Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione) - Parte 1
Feb 21, 2023
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione) - Parte 1
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Progettazione per la producibilità di parti MIM
Il design delle parti MIM è simile a quello dello stampaggio a iniezione di materie plastiche.
In precedenza, abbiamo introdotto i criteri per la selezione del processo MIM. Poiché non è limitato dal tradizionale processo di formatura dei metalli, i progettisti di parti possono utilizzare nuove idee per reinventare nuove parti dall'inizio, immaginare come il processo di produzione può ridurre il peso dei materiali, come combinare più parti in una parte o come formare elementi funzionali e decorativi.
Al fine di rendere le parti MIM (siano esse di nuova concezione o sostitutive di parti precedentemente prodotte da altri processi) sfruttare appieno i vantaggi del processo MIM e migliorare la processabilità nel processo di progettazione, i seguenti criteri di progettazione sono proposti e pubblicati su CNPIM.COM polvere sito web di stampaggio ad iniezione.
In questa sezione sono incluse anche alcune informazioni sulla successiva lavorazione della sinterizzazione.
I Design tecnologico
La parte MIM più semplice è prodotta con una cavità formata dalla combinazione piana di due semistampi. (Fare riferimento alla lettura: struttura dello stampo MIM)
Tra questi, il mezzo stampo è composto dall'anima con gioco uniforme installato nell'altro mezzo stampo e il gioco uniforme viene utilizzato per formare parti con spessore della parete uniforme.
Il core moulding è la caratteristica strutturale interna della parte, mentre lo stampaggio della cavità è la caratteristica strutturale esterna della parte.
Tutte le caratteristiche strutturali del progetto devono essere parti stampate che possono essere rilasciate dalla cavità dello stampo e solidificate dall'anima con il perno di espulsione.
Quando la complessità delle parti MIM aumenta, è possibile aggiungere alla forma il cursore, il nucleo e altri strumenti comunemente utilizzati nello stampaggio a iniezione di materie plastiche.
Aumentando le caratteristiche strutturali delle parti, aumenta la complessità delle parti. In questo momento è possibile eliminare i costi operativi degli strumenti e delle attrezzature tecniche relative alle operazioni generali e successive di lavorazione o assemblaggio, in modo che le parti MIM possano ottenere benefici economici.
In ogni fase della progettazione, questi vantaggi e costi devono essere attentamente valutati l'uno rispetto all'altro.
Quando si progettano parti MIM, per ottenere appieno tutti i vantaggi di questo processo, è necessario tenere conto dei seguenti punti chiave: spessore uniforme della parete, sezione di transizione dello spessore, foro di rimozione dell'anima, pendenza di sformatura, nervatura di rinforzo e piastra del raggio, smusso e arrotondamento, filettatura, foro e scanalatura, sottosquadro, sistema di colata, linea di giunzione, elementi decorativi, supporto per sinterizzazione, ecc.
Quanto segue sarà descritto separatamente.
1.1 Spessore parete uniforme
Se possibile, lo spessore della parete dell'intera parte MIM dovrebbe essere lo stesso. Diversi spessori causeranno distorsioni, sollecitazioni interne, fori, crepe e ammaccature. Inoltre, porterà a un restringimento irregolare e influenzerà la tolleranza e il controllo dimensionale.
Lo spessore delle parti deve essere compreso tra 1,3 e 6,3 mm.
Per rendere uniforme lo spessore della parete delle parti MIM, la Figura 1 mostra diversi metodi comunemente utilizzati per modificare la forma.
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione) - uniformità dello spessore della parete
Figura 1 - Diversi metodi comuni per modificare la forma
1.2 Sezione di transizione dello spessore
In alcuni casi, l'uniformità dello spessore della parete non può essere soddisfatta, quindi la transizione tra diversi spessori dovrebbe essere progettata gradualmente. Come mostrato nella Figura 2
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione)
Figura 2 - Transizione dello spessore
1.3 Foro rimozione anima
L'uso di fori di rimozione dell'anima può ridurre la sezione trasversale al limite del criterio, ottenere uno spessore uniforme della parete, ridurre il consumo di materiale e ridurre o eliminare le operazioni di taglio.
Come mostrato in figura 3, la direzione preferita è parallela alla direzione di apertura dello stampo, in altre parole, perpendicolare alla linea di divisione.
Poiché l'asta centrale è supportata su entrambe le estremità, è preferibile utilizzare un foro passante anziché un foro cieco. Il foro cieco utilizza l'asta a sbalzo.
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione)
Figura 3 - Foro di rimozione del nucleo
1.4 Pendio di sformatura
L'angolo di rilascio è un piccolo angolo sulla superficie, che dovrebbe essere parallelo alla direzione di movimento della parte del modello.
Per i mandrini, sii particolarmente preciso.
La pendenza di sformatura serve per comodità di sformatura ed espulsione delle parti preformate. La pendenza di sformatura è generalmente 0.5~2 gradi. L'angolo di rilascio effettivo aumenta con la profondità del foro formato o concavo, la complessità della parte o il numero di nuclei.
La Figura 4 mostra alcuni casi in cui è richiesto l'angolo di rilascio.
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione tecnologica e lavorazione post-sinterizzazione) - angolo di sformo
Figura 4 - Angolo di stripping
1.5 Nervatura e anima di irrigidimento
Le nervature e le anime di irrigidimento vengono utilizzate per rinforzare pareti più sottili ed evitare sezioni spesse.
Oltre ad aumentare la resistenza e la rigidità dello spessore della parete, può anche migliorare il flusso del materiale e limitare la distorsione.
Lo spessore della nervatura di rinforzo non deve superare lo spessore della parete adiacente. Laddove strutturalmente sono necessari irrigidimenti più spessi, dovrebbero essere utilizzati più irrigidimenti.
La figura 5-1 mostra il rapporto consigliato di rinforzi. La figura 5-2 mostra come utilizzare nervature di rinforzo e fori con anima per ridurre il peso mantenendo la resistenza funzionale delle parti.
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione)
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione)
Figura 5 - Nervatura e anima di irrigidimento
1.6 Smusso e arrotondamento
La figura 6 mostra la smussatura e l'arrotondamento.
La smussatura e l'arrotondamento possono ridurre la sollecitazione all'intersezione delle caratteristiche strutturali; Elimina gli spigoli vivi che possono portare alla rottura e alla corrosione delle caratteristiche strutturali del modello, facilita il flusso del materiale di iniezione nel modello e aiuta le parti a fuoriuscire dalla cavità dello stampo, favorendo l'operazione di stampaggio.
Progettazione per la producibilità di parti MIM (progettazione del processo e lavorazione post-sinterizzazione)
Figura 6 - Arrotondamento e smussatura
1.7 Discussione
I thread interni ed esterni possono essere formati dal processo MIM. Tuttavia, rispetto allo svitamento del nucleo, la filettatura maschiata per maschio è più precisa ed economica.
Per rimuovere i componenti del modello che svitano la filettatura formata, la filettatura esterna della parte del modello della filettatura formata dovrebbe trovarsi preferibilmente sulla linea di divisione della struttura del modello.
Per mantenere la tolleranza della filettatura del diametro della filettatura, è generalmente specificato che sulla linea di giunzione è presente un piccolo piano 0.127 mm, come mostrato nella Figura 7. Ciò può garantire che il modello sia adeguatamente sigillato, ridurre la traccia della linea di divisione, evitare la bava alla radice del filo, e quindi ridurre la manutenzione del modello.
