Tiga Elemen Esensial untuk Desain Cetak Injeksi yang Bersih dan Fungsional

Cetak injeksi adalah proses manufaktur populer untuk produksi massal bagian plastik yang identik dengan toleransi baik. Selama proses ini, flakes atau pelet termoplastik dicairkan dan diinjeksikan ke dalam cetakan. Setelah material termoplastik mendingin dan mengeras, pin pengeluaran mempop bagian yang selesai keluar dari cetakan. Banyak produk yang dihadapkan pada konsumen yang digunakan orang setiap hari adalah cetak injeksi, mulai dari charger telepon hingga bagian mobil hingga bata Lego®.

Setelah cetakan diproduksi, insinyur memiliki cara untuk secara konsisten mereproduksi bagian yang kompleks dengan biaya per unit yang sangat rendah. Sebagai hasilnya, menyempurnakan proses pembuatan cetakan sangat kritis. Inilah kursus intensif dalam mengoptimalkan desain bagian cetak injeksi — ditambah tips dan trik bagi desainer produk.

Tiga tips dan praktik terbaik desain cetak injeksi

Bagian cetak injeksi dapat memiliki geometri kompleks, dan menawarkan desainer produk sejumlah besar fleksibilitas desain. Satu-satunya peringatan adalah tim produk harus merancang bagian mereka sekitar persyaratan spesifik dari cetak injeksi.

Sangat menantang untuk melakukan penyesuaian desain setelah bagian telah diproduksi. Sebagai hasilnya, desainer produk harus merancang bagian plastik dengan sempurna untuk cetak injeksi untuk mengurangi risiko masalah dengan desain alat, mencapai hasil terbaik, dan mengurangi biaya. Untuk merancang bagian yang bersih dan fungsional, mulailah dengan tiga praktik terbaik desain cetak injeksi ini:

1. Pertahankan ketebalan dinding yang konsisten

Aturan nomor satu desain bagian cetak injeksi adalah mengelola ketebalan cetakan. Dinding yang tidak seragam dapat menyebabkan bagian meruncing saat material termoplastik mendingin atau menyebabkan noda sedot terjadi. Ketebalan dinding yang direkomendasikan bervariasi tergantung pada plastik yang digunakan. Misalnya, polyurethane (PUR) memiliki ketebalan dinding yang direkomendasikan antara 0,080 inci hingga 0,750 inci, sementara polistyren (PS) memiliki rentang yang jauh lebih kecil antara 0,035 inci hingga 0,150 inci. Aturan yang baik adalah menjaga ketebalan dinding cetakan tertentu antara 1,2 mm dan 3 mm.

Jika bagian dirancang untuk menyertakan ketebalan yang berbeda, desainer produk harus membuat transisi di antaranya sehalus mungkin. Ini memastikan plastik cair mengalir merata di dalam ruang cetakan. Chamfer atau fillet yang panjangnya 3x dari perbedaan ketebalan seharusnya cukup.

Bagian tebal dalam desain cetak injeksi dapat menyebabkan keruncingan, noda sedot, dan cacat lain, tetapi terkadang diperlukan untuk geometri kompleks. Desainer produk dapat menyertakan bagian yang lebih tebal dalam cetakan mereka sambil tetap mematuhi pembatasan ketebalan dinding dengan membuat bagian ini berongga. Menyertakan rib dalam bagian memperkuat bagian berongga dan memberikan kekakuan.

Ketebalan rib bervariasi tergantung pada termoplastik yang digunakan, tetapi rib harus selalu kurang dari dua pertiga ketebalan dinding utama. Jika rib terlalu tebal, akan menyebabkan noda sedot pada permukaan luar.

2. Eliminasi undercut yang tidak penting untuk desain

Undercut adalah fitur yang mencegah bagian cetak injeksi dikeluarkan secara bersih dari cetakan tanpa kerusakan struktural. Undercut dapat datang dalam berbagai bentuk — lubang, rongka, atau area di mana penyelarasan tidak tegak lurus dengan garis pembagian cetakan. Taruhan terbaik desainer produk adalah menghindari undercut secara keseluruhan. Mereka selalu membuat desain cetak injeksi lebih mahal, rumit, dan memerlukan tenaga kerja daripada yang diperlukan.

Masih, ada beberapa trik desain untuk menangani undercut. Cara termudah untuk memperbaiki undercut adalah dengan memindahkan garis pembagian cetakan sehingga memotong undercut. Namun, tips ini hanya berlaku untuk desain dengan undercut di luar cetakan.

Bumpoffs, atau stripping undercuts, adalah opsi jika fitur dan material cukup fleksibel untuk melebar dan berubah bentuk di atas cetakan selama pengeluaran. Bumpoff harus jauh dari struktur pendukung cetakan dan memiliki sudut kemiringan antara 30 hingga 45 derajat.

Sebagai langkah terakhir, side-action atau lifter dapat memperbaiki undercut ketika cetakan tidak dapat dirancang ulang untuk menghindari undercut. Core side-action adalah insert tegak lurus yang masuk dan keluar dari cetakan saat cetakan terbuka dan tertutup. Mekanisme ini meningkatkan biaya dan kompleksitas secara signifikan. Bahkan dengan solusi ini, akan lebih baik bagi desainer untuk menghindari undercut secara keseluruhan dan menghilangkan undercut selama prototipasi.

3. Draft, draft, draft

Sudut draft adalah pertimbangan desain yang memudahkan pengeluaran bersih bagian cetak injeksi dari cetakan. Ini mungkin terdengar seperti fitur desain yang tidak esensial, tetapi drafts sangat penting untuk manufaktur bagian cetak injeksi yang fungsional. Drafts membantu mencegah bagian menjadi rusak saat dilepaskan, mengurangi biaya produksi, mempercepat jadwal produksi, memastikan finishing permukaan yang seragam, dan memberikan berbagai manfaat lainnya. Tanpa sudut draft, tim produk berisiko merusak cetakan mahal mereka dan menghasilkan sejumlah besar bagian yang ditolak.

Drafts harus diperhitungkan sejak awal dalam proses desain. Sudut draft akan bervariasi menurut sejumlah faktor yang terkait dengan bagian, termasuk ketebalan dinding, kedalaman dinding, material, dan tingkat susut yang berlaku, tekstur, atau persyaratan pengeluaran. Terbaik untuk menerapkan sebanyak mungkin sudut draft. Desainer produk harus menyertakan satu derajat draft per inci kedalaman rongka untuk memulai, menyesuaikan untuk faktor-faktor yang disebutkan di atas sesuai kebutuhan.

Bahkan jika terlihat seperti draft mungkin berdampak negatif pada performa bagian, selalu lebih baik memiliki draft daripada tidak memiliki draft. Bagian dapat dirancang dengan minimum 0,25 derajat draft, umumnya, tetapi derajat draft terkecil yang mungkin akan bergantung pada geometri unik dan material bagian.

Dapatkan bantuan dari para ahli desain

Daftar pendek ini hanya menggarap permukaan pertimbangan desain kunci untuk bagian cetak injeksi. Tim produk juga harus mempertimbangkan faktor termasuk garis pembagian, desain gate, lokasi gate, dan banyak lagi. Cara terbaik untuk mengoptimalkan desain bagian untuk hemat biaya, waktu produksi, dan efisiensi adalah bermitra dengan ahli manufaktur yang dapat menawarkan saran krusial selama proses desain.

Ahli desain dan teknik di Fast Radius dapat membantu Anda menyelesaikan poin-poin masalah desain cetakan umum, mengoptimalkan ulang desain saat ini, atau menciptakan sesuatu yang sama sekali baru. Kami dapat membantu memotong siklus pengembangan Anda hingga 90% dan mempercepat waktu ke pasar Anda untuk produk apa pun. Mari kita buat hal baru menjadi mungkin — hubungi kami hari ini.

Untuk informasi lebih lanjut tentang semua hal terkait cetak injeksi, lihat artikel blog terkait di pusat sumber daya Fast Radius.

Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?

Mulai penawaran Anda