Инжектор что это такое и в чём секрет популярности систем впрыска?
С приходом в мир бензинового моторостроения инжекторные системы впрыска топлива сотворили революцию, вытеснив устаревшие карбюраторные механизмы. Тому масса причин, о которых, конечно же, поговорим в этой статье, а главный вопрос сегодняшней публикации: инжектор что это такое и как устроен?
Оглавление
- 1 Инжектор и его история становления
- 2 Секрет — инжектор что это такое, раскрыт
- 3 Карбюраторы против инжекторов: кто кого?
Инжектор и его история становления
Что такое инжектор? Инжектор нужен бензиновому двигателю внутреннего сгорания, чтобы образовывать топливно-воздушную смесь и подавать её непосредственно в камеры сгорания или во впускной коллектор.
Этот процесс контролируется электроникой, что позволяет выдерживать строгую дозировку горючего, рассчитанную в зависимости от режима работы мотора и нагрузки на него, что, к сожалению, карбюраторам не под силу.
Именно этот нюанс стал решающим в судьбе последних и навсегда отправил их на лавку запасных.
Дабы у вас сложилась полная картина о том, что такое инжектор, нужен небольшой экскурс в историю бензиновых агрегатов.
Всё началось очень давно, в 1951 году. Специалисты небезызвестного концерна Bosch укомплектовали этой инновационной по меркам того времени системой впрыска небольшое купе забытой марки Goliath.
Идею тут же подхватили в Mercedes, но электроника, которая необходима для работы инжектора, в те годы была такой же экзотикой, как и полёт в космос, поэтому массового распространения подобные системы не получили, и своё изобретение «бошовцы» отложили в долгий ящик до лучших времён.
И такие времена настали спустя 20 лет, когда электроника стала более доступной и дешёвой. С 70-х годов инжектор начал победоносное шествие по автопрому, начисто вытеснив старые неэкономные карбюраторы из-под капотов машин.
Секрет — инжектор что это такое, раскрыт
Вполне логично, что у вас возник следующий вопрос: инжектор как работает и как устроен?
В первую очередь хотелось бы прояснить, что под инжектором понимают узел, который впрыскивает горючее в камеру сгорания или впускной коллектор.
Отчасти это верно, но гораздо корректней называть его форсункой, а понятие инжектор распространять на всю систему. А состоит она из таких основных частей:
- электронный блок управления;
- бензонасос;
- всевозможные датчики;
- форсунки инжектора;
- регуляторы давления.
Ключевым элементом, даже можно сказать мозгом всей системы является, конечно же, блок управления, напичканный умной электроникой.
От него и зависит ответ на вопрос – инжектор как работает. На основе данных, получаемых от россыпи датчиков (датчика расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, оборотов коленвала, лямбда-зонда и тд.) вычисляет, сколько нужно топлива мотору в конкретный момент времени.
Определив величину, он подаёт команды бензонасосу, регуляторам давления в топливной системе и, конечно же, форсункам. Это происходит в считанные доли секунды и в чётко выверенные моменты времени.
Карбюраторы против инжекторов: кто кого?
Итак, с вопросом «инжектор что это такое» мы, похоже, более-менее разобрались, осталось выяснить в чём же их преимущество над карбюраторными схемами питания двигателя.
На самом деле практически во всём.
- инжекторные системы намного экономнее карбюраторных. Выигрыш по расходу горючего достигает 40%;
- высокая экологичность, благодаря электронике, которая знает, сколько топлива сгорело в камерах сгорания;
- высокая надёжность конструкции по сравнению с карбюраторами, содержащими множество мелких механических деталей;
- низкая восприимчивость к перепадам температур;
- инжекторный впрыск позволяет выжать из мотора больше лошадиных сил.
Наверное, чуть ли не единственное преимущесво карбюраторов заключается в их всеядности.
Эти механизмы могут одинаково хорошо работать с бензином самого разного качества, чего не скажешь об инжекторах, а если точнее – форсунках, которые засоряются и портятся, если заправлять машину «левым» топливом.
Надеюсь, друзья, я приоткрыл вам тайну инжектора, чем он заслужил свою популярность в двигателестроении.
На эту тему на блоге много статей о разных системах, к примеру: Система впрыска Motronic, система Common Rail, система впрыска TFSI.
Спасибо, что вы с нами, подписывайтесь на блог, и не пропускайте свежие и интересные статьи.
Инжектор и карбюратор: в чем разница
Содержание:
- Принципы работы
- Преимущества карбюратора
- Достоинства инжектора
- Основные отличия
- Заключение
В старых автомобилях установлены карбюраторные двигатели, в современных – инжекторные. Обе системы позволяют управлять мощностью машины и расходом топлива. Но не все водители знают, чем отличается инжектор от карбюратора.
Принципы работы
Инжектором называют систему, которая регулируется электронным блоком управления. Она впрыскивает топливо в камеру сгорания через форсунки. Инжектор позволяет точно контролировать дозу бензина, поэтому его используют в большинстве современных машин.
Карбюраторы использовали еще в самом начале автомобилестроения.
Топливо смешивается с воздухом внутри его корпуса, а затем его засасывает под давлением впускной коллектор.
В карбюраторе нет датчиков, которые реагируют на количество оборотов. Из-за этого в камеру сгорания постоянно попадают одинаковые дозы топлива. Бензин расходуется неравномерно, приходится часто заправляться. А выхлопные газы довольно токсичны, они загрязняют атмосферу.
Таких недостатков нет у инжектора, так как он подает в камеру бензин с учетом оборотов. Благодаря такой точности сокращается выброс вредных веществ при сгорании топлива.
Преимущества карбюратора
Чтобы понять, чем отличается инжектор от карбюратора, нужно разобраться в преимуществах каждой системы. Основное достоинство карбюраторных двигателей – простое обслуживание.
Для начала работы водитель должен прочитать маленькое руководство и только один раз настроить систему. Дальше она будет функционировать по первым указаниям. Сбоев в эксплуатации карбюраторных двигателей практически не бывает.
Но и в случае поломки их легко отремонтировать. Для этого не нужны специальные инструменты. Достаточно взять несколько гаечных ключей и отвертку. Обращаться на СТО нет необходимости – водитель может заняться ремонтом самостоятельно в своем гараже.
Карбюратор подходит для использования низкокачественного бензина и дизеля. Он не проявляет особой чувствительности к посторонним примесям. Жиклеры засоряются быстро, но их легко чистить – можно просто продуть. Быстро меняется работа мотора в автомобилях с карбюратором. Поэтому можно ездить по бездорожью, резко поворачивать и преодолевать крутые подъемы или спуски.
Но есть у такой системы и несколько недостатков:
токсичные выхлопы;
большой расход топлива;
чувствительность к температуре.
Карбюратор реагирует на атмосферное давление и температуру окружающей среды. Так как он принимает топливо с примесями, то сгоревшие частички превращаются в токсичные газы. Из-за одинаковой подачи бензин расходуется неравномерно.
Достоинства инжектора
Преимущества электронной системы также позволяют понять, чем отличается инжектор от карбюратора. Мощность инжекторных двигателей гораздо выше, чем карбюраторных.
В системе можно точно установить угол зажигания, а впрыски бензина будут дозироваться в зависимости от количества оборотов. Инжектор может стабильно работать только с качественным топливом. Благодаря этому в атмосферу попадает меньше токсичных веществ.
Двигатель не нужно зимой прогревать, так как он не замерзает. Такая система не реагирует на атмосферное давление и температуру окружающей среды. Управлять инжектором легко – для этого есть ЭБУ. А вся информация о его работе отображается на специальных датчиках. В устройстве системы нет трамблеров, как у карбюраторов. А в последнем типе двигателей именно они ломаются чаще всего.
Есть свои недостатки и у инжекторов:
сложная диагностика;
чувствительность к топливу;
высокая цена ремонта и деталей.
Электронный двигатель позволяет увеличить мощность автомобиля, но если он сломается, то для диагностики и ремонта придется отгонять машину на СТО. А это будет стоить немало – запчасти для инжекторов довольно дорогие. Не получится использовать в такой системе дешевое некачественное топливо. Из-за него быстро забиваются форсунки, а сам инжектор может сломаться.
Основные отличия
Основное отличие карбюратора от инжектора заключается в принципе работы. В первом случае бензин засасывает в цилиндр, а во втором он впрыскивается через форсунки в камеру сгорания. Но заключается не только в этом:
экономичность;
экологичность;
стоимость обслуживания и ремонта;
чувствительность к климату и топливу.
Инжектор гораздо экономичнее и экологичнее карбюратора. Он позволяет использовать меньше топлива и практически не загрязняет воздух при выпуске газов. Отличается и периодичность поломок. Карбюратор придется ремонтировать гораздо чаще. Хотя его обслуживание обойдется дешевле, чем простая диагностика инжектора.
По-разному две системы проявляют чувствительность к температуре окружающей среды. Карбюратор замерзает, если оставить машину зимой на улице. А инжекторный автомобиль прогревать не нужно.
Качество топлива также зависит от типа двигателя. В карбюраторном можно использовать дешевый бензин с примесями, инжектор такого не выдержит. Ему нужно высококачественное топливо.
Заключение
Разница между двумя видами систем существенная. Но выбор зависит от предпочтений водителя. Если он привык сам ремонтировать автомобиль и желает сэкономить на топливе, то лучше приобрести старые модели с карбюраторными двигателями. А для тех, кому проще заплатить за ремонт, но получить более мощный транспорт, стоит остановиться на инжекторной системе.
Выбрать инструктора:
- Автоинструктор Ася
- Автоинструктор Анатолий
- Автоинструктор Виктор
- Автоинструктор Светлана
- Автоинструктор Игорь
- Автоинструктор Марина
- Автоинструктор Юрий
- Автоинструктор Дмитрий
- Автоинструктор Майя
- Автоинструктор Яков
Отзывы:
Все отзывы
Что такое литье под давлением? – Определение, типы и материалы
Литье под давлением – это производственный процесс, который позволяет производить детали в больших объемах.
Он работает путем впрыскивания расплавленных материалов в форму (или «форму» в Соединенных Штатах). Обычно он используется в качестве процесса массового производства для изготовления тысяч одинаковых предметов. Материалы для литья под давлением включают металлы, стекло, эластомеры и кондитерские изделия, хотя чаще всего он используется с термопластичными и термореактивными полимерами.
Как это работает?
Первый этап литья под давлением заключается в создании самой формы. Большинство пресс-форм изготавливаются из металла, обычно из алюминия или стали, и обрабатываются с высокой точностью, чтобы соответствовать характеристикам продукта, который они должны производить.
После того, как изготовитель форм изготовит форму, материал для детали подается в нагретую бочку и перемешивается с помощью шнека спиральной формы. Нагревательные ленты расплавляют материал в цилиндре, а затем расплавленный металл или расплавленный пластик подают в полость формы, где он охлаждается и затвердевает, принимая форму формы.
Время охлаждения можно сократить за счет использования линий охлаждения, в которых циркулирует вода или масло от внешнего регулятора температуры. Инструменты для пресс-форм устанавливаются на пресс-формы (или «плиты»), которые открываются после затвердевания материала, так что выталкивающие штифты могут выталкивать деталь из пресс-формы.
Отдельные материалы могут быть объединены в одну деталь в форме литья под давлением, называемой двухкомпонентной формой. Этот метод можно использовать для придания мягкости пластиковым изделиям, добавления цвета к деталям или производства изделий с различными эксплуатационными характеристиками.
Формы могут быть одно- или многогнездными. Пресс-формы с несколькими полостями могут иметь идентичные детали в каждой полости или могут быть уникальными для создания деталей различной геометрии. Алюминиевые формы не подходят для крупносерийного производства или деталей с узкими размерными допусками, поскольку они имеют худшие механические свойства и могут быть подвержены износу, деформации и повреждению из-за сил впрыска и зажима.
Хотя стальные формы более долговечны, они также дороже, чем алюминиевые формы.
Процесс литья под давлением требует тщательного проектирования, включая форму и характеристики детали, материалы для детали и формы, а также свойства формовочной машины. В результате существуют различные соображения, которые необходимо учитывать при литье под давлением.
Вопросы литья под давлением
Прежде чем приступать к литью под давлением, необходимо принять во внимание ряд соображений:
1. Финансовые
Начальная стоимость производства литья под давлением может быть высокой, учитывая стоимость оборудования и самих форм. .
2. Объем производства
Важно определить, сколько деталей вы хотите изготовить, чтобы решить, является ли литье под давлением наиболее рентабельным методом производства.
3. Конструктивные факторы
Минимизация количества деталей и упрощение геометрии ваших изделий упростит литье под давлением. Кроме того, конструкция пресс-формы важна для предотвращения дефектов во время производства.
4. Вопросы производства
Минимизация времени цикла поможет производству, а также использование машин с горячеканальными пресс-формами и хорошо продуманной оснасткой. Такие небольшие изменения и использование горячеканальных систем могут равняться производственной экономии ваших деталей. Также будет достигнута экономия средств за счет минимизации требований к сборке, особенно если вы производите многие тысячи и даже миллионы деталей.
Как снизить затраты на пресс-формы?
Литье под давлением может быть дорогостоящим процессом, но есть несколько способов снизить затраты на пресс-формы, в том числе:
- Устранение поднутрений
- Удалить ненужные функции
- Используйте подход с полостью сердечника
- Уменьшение косметической отделки
- Детали конструкции, которые соединяются друг с другом
- Изменение и повторное использование существующих пресс-форм
- Мониторинг анализа DFM
- Использовать многогнездную или семейную форму
- Учитывайте размеры деталей
Когда используется литье под давлением?
Литье под давлением используется для изготовления ряда широко используемых продуктов, в том числе обычных пластмассовых изделий, таких как крышки для бутылок, а также корпусов пультов дистанционного управления, шприцев и многого другого.
Он также широко используется для изготовления более крупных изделий, таких как панели кузова автомобиля.
Литье под давлением в основном используется там, где необходимо изготовить тысячи или миллионы одинаковых деталей из формы.
Типы
Существует множество различных вариантов процесса литья под давлением, в том числе:
- Литье в куб
- Литье под давлением
- Литье под давлением с помощью газа
- Литье под давлением жидкого силиконового каучука
- Литье металлов под давлением
- Микролитье под давлением
- Реакционное литье под давлением
- Тонкостенное литье под давлением
Используемые материалы
Литье под давлением может быть выполнено из различных материалов, включая металлы, стекло, эластомеры, кондитерские изделия и, чаще всего, термопластичные и термореактивные полимеры.
Материалы можно комбинировать для придания готовым деталям различных свойств и эффектов.
Преимущества
Основным преимуществом литья под давлением является возможность расширения производства для производства большого количества деталей. После того, как первоначальные затраты на дизайн и формы будут покрыты, стоимость производства становится очень низкой. Стоимость производства падает по мере производства большего количества деталей.
Литье под давлением также дает минимальные потери по сравнению с традиционными производственными процессами, такими как обработка на станках с ЧПУ, которая отрезает лишние материалы. Несмотря на это, при литье под давлением образуются отходы, в основном из литника, направляющих, мест расположения литника и любого переливного материала, вытекающего из полости детали (также называемого «заусенцем»).
Последнее преимущество литья под давлением заключается в том, что оно позволяет производить множество идентичных деталей, что обеспечивает надежность и постоянство деталей при крупносерийном производстве.
Недостатки
Хотя литье под давлением имеет свои преимущества, этот процесс также имеет ряд недостатков.
Первоначальные затраты могут быть высокими для литья под давлением, особенно в отношении оснастки. Прежде чем вы сможете производить какие-либо детали, необходимо создать деталь-прототип. После того, как это будет завершено, необходимо создать и протестировать прототип пресс-формы. Все это требует времени и денег и может быть дорогостоящим процессом.
Литье под давлением также не идеально подходит для изготовления больших деталей в виде единой детали. Это связано с ограничениями по размеру машин для литья под давлением и формовочных инструментов. Предметы, которые слишком велики для возможностей литьевой машины, должны создаваться как несколько частей и соединяться вместе позже.
Последний недостаток заключается в том, что для избежания больших поднутрений требуется опытный дизайнер, что может привести к еще большим затратам на ваш проект.
Области применения
Литье под давлением используется для целого ряда применений, где требуется повторяемость производственного процесса.
Это включает в себя производство таких предметов, как катушки для проволоки, упаковка, крышки для бутылок, игрушки, расчески, музыкальные инструменты (и их компоненты), стулья, небольшие столы, контейнеры для хранения, механические детали, а также автомобильные детали и компоненты.
Литье под давлением является наиболее распространенным методом изготовления пластиковых деталей, особенно в больших объемах.
Часто задаваемые вопросы:
Экологически безопасно ли литье под давлением?
Литье под давлением становится все более экологически безопасным, поскольку оборудование становится более эффективным, а такие материалы, как термореактивные полимеры, способны выдерживать экстремальные температуры и условия.
Несмотря на то, что при литье под давлением возникают некоторые отходы материала, их меньше, чем при многих других производственных процессах. Конечно, конкретные используемые материалы также имеют влияние на окружающую среду в отношении того, как долго они служат, могут ли они быть получены из переработанных материалов и как они утилизируются.
Существуют также соображения, связанные с углеродным следом в течение всего срока службы продуктов, которые создаются, в том числе во время производства.
Достижения в современном оборудовании для литья под давлением означают, что теперь они потребляют на 20-50% меньше энергии, чем десять лет назад.
Дешево ли литье под давлением?
Стоимость литья коррелирует с количеством полостей в форме. Меньшее количество полостей требует меньше инструментов, что снижает производственные затраты на создание пресс-формы для литья под давлением. Сложность конструкции детали также влияет на стоимость, включая такие факторы, как обработка поверхности, допуск, резьба, детализация и количество поднутрений. Дополнительные детали, подобные этим, увеличат стоимость, так как требуют большего количества инструментов.
Наиболее рентабельным видом литья под давлением является литье резины под давлением, при котором получаются изделия длительного пользования с высоким выходом. Кроме того, последовательные процессы вулканизации с точным контролем температуры могут снизить затраты за счет сокращения количества отходов.
Сколько стоит литье под давлением?
Рассчитать точную стоимость литья под давлением можно по следующей формуле:
Цена пресс-формы = затраты на материалы + дизайн + процесс и прибыль + НДС + затраты на испытания + расходы на упаковку и доставку.
Из этих затрат материалы и детали составляют около 15-30% от общей суммы, а процесс и прибыль составляют 30-50%.
Принимая во внимание эти факторы, небольшая пресс-форма для литья под давлением с одной гнездом стоит от 1000 до 5000 долларов. Большие или более сложные формы могут стоить 80 000 долларов и более. Однако в среднем типичная форма стоит около 12 000 долларов.
В то время как инструменты для пресс-форм имеют высокую стоимость, фактическое производство литья под давлением имеет относительно низкую стоимость.
Какие пластмассы используются в литье под давлением?
Имея более 85 000 вариантов коммерческих пластиковых материалов и 45 семейств полимеров, существует множество различных пластиков, которые можно использовать для литья под давлением.
Из них полимеры можно разделить на две группы; реактопластов и термопластов.
Наиболее распространенными видами пластика являются полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полиэтилен низкой плотности (LDPE). Полиэтилен обладает рядом преимуществ, включая высокий уровень пластичности, хорошую прочность на растяжение, сильную ударопрочность, устойчивость к влагопоглощению и возможность вторичной переработки.
Другие широко используемые пластмассы, полученные литьем под давлением, включают:
1. Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС)
Этот прочный, ударопрочный пластик широко используется в промышленности. Обладая хорошей устойчивостью к кислотам и основаниям, ABS также обеспечивает низкую степень усадки и высокую стабильность размеров.
2. Поликарбонат (ПК)
Этот прочный, ударопрочный пластик имеет низкую усадку и хорошую стабильность размеров. Прозрачный пластик, который доступен в различных оптически прозрачных классах, ПК может обеспечить высокую косметическую отделку и хорошую термостойкость.
3. Алифатические полиамиды (ППА)
Существует множество различных типов ПФА (или нейлонов), каждый из которых имеет свои преимущества. Вообще говоря, нейлоны обладают высокой прочностью и термостойкостью, а также химической стойкостью, за исключением воздействия сильных кислот и щелочей. Некоторые нейлоны устойчивы к истиранию и обладают хорошей твердостью и жесткостью при хорошей ударной вязкости.
4. Полиоксиметилен (ПОМ)
Широко известный как ацеталь, этот пластик обладает высокой твердостью, жесткостью, прочностью и ударной вязкостью. Оно также обладает хорошей смазывающей способностью и устойчиво к углеводородам и органическим растворителям. Хорошая эластичность и скользкость также обеспечивают преимущества для некоторых применений.
5. Полиметилметакрилат (ПММА)
ПММА, также известный как акрил, обладает хорошими оптическими свойствами, высоким блеском и устойчивостью к царапинам. Он также предлагает низкую усадку и меньшую усадку для геометрий с тонкими и тонкими секциями.
6. Полипропилен (ПП)
Этот недорогой полимерный материал обладает высокой ударопрочностью в некоторых классах, но может стать хрупким при низких температурах (в случае гомополимера пропилена). Сополимеры обладают большей ударопрочностью, в то время как полипропилен также является износостойким, гибким и может обеспечить очень высокое удлинение, а также устойчив к кислотам и основаниям.
7. Полибутилентерефталат (ПБТ)
Благодаря хорошим электрическим свойствам ПБТ идеально подходит для силовых компонентов, а также для автомобильной промышленности. Прочность варьируется от умеренной до высокой в зависимости от стеклянного наполнителя, при этом ненаполненные марки являются прочными и гибкими. PBT также показывает топливо, масла, жиры и многие растворители, а также не впитывает запахи.
8. Полифенилсульфон (PPSU)
Стабильный по размерам материал с высокой прочностью, температурой и термостойкостью, PPSU также устойчив к радиационной стерилизации, щелочам и слабым кислотам.
9. Полиэфирэфиркетон (PEEK)
Эта высокотемпературная высокоэффективная смола обеспечивает термостойкость и огнестойкость, превосходную прочность и стабильность размеров, а также хорошую химическую стойкость.
10. Полиэфиримид (PEI)
PEI (или Ultem) обладает высокой термостойкостью и огнестойкостью, а также отличной прочностью, стабильностью размеров и химической стойкостью.
Заключение
Литье под давлением имеет множество применений в производстве, в частности, для производства крупносерийных деталей. Хотя оснастка и литье могут быть дорогими, стоимость производства после их завершения становится низкой. Литье под давлением позволяет изготавливать почти идентичные детали из различных материалов.
Вы можете узнать больше об услугах TWI по поддержке производства здесь.
Соответствующие часто задаваемые вопросы (FAQ)
Все, что вам нужно знать о литье под давлением
Что такое литье под давлением?
Литье под давлением — это производственный процесс изготовления деталей в больших объемах. Чаще всего он используется в процессах массового производства, когда одна и та же деталь создается тысячи или даже миллионы раз подряд.
Почему вам может понадобиться литье под давлением
Основным преимуществом литья под давлением является возможность массового масштабирования производства. После того, как первоначальные затраты были оплачены, цена за единицу при производстве литьем под давлением становится чрезвычайно низкой. Цена также имеет тенденцию резко падать по мере производства большего количества деталей. Другие преимущества включают в себя следующее:
Низкий процент брака при литье под давлением
Литье под давлением дает меньше брака по сравнению с традиционными производственными процессами, такими как обработка на станках с ЧПУ, которые вырезают значительный процент исходного пластикового блока или листа. Однако это может быть недостатком по сравнению с процессами аддитивного производства, такими как 3D-печать, которые имеют еще более низкий уровень брака.
Отходы пластика от производства литья под давлением обычно поступают последовательно из четырех областей:
- Литник
- Бегуны
- Расположение ворот
- Любой переливающийся материал, вытекающий из самой полости детали (состояние, называемое «вспышкой»)
Термореактивный материал, такой как эпоксидная смола, которая отверждается на воздухе, представляет собой материал, который отверждается и может сгореть после отверждения, если будет предпринята попытка его расплавить. Термопластический материал, напротив, представляет собой пластический материал, который можно расплавить, охладить и затвердеть, а затем снова расплавить без горения.
Термопластичные материалы могут быть переработаны и использованы повторно. Иногда это происходит прямо в заводских цехах. Они шлифуют литники/литники и любые бракованные детали. Затем они добавляют этот материал обратно в сырье, которое поступает в пресс для литья под давлением.
Этот материал называют «перемолотым».
Как правило, отделы контроля качества ограничивают количество измельченного материала, которое разрешено возвращать в пресс. (Некоторые эксплуатационные свойства пластика могут ухудшаться по мере того, как его формуют снова и снова).
Или, если их много, фабрика может продать эту перемолотую фабрику какой-нибудь другой фабрике, которая сможет ее использовать. Обычно перешлифованный материал используется для некачественных деталей, не требующих высоких эксплуатационных свойств.
Литье под давлением повышает повторяемость и последовательность
Литье под давлением очень повторяемо. То есть вторая деталь, которую вы производите, будет практически идентична первой и т. д. Это замечательная характеристика, когда вы пытаетесь добиться согласованности бренда и надежности детали при крупносерийном производстве.
Итак… Каковы недостатки литья под давлением?
Из-за большого масштаба производства, обычно связанного с литьем под давлением, небольшие ошибки могут иметь серьезные последствия — финансовые и логистические.
Хотя предел погрешности невелик, последствия существенны.
Небольшие ошибки проектирования приводят к БОЛЬШИМ затратам при литье под давлением
Первоначальные затраты, как правило, очень высоки из-за требований к проектированию, испытаниям и инструментам. Если вы собираетесь производить детали в больших объемах, вам нужно убедиться, что вы получаете правильный дизайн с первого раза. Это сложнее, чем вы думаете.
Правильное проектирование включает в себя:
- Проектирование и последующее создание прототипа самой детали в соответствии со спецификацией, обычно на 3D-принтере и прототипирование из другого материала
- Разработка пресс-формы для литья под давлением для начального производственного цикла с созданием 300–1000 прототипов
- Уточнение каждой детали отлитых под давлением прототипов перед массовым производством
Если у вас есть правильные голоса ветеранов за столом, это по-прежнему фантастический вариант для правильных проектов.
Будьте готовы к высоким затратам на оснастку для литья под давлением
Оснастка сама по себе является почти проектом и только одним этапом всего процесса литья под давлением.
Прежде чем вы сможете изготовить деталь, изготовленную методом литья под давлением, вам сначала необходимо спроектировать и создать прототип детали (возможно, с помощью ЧПУ или 3D-печати).
Затем вам нужно спроектировать и создать прототип пресс-формы, которая может производить копии детали в больших объемах.
И наконец, обычно после обширных испытаний на обоих вышеупомянутых этапах, вы приступаете к литью детали под давлением.
Как вы можете себе представить, все итерации, необходимые для корректировки инструмента перед его массовым производством, требуют и времени, и денег. Редко, когда вы будете прототипировать инструмент для литья под давлением. Однако такое случается, особенно для деталей, которые будут изготавливаться в многорезонаторном инструменте.
Когда вам нужно отрегулировать литье под давлением
Поскольку инструменты обычно изготавливаются из стали (очень твердого материала) или алюминия, внесение изменений может быть затруднено.
Если вы хотите добавить в деталь пластик, вы всегда можете увеличить полость инструмента, отрезав сталь или алюминий.
Если вы пытаетесь удалить пластик, вам нужно уменьшить размер полости инструмента, добавив в нее алюминий или металл. Это чрезвычайно сложно и во многих случаях может означать необходимость полностью отказаться от инструмента (или его части) и начать заново. В других случаях вы можете приварить металл к нежелательной полости.
Равномерная толщина стенок имеет решающее значение
Литье под давлением требует одинаковой толщины стенок. Если бы вы разрезали пресс-форму Panasonic в поперечном сечении, вы бы заметили, что толщина стенки составляет примерно 2-3 мм. Важно, чтобы стенки не были слишком толстыми, чтобы предотвратить несоответствия в процессе охлаждения, приводящие к таким дефектам, как утяжины.
Хорошее эмпирическое правило: толщина стен не должна превышать 4 мм. Чем толще стенки, тем больше материала вы будете использовать, тем дольше будет время цикла и тем выше будет ваша стоимость за деталь.
И наоборот, если толщина стенки меньше 1 мм или около того, у вас могут возникнуть проблемы с заполнением пресс-формы (что приведет к появлению зазоров или коротких выстрелов). Конструкторы могут компенсировать эту потенциальную возможность, используя материал с более высоким индексом текучести расплава, такой как нейлон, который часто подходит для стенок толщиной всего 0,5 мм.
Различные технологии производства, такие как ЧПУ, вообще не требуют одинаковой толщины стенок.
Ограничения для более крупных форм для литья под давлением
Часто большие детали не могут быть изготовлены методом литья под давлением как единое целое. Это связано с ограничениями размеров машин для литья под давлением и самих пресс-форм.
В качестве примера большой детали, отлитой под давлением, рассмотрим тележки для покупок в Target. Хотя существует оборудование для формования очень больших деталей (например, 1000-тонные прессы размером примерно с вагон поезда), его использование очень дорого.
По этой причине объекты, которые больше, чем возможности типичной машины для литья под давлением, чаще всего создаются из нескольких частей.
Станки с ЧПУ имеют аналогичные ограничения в отношении размера продукта, в то время как 3D-печать имеет еще больше ограничений. ЧПУ ограничено перемещением и размером станины во фрезерном станке, в то время как большие 3D-печатные детали часто необходимо печатать из нескольких частей, а затем склеивать вместе.
Чтобы избежать больших поднутрений, требуется опытный проектировщик, и они часто могут увеличить стоимость проекта.
Итак, подходит ли литье под давлением для моего проекта?
Прежде чем приступить к изготовлению детали методом литья под давлением, учтите несколько следующих моментов.
Начните с финансовых соображений
Вам необходимо определить количество произведенных деталей, при котором литье под давлением становится наиболее рентабельным методом производства.
Отсюда вы захотите определить количество произведенных деталей, при котором вы ожидаете окупаемости ваших инвестиций (учитывайте затраты на проектирование, тестирование, производство, сборку, маркетинг и распространение, а также ожидаемую цену).
для продаж). Создайте консервативную маржу.
И не забывайте о стоимости входа. Подготовка продукта для литья под давлением требует больших первоначальных инвестиций. Убедитесь, что вы понимаете этот важный момент заранее.
Далее, давайте поговорим об особенностях проектирования
Когда дело доходит до проектирования деталей, вы хотите проектировать деталь с первого дня, имея в виду литье под давлением. Упрощение геометрии и минимизация количества деталей на раннем этапе принесут дивиденды в будущем.
При проектировании пресс-формы главным приоритетом является предотвращение дефектов во время производства. Список из 10 распространенных дефектов литья под давлением и способов их устранения или предотвращения читайте здесь. Рассмотрите расположение литников и запустите моделирование с помощью программного обеспечения Moldflow, такого как Solidworks Plastics.
Правильное производство для литья под давлением
Время цикла здесь имеет решающее значение.