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大家好,欢迎大家来到模具增材制造专栏介绍。今天我们来分析一下光驱面板的模具,这个塑胶件我们可以从日常的电脑,笔记本电脑,移动光驱上都能看到这个塑胶配件。
我们看起来是一个简单的塑胶件,但光驱面壳的模具的确不简单,为了把注塑成本降低,此产品采用了一模4穴,并且采用了开放式的热流道,再用冷流道搭底进浇方式。
产品的前模比较简单,但后模全部由装配扣位组成,后模斜顶的行程全部是极限设计。后模的模具设计优先考虑的是斜顶和避免产品出模时粘斜顶,确保能自动化生产。后模粘斜顶可以采用加大扣位的拔模斜度和斜顶位置的胶位高出平面0.05mm等模具设计的优化方案,同时也可以在顶出时用机械手夹具辅助定位,确保产品在出模时不会随斜顶移位。顺利出模和自动化注塑成生。
在生产的过程中,发现端部的扣位容易出批锋,后来检查斜顶的分模结构,发现此处的分模可以进行优化,后来重做了一支斜顶,后模重新放电后,使用优化后分模的斜顶,解决了批锋问题。
这个产品共有33个重点尺寸,在模具设计的时候,把每一个模具对应的尺寸都标示出来了,并且要求模具做到模具的设计值,模具的误差值在0.03mm以内。同时因为产品形状是一个溥片式的结构,特别向客户申请把平面度的公差放大到0.5.d在开始试模的时候,发现大部份尺寸都是不合格的,不合格的原因就是产品变形引起。
产品分为两款,一款是平面款,一款是弧面款,发现弧面款的产品会稍微好一点,但客户的订单数量是平面款会更多
我们把模流分析的结果调出来进行细仔分析,发现模流分析时产品的变形量就比较大,超出了客户要求的公差范围内。
打开Z轴方向的变形量,试模出来的产品与模流分析的产品趋势是一致的,模流分析的结果如下图所示。
我们用模流分析做了几种不同的浇口方案,发现在参数一致的情况下,模流分析的Z轴方向变形差异不是特别大,结论是当前的浇品和浇口位置都是比较合理的。
这个产品的变形原因主要是由于收缩变形引起的,我们分析时发现热咀的温度无法散去,热咀附近的温度偏高。当我们实测模具温度时,发现靠近热咀这一边的模具温度比另外一边的温度高10-20度左右。与模流分析出来的结果也是一致的。
因为在注塑成型时,在产品的上面是一条直通的水路,无法通过模温机来调节左右的温度,让模具前模的温度一致。发现前模的模具设计时没有考虑到注塑成型如何调机的问题,同时在开会时,大家都认为模具比较简单,把工作重点和注意力都放了在后模,忽略了前模的温度问题。
考虑到模具的成本,同时模具的排位,模胚,模具热流道上的一些不能更改的原因,所以,模具只能在现有的基础上进行改动,最终决定尝试一下模具的3D打印。大家觉得还是要从模流分析开始来考虑。
这次模流分析结合了上次试模的数据,决定只做前模调整,后模维持不变,这样的选择是基于时间和成本来考虑的。
通过反复的模流分析对比研究,分别把三组模具的温度设置为不同的温度进行分析,发现当设置不同温度时,模具Z轴的变形值发生了变化。下图是其中一组变形值的图片。
但这个变形值是不能接受,还需要找出合适的温度设置值,基于试模的数据,我们把模流分析的左右两组温度分别做了不同的尝试,最终找到了两组不温度的设置参考值。最终的变形值几乎没有变形,如下图所示。
模具决定采用这个方案进行增材制造,两者之间最大的区别是左右分别设计了不同的水路,一周后模具加工完成。
模具试模的参数参考了模流分析的数据,并最终让客户把平面度公差下调到0.2mm以内,结果组装厂发现只有一家供应商的塑胶件产品是合格的,另外两家供货商采用传统制造的方法,怎么也生产不出良品。
当另个两家要求开发端提供模具方案时,最后发现模具是采用增材制造。但当他们最终承认模具的时候,已经过了一个月,在这一个月当中,只有这家供应商是独家供货。其实因为有了增材制造,模具可以更加灵活,使注塑成型的调机窗口更大。
当你采用传统制造方法制造模具时,不防换一种思路来设计和制造模具,说不定你的竞争优势会立马的显现出来。
设计模具的方法千万条,找一条适合自已的才是最好的道路,当我们在一条道上行不通时,不防采用另外一条道路。
通过这一件事后,我分享一个一级供应商的秘密武器,当开发商决定开第一套模具时,我们的这个一级供应商不是选择开一套模具,而是一次开三套模具,一套采用传统的方案制作模具,一套全部采用增材制造的方案做模具,一套备用为结合两套方案优化结合而成的模具。最后的结果是,这家供应商总是第一个完成模具的承认,并且是第一个拿到组装厂的订单。当别家为模具发愁时,他已经把另外两套模具也做了修改,并且他的模具已经爬坡量产了。第一波生产高峰期永远是这一家供应商拔得头彩,并且年年被评为优秀供应商。
从这一点来看,增材制造的潜力可以说是无限的,现在不是做不到,而是你想不到。
只要是模具,大家都可以来找我,欢迎大家通过平台来分享,相互学习。