设计提示

用镶模法设计零件的强度

塑料和金属的结合,插入成型可以增加零件的强度和耐用性

塑料注塑件坚韧坚固,能承受重载荷、中等高温和酸、碱的腐蚀作用。在某些情况下,塑料甚至可以与金属竞争,而且塑料更轻,启动成本通常更低。然而,有时塑料需要一点帮助。全塑料滑轮的孔很快就会磨损。模制手柄和旋钮上的螺纹孔容易脱模。但是通过用金属来加固这些区域——比如黄铜轴承轴颈,或者不锈钢螺纹插件——一个两全其美的解决方案就实现了。

向插入成型问好

Protolabs提供快速插入成型。许多尺寸和类型的金属嵌件可以在塑料注射前直接放入模具中,而不是在事实之后进行组装,从而消除了二次操作,并提供了金属和塑料的坚固配合。但是,在重新设计插入成型零件之前,有几件事你应该知道,这篇技巧将涵盖:

  • 什么是镶模,它与镶模有什么不同?
  • 我的零件将工作与插入成型?
  • 可以使用哪些塑料?
  • 有哪些插片可用,我在哪里可以买到?
  • 零件设计方面的考虑是什么?

插入成型允许您使用螺纹插入等预制组件构建额外的强度。
镶件成型101

镶模与复模有一些相似之处。两者都将不同的材料合并到同一个部件中,从而改善其性能。这两种工艺都略微提高了成型零件的成本,但这种价格变化通常被消除人工成型后操作所抵消。覆盖成型和插入成型零件的交货时间为15天,比Protolabs的单零件注射成型周转时间稍长,但仍比传统的插入成型快得多。2022世界杯足球赛时间表

但是,叠合成型是一个两步的过程,需要一个基材和另一个叠合模具,插入成型是,正如一个行业的说法,“一次完成。”手动将螺纹镶件、衬套、套筒或凸台放入模具中,模具关闭,塑料流动,模具打开,零件弹出。结果提高了零件的强度和可靠性。

此外,在许多情况下,使用插入成型的另一个好处是减少了产品重量。当一个塑料部件,与金属插入,取代全金属部件时,重量将被削减。如前所述,插入成型零件的整体成本通常低于那些进入组装区域的零件。

嵌件成型示意图
一个螺纹插入放置在一个模具的核心,塑料成型在它形成最后的组件。
什么适合镶模?

简单地说,插入成型应评估任何部分,其中包含一个螺纹孔。带有螺栓上盖的电子外壳或医疗器械外壳就是很好的例子。旋钮,手柄,或旋钮拧到螺纹螺柱也是一个例子,因为是一个塑料空气或液压歧管需要额外的强度螺纹区域。事实上,几乎所有与螺钉或螺栓连接在一起的塑料部件都将受益于模制紧固件。

一个旋转的部分,如风扇叶片或传动齿轮是另一个很好的候选人插入成型。在这里,一个青铜或黄铜衬套被塑造成零件,并作为轴承表面,大大提高了产品寿命比非衬套零件。在尺寸允许的情况下,需要塑料手柄的金属外科锯可以镶模。车轮和链轮,滑轮和螺旋钻,大多数任何塑料部件,需要更大的强度或磨损特性,在某些领域是很可能匹配插入成型。

正确的东西

哪些热塑性塑料可以插入模塑?几乎没有什么限制。坚硬的工程级塑料,如德林或尼龙是不错的选择,聚乙烯和ABS也是如此,但即使是有弹性的液体硅橡胶(LSR)部件也可以使用。最大的限制来自那些塑料非常高的成型温度,如PEI (Ultem)或PEEK。由于插入件是在Protolabs手工加载的,并且由于快速成型过程使用非冷却的铝工具来降低零件成本和加快周转时间,因此将插入件放入加热到数百度的模具中就像伸手到热烤箱中取出新鲜出炉的饼干一样-如果你不小心,你会烧伤你的手指。

选择插入

Protolabs库存在UNF和公制尺寸常用的标准插入的分类。如果您的零件设计需要我们没有库存的插入件,像PEM, Dodge, Tri-Star, Spirol和Tappex这样的供应商都为模塑塑料部件生产出色的插入件。其中许多在外面有滚花,或者有特殊的形状,可以将插入物牢固地固定在适当的位置。黄铜刀片是常见的,但是钢和不锈钢刀片也是可用的。如果您在这些公司中找不到您需要的东西,Protolabs欢迎自定义插入(并且很乐意为您报价)。无论您选择哪种方式,我们目前只接受金属镶件。此外,请务必向供应商索要CAD文件,因为在报价过程中,这必须与零件设计和装配图一起上传。

设计注意事项

镶件成型的规则与标准注塑成型的规则没有什么不同。2022世界杯足球赛时间表保持适当的吃水角度,保持壁厚一致,消除切口,尽可能避免不必要的部件特征和超精细的表面处理。这是所有的好建议,并适用于同样插入成型。

然而,这一小块金属确实带来了一些额外的考虑。如前所述,Protolabs手动加载所有插入。这意味着操作人员将手伸进模具内以放置插入件,并且由于模具通常非常温暖,因此必须戴上手套。小于0.125英寸的插入件。横向可能会有问题,就像那些太大而不能舒适地放在一只手上一样。插入位置也不应该在模具内部太深- 2:1的手间隙与插入深度比是一个很好的经验法则。

请注意,Protolabs可能需要以不同的方式定位零件,以适应插入物的放置和保留。模具的两半水平滑动在一起,如果在关闭过程中嵌件脱落,可能会对模具造成损坏。插入件的尺寸也应该一致——我们建议公差为+/- 0.002英寸。(0.05mm),以避免闪光。

最后,当熔融塑料在物体周围流动并在远端重新接合时,就会出现编织线,这种现象在有插入物的情况下很可能出现。这些线条通常是装饰性的,但以后可能导致裂纹的形成。玻璃填充材料有助于缓解这个问题,就像在这些区域周围加强墙壁一样(在合理的范围内)。稍厚的墙壁或肋在区域周围的插入是一个好主意,以支持插入和防止移动。与往常一样,这些问题或其他建议将在随报价提供的可制造性设计(DFM)分析中清楚地说明。如有任何问题,请致电877-479-3680或联系我们的应用工程师customerservic(电子邮件保护)