Tingkatkan Kekuatan Bagian Cetak Injeksi: 3 Tips Desain Teruji

Cetak injeksi adalah proses manufaktur serbaguna yang umumnya melibatkan penyuntikan resin plastik cair ke dalam cetakan logam tahan lama, yang memungkinkan produksi volume besar bagian yang identik. Meskipun cetak injeksi dapat sangat hemat biaya dalam skala besar, bagian plastik biasanya melalui tinjauan desain, pencetakan 3D, simulasi, dan pengujian sebelum cetak injeksi produk akhir. Berikut beberapa tips yang harus diingat saat Anda merancang bagian cetak injeksi plastik yang akan membantu meningkatkan kekuatan produk akhir.

Pemilihan material: Dasar untuk menciptakan bagian yang kuat

Pertama, catatan singkat tentang pemilihan material. Mungkin tampak jelas untuk dikatakan, tetapi material khusus yang komponen Anda terbuat akan memiliki dampak signifikan pada daya tahan, kekuatan, dan ketahanan bagian atau rangkaian akhir. Cara sederhana untuk meningkatkan kekuatan bagian dan rangkaian Anda? Gunakan termoplastik yang lebih kuat. Berikut beberapa material cetak injeksi umum yang harus dipertimbangkan jika Anda secara khusus mencari untuk meningkatkan kekuatan bagian cetak injeksi Anda.

ABS

Akrilonitril butadien stirena (ABS) adalah termoplastik teknik yang tahan pukulan yang memiliki penggunaan domestik dan industri — segalanya dari pengendali jarak jauh dan perapian elektronik hingga kompresor dan nebulizer manufaktur dapat dibuat dari resin terjangkau ini. Namun, ABS rentan terhadap pelapukan dan retakan stres ketika diperkenalkan pada kimia tertentu.

Poli karbonat

Juga dikenal sebagai PC, plastik ini menawarkan ketahanan pukulan yang luar biasa (lebih dari ABS) dan dapat dibuat transparan, menjadikannya alternatif umum terhadap kaca. Barang konsumen seperti kacamata pelindung, penutup wajah, papan nama interior dan eksterior, dan jendela diproduksi dari resin ini, yang juga kadang-kadang digunakan untuk melindungi eksterior bangunan. Meskipun tahan pukulan, PC rentan terhadap gores dan mahal untuk dikerjakan.

Nylon

Nylon adalah keluarga plastik serbaguna yang cocok untuk aplikasi yang memerlukan koefisien gesek rendah dipadukan dengan daya tahan aus, kimia, dan panas yang baik. Sementara nylon yang tidak terisi cenderung memiliki tingkat fleksibilitas dan kekakuan tertentu, stabilisator dan aditif dapat diintegrasikan ke dalam material untuk mengoptimalkan properti spesifik bagian. Serat kaca, misalnya, meningkatkan kekuatan tekan, kekakuan, dan suhu lentur material sambil juga membuatnya rapuh. Nylon rentan terhadap menyerap kelembaban dari lingkungan sekitarnya dan mudah rusak oleh cahaya UV tanpa penggunaan stabilisator.

Asetal

Asetal dihargai karena kekakuannya, koefisien gesek rendah, dan daya tahan terhadap gosok, air, dan kimia. Asetal biasanya digunakan untuk memproduksi elektronik, rits dan gear, komponen otomotif, bagian untuk industri pangan, dan banyak aplikasi lainnya. Asetal tidak kompatibel dengan teknologi manufaktur tambitif dan oleh karena itu cenderung digunakan lebih sedikit untuk prototipasi daripada nylon. Ini juga tidak cocok untuk bagian kosmetik atau yang memerlukan cat atau cetak.

Tips desain untuk membangun bagian yang lebih kuat

Hindari bagian tebal

Waktu pendinginan, biasanya tahap terlama dari proses cetak injeksi, ditentukan oleh bagian paling tebal dari bagian. Waktu pendinginan yang lebih berarti waktu siklus yang lebih lama, yang pada gilirannya meningkatkan biaya produksi. Potongan silang yang lebih tebal juga meningkatkan risiko bahwa bagian berbeda dari bagian akan pendingin dengan tingkat yang berbeda, yang dapat menyebabkan cacat seperti bengkok dan sink.

Cetak injeksi sebagai proses umumnya stabil dan konsisten saat digunakan untuk memproduksi bagian dengan ketebalan dinding berkisar dari 0,040 inci (1,016 mm) hingga 0,140 inci (3,556 mm), tetapi ketebalan dinding nominal ideal akan bervariasi menurut material. Bagian dengan ketebalan dinding lebih dari 0,120 inci (3 mm) umumnya dapat dicetak tetapi sering memerlukan perhatian tambahan untuk memastikan ruang cetakan terisi selama setiap siklus. Sekitar 0,150 inci (3,8 mm), potongan silang menjadi rentan terhadap pengembangan sink, yang membuat proses atau dukungan tambahan diperlukan untuk mempertahankan kelayakan bagian.

Perkuat dinding atau boss dengan ribs

Dinding dan boss adalah dua fitur yang sering melebihi pedoman ketebalan dinding maksimum di atas, sebagian karena mereka harus cukup kuat untuk berfungsi dengan benar. Ribs menambahkan kekuatan ke area kunci yang memerlukan ketebalan dinding yang lebih dari nominal, fitur terpancar, dan dinding tinggi — semuanya tanpa mempengaruhi waktu siklus. Dalam beberapa kasus, menyisipkan lebih banyak rib ke dalam desain bagian dapat mengurangi penggunaan material.

Untuk meminimalkan risiko sink atau void saat bagian pendingin, ketebalan dinding boss harus 40-60% dari ketebalan dinding nominal komponen. Boss harus ditempatkan dengan ribs atau fillet untuk meminimalkan bengkok. Boss dapat memperkenalkan titik tekanan tambahan, tetapi mereka sebenarnya dapat memperkuat titik tekanan dalam desain bagian jika diintegrasikan dengan benar.

Gunakan fillet dan radius untuk memperkuat sudut

Sudut tajam bukan teman siapa pun dalam manufaktur, terutama untuk bagian cetak injeksi. Solusi untuk melewati sudut? Radius fillet dan radius bundar. Keduanya mirip — radius fillet adalah pembulatan sudut internal dan radius bundar adalah pembulatan sudut eksternal bagian.

Pembulatan sudut dalam memberikan sejumlah manfaat, termasuk meningkatkan kekuatan beban bagian sambil membantu mengurangi konsentrasi tekanan. Ini juga memastikan pengisian ruang yang lebih seragam selama produksi, yang membantu mencegah material sudut dari mengembang dan retak kualitas bagian. Radius fillet dapat ditambahkan antara boss dan ribs, menghubungkannya ke dinding yang lebih dekat untuk kekuatan tambahan. Pembulatan sudut luar lebih lanjut membantu meningkatkan kekuatan beban, mengurangi kemungkinan retakan, dan menghilangkan sudut yang sulit diisi dari desain bagian, membuat lebih mudah untuk memastikan pengisian cetakan yang lebih konsisten.

Tingkatkan kekuatan bagian cetak injeksi Anda dengan ahli yang terampil

Daya tahan dan ketahanan bukan properti material satu-satunya yang dicari tim produk — menemukan keseimbangan yang tepat antara kekuatan, fungsi, keterjangkauan, dan karakteristik material lain yang diinginkan adalah vital. Tanpa itu, Anda berisiko akhirnya dengan bagian yang terlalu fleksibel atau terlalu rapuh.

Bekerja sama dengan mitra manufaktur yang berpengalaman seperti Fast Radius berarti Anda bisa tidur nyenyak. Tim kami bekerja keras untuk membantu setiap pelanggan kami mengoptimalkan desain mereka dan memberikan wawasan yang diperlukan untuk memastikan setiap bagian yang kami produksi dengan Anda melebihi ekspektasi ketika berkaitan dengan kekuatan bagian, jadwal produksi, dan biaya. Siap untuk memulai? Hubungi kami hari ini untuk mendengar lebih lanjut tentang layanan cetak injeksi kami.