Lo sformo è la conicità applicata alle pareti verticali in modo che un pezzo possa essere rilasciato dallo stampo. Non costa nulla aggiungerlo durante la progettazione ed è costoso aggiungerlo in seguito, il che lo rende uno dei dettagli più importanti su un disegno di pezzo stampato.
È anche il dettaglio più frequentemente trascurato, di solito perché i modelli CAD sono disegnati con pareti verticali per impostazione predefinita e nessuno li rivede prima del rilascio. Il risultato è un commento DFM nella fase di preventivo, una revisione del progetto e un ritardo che era del tutto evitabile.
Questa guida copre quanto sformo è necessario, cosa cambia il requisito e cosa succede quando non ce n'è abbastanza.
Perché lo sformo è necessario
La plastica si restringe sul nucleo mentre si raffredda. Quel restringimento aggrappa l'acciaio dello stampo e il pezzo deve essere spinto via contro quella presa.
Una parete perfettamente verticale scorre contro l'acciaio lungo tutta la sua lunghezza durante l'espulsione. L'attrito è elevato e il pezzo resiste. L'aggiunta anche di una piccola conicità significa che la parete si separa dall'acciaio immediatamente all'inizio dell'espulsione e il viaggio rimanente è libero.
L'effetto non è marginale. Un piccolo angolo converte un'espulsione difficile in una facile, perché il contatto viene rilasciato all'inizio della corsa anziché mantenuto per tutta la sua durata.
La Guida Generale
Come punto di partenza per i termoplastici non caricati con una finitura lavorata standard, circa un grado per lato è una linea di base ragionevole per profondità moderate.
Questa cifra è un punto di partenza, non una regola. Diversi fattori la modificano sostanzialmente, e il resto di questa guida li copre.
Dove un progetto può accogliere più sformo senza conseguenze funzionali, più è meglio. Due o tre gradi si espellono in modo più affidabile di uno e non costano nulla se la geometria lo consente. I progettisti specificano frequentemente il minimo che pensano di poter ottenere, quando la cifra generosa non avrebbe causato alcun problema.
Cosa aumenta il requisito
Texture
Il singolo fattore più grande, e quello più spesso trascurato.
Una superficie testurizzata è una serie di piccoli sottosquadri. Ogni picco e valle nella texture aggrappa il pezzo durante l'espulsione, e più profonda è la texture, maggiore è la presa.
Le superfici testurizzate necessitano di uno sformo considerevolmente maggiore rispetto a quelle lisce. Una linea guida approssimativa utilizzata nel settore è di circa da uno a uno e mezzo gradi di sformo aggiuntivo per 0,025 mm di profondità della texture, oltre al requisito di base. Le texture profonde possono quindi richiedere diversi gradi.
I fornitori di texture pubblicano raccomandazioni di sformo per i loro specifici standard di texture, siano essi SPI, VDI o una specifica proprietaria. Consultare questi piuttosto che stimare, perché la variazione tra le texture è ampia.
Il fallimento pratico qui è specificare una texture tardi nel processo di progettazione, dopo che lo sformo è stato impostato per una finitura liscia. Il pezzo quindi trascina, graffia e mostra segni di espulsione, e correggerlo significa ridurre la profondità della texture o modificare lo stampo.
Profondità
Le caratteristiche più profonde necessitano di più sformo, per una semplice ragione geometrica: lo stesso angolo produce più separazione su una parete più lunga, ma anche l'area di contatto totale è maggiore.
Le nervature alte, le tasche profonde e i nuclei lunghi sono le aree problematiche usuali. I nuclei profondi in particolare sono difficili, perché hanno un'elevata superficie, sono circondati da plastica che si restringe e sono spesso abbastanza sottili da rendere fragile l'acciaio stesso.
Per caratteristiche profonde, aumentare lo sformo oltre la linea di base. Dove il rapporto profondità-larghezza è elevato, discutere la caratteristica specificamente nella fase DFM piuttosto che applicare una cifra generale.
Materiale
I materiali si comportano diversamente durante l'espulsione.
Materiali a più alto restringimento aggrappano più forte il nucleo mentre si raffreddano e generalmente necessitano di più sformo. I materiali semicristallini come il polipropilene, il polietilene e il nylon si restringono più di quelli amorfi.
Materiali più rigidi e meno tolleranti sono meno in grado di flettersi leggermente durante l'espulsione, quindi necessitano di uno sformo adeguato piuttosto che tollerare uno sformo marginale.
Materiali caricati, in particolare i gradi caricati con vetro, sono sia più rigidi che più abrasivi, e generalmente necessitano di più sformo rispetto all'equivalente non caricato.
Materiali elastomerici più morbidi possono a volte tollerare meno sformo perché si flettono, anche se possono aggrappare di più.
Dove un materiale è insolito o il pezzo è esigente, chiedere al fornitore del materiale o al vostro stampatore una raccomandazione specifica per il grado piuttosto che applicare una cifra generale.
Qualità della finitura superficiale
Controintuitivamente, le superfici molto lucidate possono a volte necessitare di più sformo piuttosto che meno, perché una superficie molto lucidata può creare un effetto vuoto mentre il pezzo si separa. Questo dipende dalla geometria ed è utile discuterne dove sono coinvolte grandi superfici piane lucidate.
Cosa succede con uno sformo insufficiente
Segni di trascinamento e graffi lungo le pareti dove il pezzo raschia l'acciaio durante l'espulsione. Cosmeticmente ovvio e spesso il primo segno.
Segni di estrattore e penetrazione, dove gli estrattori segnano o penetrano il pezzo perché la forza richiesta supera ciò che lo spessore della parete può sopportare localmente.
Distorsione del pezzo mentre le forze di espulsione deformano il pezzo.
Sbiancamento da stress in alcuni materiali dove lo stress locale dovuto all'espulsione è visibile.
Tempi di ciclo più lunghi, poiché è necessario più raffreddamento prima che il pezzo sia abbastanza rigido da essere espulso senza danni.
Usura dello stampo, poiché il trascinamento ripetuto lucida e alla fine usura le superfici della cavità.
Incollaggio, nel peggiore dei casi, richiedendo un intervento per rimuovere il pezzo e interrompere la produzione.
Notare che la maggior parte di questi appaiono come problemi di produzione piuttosto che problemi di progettazione, motivo per cui vengono spesso attribuiti alle impostazioni del processo e lo sforzo di risoluzione dei problemi viene speso nel posto sbagliato. Uno sformo insufficiente non può essere risolto regolando la macchina.
Dove viene applicato lo sformo
Lo sformo è necessario su qualsiasi superficie parallela alla direzione di apertura dello stampo. Ciò include:
- Pareti esterne
- Pareti interne e tasche
- Nervature, su entrambi i lati
- Boss, sia interni che esterni
- Testo e loghi, che necessitano di sformo sulle loro facce verticali
- Qualsiasi cosa formata da un nucleo
Le superfici perpendicolari alla direzione di apertura non necessitano di sformo, né le superfici formate da un'azione laterale nella direzione in cui si muove tale azione, sebbene queste necessitino di sformo rispetto alla loro direzione di estrazione.
La posizione della linea di divisione è importante. Lo sformo viene misurato dalla direzione di estrazione, quindi se la linea di divisione si sposta, il requisito di sformo cambia. Concordare la linea di divisione in anticipo, come parte della revisione DFM, consente di applicare lo sformo correttamente la prima volta.
Applicare lo sformo in CAD
Due approcci, e la differenza è dimensionalmente importante.
Sformo dalla parte più grande mantiene la dimensione più grande nominale e riduce il materiale mentre la parete si ritira.
Sformo dalla parte più piccola mantiene la dimensione più piccola nominale e aggiunge materiale.
La scelta dipende da quale dimensione è funzionalmente critica. Per un boss che riceve una vite, il diametro interno all'ingresso è importante. Per una parete che deve adattarsi all'interno di un altro pezzo, la dimensione esterna nel punto più largo è importante.
Decidere deliberatamente piuttosto che accettare l'impostazione predefinita del CAD, e specificare quale dimensione è nominale sul disegno.
Notare anche che l'aggiunta di sformo cambia lo spessore della parete, poiché una parete che si assottiglia lungo la sua altezza è più spessa a un'estremità. Su caratteristiche profonde questo può essere abbastanza significativo da influenzare il riempimento e il restringimento, il che collega lo sformo alle considerazioni sullo spessore della parete.
Caratteristiche a sformo zero
Alcune caratteristiche non possono veramente avere sformo. Le superfici di tenuta, le sedi di precisione e le interfacce di accoppiamento a volte devono essere parallele.
Queste sono possibili ma aggiungono costi, tipicamente attraverso azioni di stampaggio aggiuntive o accettando un'espulsione più difficile con misure specifiche per gestirla.
Dove una caratteristica a sformo zero è veramente necessaria, segnalarla esplicitamente e in anticipo. Un costruttore di stampi che ne viene a conoscenza durante la DFM può progettarla di conseguenza. Uno che la scopre dopo che lo stampo è stato progettato ha un problema.
La disciplina importante è distinguere le caratteristiche che richiedono veramente uno sformo zero da quelle semplicemente disegnate senza di esso. Nella maggior parte dei progetti, la maggior parte della seconda categoria può accettare lo sformo senza alcuna conseguenza funzionale.
Una checklist pratica
Prima di rilasciare un progetto di pezzo stampato:
- Confermare la direzione di apertura dello stampo e la linea di divisione prevista
- Identificare ogni superficie parallela a quella direzione
- Applicare uno sformo di base a tutte
- Aumentare lo sformo su caratteristiche profonde
- Aumentare lo sformo per il materiale se è a restringimento elevato o caricato
- Verificare se una superficie sarà testurizzata e aumentare lo sformo di conseguenza utilizzando la raccomandazione del fornitore della texture
- Sformare nervature e boss su tutte le facce, interne ed esterne
- Sformare testo e loghi
- Decidere quale dimensione è nominale sulle pareti sformate e dichiararla
- Segnalare esplicitamente qualsiasi caratteristica a sformo zero genuina
Eseguire questo prima del preventivo consente di risparmiare un ciclo di revisione DFM, che tipicamente costa di più in termini di programma rispetto al tempo impiegato per la revisione.
Farla revisionare prima della costruzione dello stampo
I problemi di sformo sono economici da risolvere in CAD e costosi da risolvere in acciaio. Uno stampo costruito con sformo insufficiente produce parti segnate per tutta la sua vita o richiede modifiche, e modificare uno stampo temprato è difficile.
Elite Mold Tech fornisce revisioni DFM prima del preventivo per lo stampaggio di produzione e gli stampi prototipo, coprendo lo sformo oltre allo spessore della parete, al gating e alla strategia di espulsione. L'invio di un file del pezzo con il materiale previsto e qualsiasi requisito di texture produce commenti specifici su dove lo sformo è insufficiente piuttosto che una nota generale.
Domande frequenti
D: Quanto angolo di sformo necessita un pezzo stampato a iniezione?
R: Circa un grado per lato è un punto di partenza comune per materiali non caricati con finitura liscia a profondità moderata. Texture, profondità, materiale e finitura aumentano tutti sostanzialmente il requisito.
D: Perché le superfici testurizzate necessitano di più sformo?
R: La texture è effettivamente una serie di piccoli sottosquadri che aggrappano il pezzo durante l'espulsione. Le texture più profonde necessitano di più sformo aggiuntivo, e i fornitori di texture pubblicano raccomandazioni specifiche per i loro standard.
D: Cosa succede se un pezzo non ha sformo?
R: L'espulsione diventa difficile, producendo segni di trascinamento, danni da estrattore, distorsione, cicli più lunghi e infine usura dello stampo. Questi appaiono come problemi di produzione ma non possono essere risolti regolando le impostazioni della macchina.
D: Un pezzo stampato può avere sformo zero ovunque?
R: Sì, dove genuinamente richiesto per tenute o accoppiamenti di precisione, ma aggiunge costi e complessità allo stampo. Segnalare tali caratteristiche in anticipo in modo che il costruttore dello stampo possa progettarle di conseguenza piuttosto che scoprirle in seguito.
D: L'aggiunta di sformo cambia le dimensioni del mio pezzo?
R: Sì, poiché una parete sformata è più spessa a un'estremità. Decidere quale dimensione è funzionalmente critica e specificarla come nominale, e verificare che la variazione di spessore risultante non influenzi il riempimento.Lo sformo è la conicità applicata alle pareti verticali in modo che un pezzo possa essere rilasciato dallo stampo. Non costa nulla aggiungerlo durante la progettazione ed è costoso aggiungerlo in seguito, il che lo rende uno dei dettagli più importanti su un disegno di pezzo stampato.