Ruiskuvalumuotin kanavisto 1 Juho Taipale, Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Teoriatausta Ruiskuvalumuotin kanavistot: kylmäkanavat Ruiskuvalumuotin täyttäminen CAD työkalut harjoituksessa Ruiskuvalumuotin kanavisto 1 Mallinnuksen vaiheet Harjoituksessa mallinnetaan yksipesäiseen muottikokoonpanoon kanavisto ja liitetään siihen syöttöholkki ja kohdistusrengas. 1. Hae zip tiedosto start_runners_1.zip ja pura se. 2. Avaa CATIA Product tiedosto start_runners_1.catproduct. Siirry Mold Tooling Design työskentelytilaan. 3. Valitse aluksi muoviraaka aine ja selvitä sen tiheys: Materiaali: Tiheys: 4. Tutki kappaleen mallista, mikä on sen määräävä seinämänpaksuus ja tilavuus. Laske tiheyden perusteella yhden kappaleen massa. Massa on tiheys x kappaleen tilavuus. Määräävä seinämänpaksuus: Kappaleen tilavuus: Kappaleen paino: 5. Valitse valuportille paras paikka. Mallinna portille johtavan jakokanavan keskilinja muottilaattaan. Katso kuva seuraavalla sivulla. Mittaa kanavan pituus muotin keskikohdasta portille. Yksipesäiseen muottiin ei tule muita jakokanavia kuin tämä yksi. Jos valetaan suoraan suuttimesta tai syöttöholkista, jakokanavaa ei ole ollenkaan. Mold Tooling Design Locating Components Injection Components Part Design Pocket Groove Split Generative Shape Design Join Fill Assembly Design Existing Component Coincidence Jos työkalujen toimintojen suhteen ilmenee ongelmia, ratkaisuja voi etsiä Catia helpistä. Portille johtavan jakokanavan pituus: 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 1
Kuva 1: Portille johtava kanava. Yksipesäisessä muotissa ei ole kuin tämä yksi kanava, yleensä ei sitäkään. Useimmiten yksipesäinen kylmäkanavamuotti täytetään suoraan syöttöholkista. 6. Mitoita jakokanava. Käytä jakokanavassa joko ympyrämäistä tai parabolista poikkileikkausta. Molemmissa tapauksissa kanavan halkaisija (D) lasketaan oheisten kaavioiden perusteella. Parabolisen kanavan leveys (W) on 1,25 x D. Sivuseinämän hellitys on 5 10. Kanavan halkaisijaan lisätään 1 mm jokaisen risteyksen jälkeen. Portille johtavan kanavan halkaisija: Portille johtavan kanavan leveys (parabolinen kanava): Hellitys: 7. Laske syöttöholkin mitat. Jos olet päättänyt käyttää pyöristettyä suutinta ruiskuvalukoneessa, muottiin tulevan suuttimen pyöristyksen tulee olla 1 mm suurempi kuin koneen suuttimen pään pyöristyssäde. Syöttöholkin yläpäässä olevan reiän tulee olla 1,5 mm suurempi kuin ruiskuvalukoneen suuttimessa olevan reiän. Syöttöholkin alapäässä olevan reiän halkaisijan tulee olla 1 mm suurempi kuin holkin alla olevan jakokanavan halkaisija. Jos kappale syötetään suoraan syöttöholkilta, holkin alapään reiän halkaisijan tulee olla 1 mm suurempi kuin kappaleen suurin seinämänpaksuus. Syöttöholkissa on tavallisimmin 1 4 hellitys. Syöttöholkin korkeus valitaan muottilaatan paksuuden ja/tai syöttöholkin alla olevan muottipesän seinämän ja kiinnityslaatan välisen etäisyyden mukaan. Pyöristys: Pohjassa olevan aukon halkaisija: Hellitys holkissa: Päällä olevan reiän halkaisija: Pituus: 8. Syöttöholkki haetaan CATIA kirjastosta tai jostakin web kirjastosta, esimerkiksi Part Server, http://www.partserver.de. Part Server toimittaa osan CATIA makrona. Syöttöholkki löytyy valikosta Insert Injection Components SprueBushing. Käytä valmistajien osaluetteloita apunasi. 9. Valitse kiinteän puolen muottilaatan keskipiste ja aseta syöttöholkki siihen joko CATIA:n kirjastotoiminnoilla tai kokoonpanojen käsittelytilassa ( Start Mechanical Design Assembly Design ). Makroilla tehdyistä komponenteista voi alkaa koota omaa komponenttikirjastoa, mutta tässä harjoituksessa komponentti tallennetaan muiden muotin osien kanssa samaan kansioon ja liitetään osaksi muottikokoonpanoa. Katso ohje makrojen käyttämisestä CAD Pikaoppaasta. 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 2
10. Hae CATIA kirjastosta tai web kirjastosta syöttöholkkiin sopiva kohdistusrengas ja aseta se samalla tavoin paikoilleen. Kohdistusrengas kiinnittää syöttöholkin paikoilleen ja kohdistaa muotin ruiskuvalukoneen kiinnityslevyn keskellä olevaan reikään. Liikkuvalle puolelle voidaan myös asettaa kohdistusrengas, mutta tavallisesti rengas on vain kiinteällä puolella. Jos liikkuvalla puolella on myös rengas, se täytyy asettaa väljemmällä sovitteella paikoilleen kuin kiinteän puolen rengas, jotta rakenne ei kanna. 11. Jos komponentit on haettu web kirjastosta, niiden asennustaskut täytyy tehdä manuaalisesti. Asennustaskut tehdään leikkaamalla muottilaatta ja kiinnityslaatta syöttöholkin ja kohdistusrenkaan pinnoilla. Toimi esimerkiksi seuraavasti: Avaa syöttöholkki (tai kohdistusrengas) uuteen ikkunaan ja tee leikkaamiseen käytettävistä pinnoista Join Generative Shape Design työskentelytilassa. ( Start Mechanical Design Generative Shape Design ) Täytä reiät. Jos lopputuloskena on erillisiä pintoja, liitä kaikki pinnat yhdeksi Join :ksi Tallenna komponentti, sulje uusi ikkuna ja siirry takaisin muottikokoonpanoon Tuplaklikkaa ClampingPlate objektia Clamping Plate (ClampingPlate.1) objektin alla. Tai vastaavasti CavityPlate objektia. Katso kuva. Siirryt tällöin Part Design työskentelytilaan. Leikkaa laatta valmistamallasi pinnalla Split työkalua käyttäen. 12. Mitoita portti. Portti mitoitetaan pääosin kappaleen minimiseinämänpaksuuden perusteella. Useimmiten on järkevää suunnitella portti pienemmäksi kuin tarpeen. Ruiskuvaluyrityksen henkilöstö (muottiviilari) voi suurentaa portteja koevalujen aikana. Portin pienentäminen on paljon hankalampaa. Tunneliportti: Tunneliportin halkaisija on tavallisesti 0,7 2,5 mm. Valitse halkaisijaksi 30 70 % kappaleen seinämänpaksuudesta. Tyypillinen arvo on 2/3 seinämänpaksuudesta. Katso myös viereinen kuva. Portin halkaisija: 13. Mallinna portti sopivilla työkaluilla, esimerkiksi Pocket tai Groove. Katso seuraava kuva tunneliportin valmistamisesta. 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 3
14. Mallinna valukanavan profiili levyyn ja poista levystä materiaalia valukanavan kohdalta Pocket toiminnolla.. Valukanavan päät tulee vielä pyöristää seuraavalla sivulla olevan kuvan osoittamalla tavalla. Mallinna päädyn leikkauksen profiili ja poista levystä materiaalia esimerkiksi Groove työkalulla. Tavoitteet oppimiselle Jakokanavan suunnittelun vaiheet. Arviointi Hyväksytty Valmis kanavisto kaikkine osineen Erinomainen Valmis kanavisto kaikkine osineen. Kanavisto on suunniteltu jollekin tietylle muovilaadulle Laskelmat ja valinnat on hyvin dokumentoitu 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 4
Kaaviot, joilla lasketaan jakokanavan halkaisija D ennen korjauskerrointa f. S = kappaleen määräävä seinämänpaksuus. Vasemmalla muovilaadut PS, ABS, SAN, CAB. Oikealla muovilaadut PE, PP, PA, PC, POM. Lähde: G. Menges, W. Michaeli, P. Mohren, How to make injection molds, 3. painos, Hanser, Saksa, 2000 1. Jakokanavan pituudesta riippuva korjauskerroin. Korjattu halkaisija: D = D x f. 1 Stank, H. D.: Anforderungen an den Anguss, seine Aufgaben, Anordnung am Spritzgussteil. Angussund Anschnittprobleme beim Spritzgiessen. Ingenieurwissen, VDI Verlag. Düsseldorf, 1975. 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 5
CAD Pikaopas Sprue Bushing Mold Tooling Design Insert Injection Components SprueBushing Tuo ruiskuvalumuotin syöttöholkin muottikokoonpanoon ja leikkaa asennustaskut valmiiksi. Locating Ring Mold Tooling Design Insert Locating Components LocatingRing Makro Mold Tooling Design Tools Macro Macros Tuo ruiskuvalumuotin kohdistusrenkaan muottikokoonpanoon ja leikkaa asennustaskun valmiiksi. Huolehdi, että kokoonpanossa on oikea alikokoonpano aktiivisena. Muuten asennustaskun mallintaminen ei välttämättä onnistua automaattisesti. Kohdistusrengas voidaan asettaa joko kiinteälle tai liikkuvalle puolelle. Tässä tapauksessa se tulee kiinteälle puolelle, jolloin sinun täytyy aktivoida Injection Side alikokoonpano. Valitse painikkeista Select ja hae makro. Valitse sen jälkeen Run. CATIA kysyy nyt, mihin komponentti tallennetaan. Kirjoita haluamasi hakemistopolku ruutuun ja paina OK. 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 6
Join Generative Shape Design Insert Operations Join Liittää erilliset pinnat tai käyrät yhdeksi kokonaisuudeksi. Voit valita mallintamiasi pintoja, käyriä, kappaleessa olevia seinämiä tai kappaleessa olevia nurkkia ja tehdä niistä objektin, jota voi käyttää myöhemmin pintana tai käyränä. Kappaleen nurkkia tai pintoja ei tarvitse siis kopioida erikseen. Fill Generative Shape Design Insert Surfaces Fill Täyttää rautalankapiirroksella, tilavuusmallin nurkilla, pinnan reunoilla tai Boundary objektilla tai näiden yhdistelmällä rajatun alueen. Voit valita pinnat, joiden suhteen täytettävä pintamuotoillaan. CATIA pyrkii tekemään Fill objektista tangentiaalisesti jatkuvan näiden valittujen pintojen kanssa. Pinnat valitaan Support parametriksi. 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 7
Split Part Design Insert Surface Based Features Split Leikkaa tilavuusmallin pinnalla. Leikattava osa häviää mallista. Nuolien suuntaan oleva osa mallia jää jäljelle. Leikkaavan pinnan täytyy olla yksi yhtenäinen pinta. Groove Part Design Insert Sketch Based Features Groove Groove työkalulla voidaan kappaleesta poistaa materiaalia pyöräyttämällä profiilia akselin ympäri. 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 8
Pocket Part Design Insert Sketch Based Features Pocket Pocket työkalulla voidaan kappaleesta poistaa materiaalia pursottamalla profiilia kappaleen sisällä. 22.2.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Ruiskuvalumuotin kanavisto 9