan injeksi, ketebalan dinding yang konsisten menghasilkan hasil yang lebih baik, karena mengurangi perubahan deformasi yang disebabkan oleh suhu. Namun, ketebalan dinding yang bervariasi tidak terlalu merusak dibandingkan dengan cetakan injeksi.

Draf

Salah satu keuntungan dari pengecoran poliuretan adalah fleksibilitas cetakan silikonnya. Karena cetakannya fleksibel, bagian poliuretan yang sudah jadi dapat dengan mudah dikeluarkan dari cetakan tanpa pin ejektor. Ini juga berarti bahwa draf — sisi runcing yang memungkinkan pengeluaran mudah — tidak perlu seperti halnya dengan cetakan injeksi.

Meskipun demikian, sudut draf kecil hingga 5 ° dapat sedikit memperpanjang umur cetakan silikon, jadi draft mungkin menguntungkan saat melakukan produksi volume sedang pada bagian yang tidak memerlukan sisi lurus sempurna. Hal ini juga membuat desain pengecoran poliuretan lebih mudah beradaptasi dengan cetakan injeksi (untuk meningkatkan produksi).

Radius

Saat mendesain suku cadang poliuretan, sudut dalam yang tajam harus dihindari untuk memaksimalkan kekuatan dan stabilitas suku cadang. Sebaiknya tambahkan fillet ke sudut dalam dengan radius 3 mm .

Perhatikan bahwa menggunakan mesin CNC untuk membuat pola master sangat ideal untuk menambahkan fillet ke bagian cor poliuretan, karena alat pemotong CNC memiliki bentuk silindris dan membuat sudut internal membulat alami saat memotong saku.

Iga

Untuk menambah kekakuan pada bagian pengecoran poliuretan tanpa menambah ketebalan dinding, desainer dapat menggabungkan rusuk, yang meningkatkan momen inersia. Umumnya, lebih baik menggunakan beberapa rusuk pendek daripada satu rusuk tinggi, dan penting untuk mengarahkan rusuk dengan benar relatif ke tempat bagian yang berpotensi menekuk.

Tulang rusuk harus memiliki jari-jari sudut yang besar dan ketebalan kurang dari 60% dari ketebalan dinding untuk menghindari penyusutan dan tanda tenggelam. Tinggi setiap rusuk harus kurang dari 3x ketebalannya untuk menghindari kerusakan.

Bos

Bagian poliuretan cor dapat memiliki bos — tonjolan kecil yang menampung pengencang atau sisipan berulir. Boss ini dapat didukung oleh gusset atau tulang rusuk penghubung.

Untuk mencegah tanda tenggelam, ketebalan dinding bos harus kurang dari 60% dari ketebalan dinding bagian (seperti dengan rusuk). Jari-jari dasar bos harus setidaknya 25% dari ketebalan dinding bagian.

Ulir &lubang

Pengecoran poliuretan dapat mengakomodasi melalui lubang dan benang, dan ini paling baik dicapai dengan menggunakan sisipan daripada ditambahkan ke pola induk. Namun, fitur kompleks ini dapat meningkatkan biaya proyek dan mungkin tidak diperlukan untuk prototipe.

Untuk lubang tembus, batang dowel dapat ditempatkan di cetakan silikon. Untuk ulir, yang terbaik adalah memasukkan sisipan berulir logam melalui cetakan sisipan.

Sendi

Pengecoran poliuretan dapat digunakan untuk membuat bagian multi-komponen dengan sambungan lidah dan alur. Sebuah mengungkapkan celah kecil harus dimasukkan ke dalam sambungan antar komponen.

Fitur permukaan

Fitur permukaan seperti teks dan logo dapat dimasukkan ke dalam bagian cor poliuretan. Secara umum, fitur ini — terutama dalam bentuk tersembunyi (terukir) — jauh lebih mudah untuk ditambahkan menggunakan pola master mesin CNC dibandingkan dengan yang dicetak 3D.

Untuk hasil terbaik, huruf dan angka harus diberi jarak minimal 1,3 mm terpisah.