Các lưu ý khi thiết kế sản phẩm nhựa

Những cân nhắc về thiết kế sản phẩm cho việc ép phun sản phẩm hàng loạt

Bạn nên cân nhắc điều gì khi thiết kế một sản phẩm ép nhựa?

• Hiểu rõ chức năng sản phẩm của bạn cần làm
• Xem xét mức độ tiếp xúc với môi trường của sản phẩm
• Đảm bảo phần nhựa quá tải bám chặt vào phần ban đầu
• Duy trì độ dày tường đồng đều
• Bao gồm các khu vực hỗ trợ trên nền
• Xem xét số lượng sản phẩm bạn dự định sản xuất

Đúc phun ép nhựa là một quá trình phun hai lần, bao gồm việc đúc một lớp nhựa lên vật liệu đã được đúc sẵn để tăng thêm đặc tính cho nó. Điều này cung cấp độ bám dính tuyệt vời giữa hai vật liệu. Tuy nhiên, thiết kế được sử dụng để tạo ra một sản phẩm ép nhựa rất phức tạp nên cần phải lập kế hoạch cẩn thận.

Bài chia sẻ này nói về những cân nhắc thiết kế hữu ích cho việc ép khuôn các sản phẩm.

 

Hiểu chức năng của sản phẩm của bạn

Nguyên tắc đầu tiên của việc thiết kế sản phẩm là hiểu rõ chức năng của sản phẩm. Có một lý do nào đó khiến bạn nảy ra ý tưởng về sản phẩm nhựa của mình. Vì vậy, điều quan trọng là phải xác định mục tiêu sản phẩm của bạn là gì để biết ứng dụng ép khuôn nào sẽ được các nhà sản xuất khuôn nhựa sử dụng.

 

Xem xét mức độ tiếp xúc với môi trường của sản phẩm

Sau khi liệt kê mục tiêu sản phẩm của bạn, đã đến lúc lưu ý đến bối cảnh mà sản phẩm của bạn sẽ được người tiêu dùng sử dụng.

Quay trở lại ví dụ của chúng tôi, gioăng nhựa chống thấm nước được thiết kế để sử dụng ngoài trời. Do đó, chúng có khả năng tiếp xúc với bức xạ khắc nghiệt từ tia UV, nhưng vì chúng được làm từ vật liệu nhựa cụ thể, chẳng hạn như polyetylen terephthalate (PET) được biết đến với khả năng chống lại tia UV nên chúng có thể chịu được bức xạ.

Việc xem xét loại tiếp xúc mà sản phẩm của bạn sẽ gặp phải là rất quan trọng vì nó cho phép nhà sản xuất khuôn nhựa chọn vật liệu nhựa cụ thể phù hợp nhất với sản phẩm của bạn.

Đảm bảo nhựa quá mức tuân thủ phần ban đầu

Một yếu tố khác cần xem xét là đảm bảo rằng lớp nhựa đúc quá mức bám dính tốt vào phần ban đầu. Chúng tôi biết điều này có thể khó khăn tùy thuộc vào vật liệu liên quan. May mắn thay, một nhà sản xuất khuôn nhựa đã có giải pháp hiệu quả cho vấn đề này. Họ sẽ đánh giá các đặc tính liên kết của từng vật liệu trước khi bắt đầu quá trình ép xung. Việc đánh giá bắt đầu bằng việc thử nghiệm các vật liệu khác nhau cũng như các lớp khác nhau để tìm ra sự kết hợp tốt nhất nhằm đạt được sự liên kết bền chặt của vật liệu.

 

Duy trì độ dày tường đồng đều

Như đã đề cập trong bài đăng trên blog này, quá trình ép phun có quy trình tiêm hai lần. Lần chụp đầu tiên liên quan đến việc tạo ra chất nền hoặc bề mặt đế của bộ phận nhựa trong khi lần chụp thứ hai bổ sung các tính năng hoặc thành phần khác cho bộ phận đó để nâng cao hơn nữa chất lượng của sản phẩm nhựa.

 

Trong lần chụp thứ hai, điều quan trọng là phải duy trì độ dày thành của vật liệu để đảm bảo tính đồng nhất của thành phẩm. Nguyên tắc này cũng áp dụng cho các bộ phận bằng nhựa được phun một lần để tránh bất kỳ khuyết tật nào trên bề mặt được lấp đầy bằng lần bắn thứ hai.

 

Bao gồm các khu vực hỗ trợ trên bề mặt

Mọi góc cạnh của sản phẩm nhựa phải bằng nhau để không bị biến dạng, cong vênh. Khi thiết kế một sản phẩm ép nhựa, điều cần thiết là phải bao gồm các vùng đỡ trên nền bao gồm các vùng nâng lên, các gân và các thành phần cấu trúc khác để đảm bảo rằng khi đến lần bắn thứ hai, chúng đều nhau.

 

Không thể nhấn mạnh đủ rằng các nhà sản xuất khuôn nhựa khác có thể phạm sai lầm khi sản xuất các sản phẩm nhựa quá khuôn cho khách hàng của họ vì họ quên cung cấp thông tin chi tiết cụ thể về các khu vực hỗ trợ của sản phẩm nhựa của họ.

 

Xem xét số lượng sản phẩm bạn dự định sản xuất

Cuối cùng, khi thiết kế một sản phẩm ép nhựa, điều quan trọng là phải xác định quá trình sản xuất. Ví dụ: nếu bạn dự định sản xuất hàng trăm hoặc hàng nghìn sản phẩm nhựa, hãy nêu rõ chúng trong thiết kế sản phẩm của bạn để các nhà sản xuất khuôn nhựa biết chính xác số lượng sản phẩm nhựa mà bạn muốn họ sản xuất.

 

Vì lý do đó, bạn nên kỳ vọng rằng sẽ mất thời gian chu kỳ dài hơn để sản xuất chúng. Nhưng điều đáng mừng ở đây là bạn vẫn sẽ phải trả một mức giá hợp lý so với khi chỉ sản xuất một vài chiếc. Vì vậy, tốt nhất nên tận dụng bằng cách sản xuất sản phẩm có quy mô lớn hơn là sản xuất nhỏ lẻ.

 

Quy trình thiết kế và sản xuất Sản phẩm nhựa

Thiết kế luôn đi cùng với sản xuất, một quy trình thiết kế chặt chẽ chuẩn chỉnh sẽ giúp hạn chế những sai sót khi đưa sản phẩm vào trong quá trình sản xuất, cũng như phát hiện và khắc phục những rủi ro của sản phẩm ngay trong quá trình sản xuất hàng loạt.

• Thiết kế
• Phân tích mô phỏng
• Thiết kế khuôn
• Gia công cơ khí

Nói thì dễ nhưng việc tối ưu sản phẩm không chỉ đơn giản là giao công việc cho một người thiết kế. Mà đó là công việc của cả một đội nhóm nhiều công đoạn khác nhau và không thể tách rời. Người thiết kế sản phẩm nhựa phải thu thập đầy đủ những thông tin cần thiết về yêu cầu của khách hàng, đặc tính sử dụng thực tế của sản phẩm, khả năng công nghệ của nhà xưởng… để đưa ra được một hướng thiết kế tối ưu nhất. Làm sao để sau khi tối ưu chúng ta sẽ có được một sản phẩm với các tiêu chí sau:

• Giảm tối đa chu kỳ ép phun, tăng năng suất sản xuất
• Tối ưu được trọng lượng nhựa mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật
• Tối ưu cấu tạo khuôn và chi phí làm khuôn
• Tránh được các lỗi sản phẩm ép nhựa thường gặp như: Cong vênh, lồi lõm, đường hàn…

Thiết kế sản phẩm nhựa phải lưu ý các vấn đề của sản phẩm khi ép phun

Hình dạng của sản phẩm

• Bề dày của sản phẩm
• Góc bo
• Gân
• Vấu lồi
• Lỗ trên sản phẩm
• Góc thoát khuôn
• Ren trên sản phẩm

1. Bề dày của sản phẩm.

Tùy thuộc vào loại nhựa mà thiết kế độ dày phù hợp (3-5 mm) Nên thiết kế thành mỏng để việc điền đầy khuôn và co rút của nhựa là tối ưu, tạo nhiều gân tăng độ cứng vững cho sản phẩm.

2. Góc bo

Góc bo nằm trong khoảng 25 -60% bề dày sản phẩm, tốt nhất là 50%. Kích thước thiết kế góc bo Nếu điều này không thõa mãn thì sản phẩm rất dễ bị cong vênh.

3. Gân

• Bề dày gân không vượt quá ½ bề dày đặt gân

• Bề dày gân tác động đến sự ưu tiên dòng chảy Thông số hình học của gân

• Bề dày gân: t=
• Chiều cao gân: h=
• Bán kính góc bo: r>=(0.25-0.5)T
• Góc nghiên: ᶲ>=0.5 độ
• Khoảng cách các gân: S>=2T 3.

• Các gân nên thiết kế song song.

• Nên đặt dọc theo một hướng để tăng cứng vững.

• Tạo gân gấp nếp tăng độ cứng vững và tính thẫm mỹ.

• Tạo gân chéo tăng cứng vững, khả năng chống lại ứng suất.

• Gân tăng cứng: tăng cứng cho góc, mặt bên và vấu lồi.

4. Vấu lồi

• Bề dày vấu lồi nhỏ hơn 75% bề dày đặt vấu.

• Bán kính ngoài chuyển tiếp nên bằng 25% bề dày đặt vấu hoặc bằng 0.04mm để giảm ứng suất

• Các góc côn ngoài nên nhỏ nhất 0.5 độ và côn trong nên nhỏ nhất là 0.25 độ.

• Các vấu lồi đặt xa thành sản phẩm nên thêm gân tăng đội cứng vững.

• Để sản phẩm không bị lõm ở núm chân, tạo vòng lõm ở chân núm để tránh sự ứ động vật liệu.

5. Lỗ trên sản phẩm

• Chiều sâu lỗ không vượt quá 3 lần đường kính lỗ (lỗ không thông).

• Bề dài thành lỗ đồng đều, không có các góc sắc nhọn.

• Khoản cách hai lỗ hoặc khoảng cách lỗ so với mép ngoài của sản phẩm nên bằng hai lần bề dày hoặc hai lần kích thước lớn nhất đo theo chu vi lỗ (lỗ thông suốt).

• Sản phẩm có gân, vấu lồi, rãnh sâuhay bề mặt vát, ta nên thiết kế góc vát theo hướng mở khuôn.

• Ta có thể dựa vào sơ đồ sau để thiết kế góc vát cho thích hợp.

6. Góc vác thoát khuôn

• Giá trị góc vác phụ thuộc vào độ co rút của nhựa và chiều cao vác.

• Kết cấu khuôn cho phù hơp để dễ lấy sản phẩm.

7. Sản phẩm có ren

• Bán kính ren và chân ren nên lớn nhất để tránh tập trung ứng suất.

• Đoạn cuối ren nên làm tròn tránh tuôn ren và hư ren. Làm tròn đoạn hết ren

• Khi thiết kế ren côn nên thiết kế như sau

• Tránh thiết kế bước ren

• Khi thiết kế ren nhựa lắp với ran kim loại, ta nên thiết kế ren ngoài cho sản phẩm nhựa và ren trong cho kim loại

• Ren cho sản phẩm nhựa đôi khi không theo tiêu chuẩn cho dex chế tạo.

8. Undercut

• Biến đổi một undercut trên chi tiết thành một chi tiết khác mà ta có thể chế tạo nó thành khuôn kéo thẳng.

• Đối với một chi tiết yêu cầu lỗ suốt.

• Chi tiết có then cài thông dụng.

• Đối với phía bên trái: không có góc côn, những bề mặt song song với khuôn sẽ trượt lên nhau
• Đối với bên phải: có góc côn những chi tiết bị bịt sẽ được cải thiên.

Chìa khóa mang đi

Thiết kế là phần quan trọng nhất của một dự án đúc sẵn hay sản phẩm ép phun. Làm đúng là điều quan trọng gốc rễ này để đảm bảo rằng toàn bộ quá trình ép thành công. Vì vậy, để đạt được điều này, đừng quên tính đến một số cân nhắc về thiết kế cho việc ép khuôn.

Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng việc này có thể khiến bạn mất rất nhiều thời gian và có thể làm tăng thời gian sản xuất. Lựa chọn tốt nhất ở đây là hợp tác với Plasticsaigon, nhà sản xuất khuôn mẫu hàng đầu Việt Nam. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi có thể đề xuất hoặc hướng dẫn bạn những thiết kế tốt nhất phù hợp với nhu cầu cụ thể của bạn.

Tại Plasticsaigon, các nhà sản xuất khuôn nhựa của chúng tôi sẽ liên lạc với bạn và đảm bảo đặt câu hỏi cho bạn về các sản phẩm nhựa của bạn để đảm bảo rằng trước khi quá trình ép khuôn bắt đầu, tất cả các phần quan trọng trong thiết kế sản phẩm của bạn đã được thảo luận.