O DFM (Design for Manufacturability, ou Conceção para Fabricabilidade) para ferramentas de injeção de plástico refere-se ao processo de avaliação e otimização da fabricabilidade, montabilidade e controle de custos das ferramentas durante a fase de conceção das ferramentas. Os elementos-chave incluem os seguintes aspetos:
Análise da Estrutura do Produto
Homogeneidade da espessura das paredes: A espessura das paredes do produto deve ser o mais uniforme possível para evitar áreas com espessura excessiva ou insuficiente. Uma espessura não uniforme das paredes pode levar a um resfriamento desigual, o que resulta em defeitos como deformações por encolhimento, bolhas e linhas de solda, e aumenta a dificuldade do fabrico das ferramentas e do processo de moldagem.
Conceção de desmoldagem: Analise a forma e estrutura do produto para garantir uma desmoldagem suave. Estruturas que não são favoráveis à desmoldagem, como recortes, furos profundos e ranhuras estreitas, devem ser evitadas. Nas estruturas de recorte inevitáveis, devem ser concebidos mecanismos de desmoldagem adequados, como deslizadores e ejetores. No entanto, isso aumenta a complexidade e os custos da ferramenta.
Nervuras de reforço e arredondamentos: Através de uma conceção racional das nervuras de reforço, pode-se melhorar a resistência e a rigidez do produto sem aumentar a espessura das paredes. No entanto, deve-se prestar atenção à espessura, altura e distribuição das nervuras para evitar problemas como encolhimento. Ao mesmo tempo, os cantos internos e externos do produto devem ser concebidos o mais possível como arredondados para reduzir a concentração de tensão, melhorar as propriedades de moldagem e facilitar a usinagem das ferramentas.
Escolha de Materiais para Ferramentas
Requisitos do produto: Escolha materiais para ferramentas adequados com base em fatores como a quantidade de produção, requisitos de precisão, qualidade da superfície e propriedades do material plástico do produto. Para produtos com grandes quantidades de produção, devem ser escolhidos aços para ferramentas com boa resistência ao desgaste e alta resistência, como o P20 e o H13. Para produtos com altos requisitos de precisão e qualidade da superfície, são necessários aços especiais para espelhos de alta qualidade.
Usinabilidade: Considere a usinabilidade dos materiais para ferramentas, como a capacidade de corte, retificação e usinagem por descarga elétrica. Uma boa usinabilidade pode reduzir a dificuldade e os custos da usinagem das ferramentas e melhorar a eficiência e precisão da usinagem. Por exemplo, alguns aços facilmente usináveis podem aumentar significativamente a velocidade de corte sem comprometer o desempenho das ferramentas.
Fatores de custo: Sob a condição de atender à qualidade do produto e ao desempenho das ferramentas, deve-se tentar escolher materiais para ferramentas com custos mais baixos. Os preços de diferentes tipos e especificações de aços para ferramentas variam muito. É necessário considerar de forma abrangente fatores como custos de materiais, custos de usinagem e vida útil das ferramentas para alcançar a melhor relação custo-benefício.
Conceção da Estrutura das Ferramentas
Conceção da superfície de separação: A escolha da superfície de separação deve considerar fatores como os requisitos de superfície do produto, o método de desmoldagem e a tecnologia de usinagem das ferramentas. A superfície de separação deve ser o mais simples e plana possível para evitar superfícies de separação curvas complexas e, assim, reduzir a dificuldade e os custos de fabrico das ferramentas. Ao mesmo tempo, deve-se prestar atenção à estanqueidade da superfície de separação para evitar a fuga de material plástico fundido durante o processo de moldagem.
Conceção do sistema de alimentação: Conceba o sistema de alimentação de forma racional, incluindo a forma, tamanho e posição do canal principal, canais secundários e pontos de alimentação. O sistema de alimentação deve permitir que o material plástico fundido preencha a cavidade da ferramenta de forma uniforme e rápida para evitar defeitos como preenchimento insuficiente, linhas de solda e formação de jatos. A posição e o número de pontos de alimentação devem ser determinados de acordo com a estrutura e forma do produto para garantir um fluxo equilibrado do material plástico fundido na cavidade.
Conceção do sistema de resfriamento: A conceção do sistema de resfriamento é crucial para a qualidade da moldagem e a eficiência da produção do produto. Os canais de resfriamento devem ser dispostos uniformemente em torno da cavidade da ferramenta para permitir que a ferramenta se resfrie de forma rápida e uniforme, reduzindo o ciclo de moldagem e diminuindo as deformações e torções do produto. Ao mesmo tempo, deve-se prestar atenção ao diâmetro, espaçamento, forma dos canais de resfriamento e à sua coordenação com a estrutura da ferramenta para evitar interferências com outros componentes.
Viabilidade do Processo de Fabrico
Precisão de usinagem e qualidade da superfície: Analise se os requisitos de precisão de usinagem e qualidade da superfície das peças das ferramentas estão dentro das capacidades das instalações e processos de usinagem existentes. Para peças com altos requisitos de precisão e qualidade da superfície, podem ser necessárias tecnologias e instalações de usinagem avançadas, como centros de usinagem CNC de alta precisão e usinagem por descarga elétrica para superfícies de espelho. No entanto, isso aumenta os custos de usinagem e o ciclo.
Montabilidade: A conceção da estrutura das ferramentas deve facilitar a montagem e a colocação em funcionamento. As peças devem ser concebidas com boa intercambiabilidade e precisão de montagem para evitar dificuldades de montagem ou a necessidade de uma grande quantidade de retrabalho. Ao mesmo tempo, deve-se prestar atenção ao espaço de operação e à conveniência da utilização das ferramentas durante o processo de montagem para melhorar a eficiência da montagem.
Controle de custos e ciclo: Durante a análise do DFM, deve-se considerar de forma abrangente os custos de fabrico e o ciclo das ferramentas. Através da otimização da estrutura das ferramentas, escolha de materiais adequados e tecnologias de fabrico, e outras medidas, deve-se tentar reduzir os custos e encurtar o ciclo de fabrico, sob a condição de garantir a qualidade e o desempenho das ferramentas, para melhorar a competitividade no mercado das ferramentas.
