В пластике конструкция детали и процесс неразделимы. Одну и ту же деталь можно спроектировать десятком способов, но только часть решений даст предсказуемую усадку, устойчивую геометрию, нормальный съём и повторяемый цикл без «лотереи» по партиям.
Ошибки, заложенные на проектировании, почти всегда проявляются позже в виде типовых проблем литья: утяжины, коробление, трещины, нестабильные размеры, следы разъёма и выталкивателей в видимой зоне. На производстве это превращается в доработки формы, удлинение цикла и рост брака.
Правильная подготовка детали к литью - это набор конкретных инженерных решений: равномерная толщина, корректные рёбра и бобышки, достаточные уклоны под текстуру, продуманная линия разъёма и места технологических следов, а также ранняя фиксация материала и критичных размеров. Ниже - практическая структура DFM-работы и правила, которые дают эффект на большинстве изделий.
DFM проверка
Во время проектирования изделий из пластмасс обычно делают DFM-проверку - оценивают заполнение, охлаждение и выброс, а также заранее снимают риски дефектов. По сути это «проверка производимости», которая связывает геометрию детали с тем, как она будет отливаться и стабильно выходить из формы на серии.
DFM полезно вести не общими фразами, а через контрольные узлы: толщина стенки, переходы по массе, рёбра и бобышки, уклоны и текстуры, линия разъёма, расположение литника и толкателей, а также зоны, критичные для сборки. Такой разбор обычно снижает число итераций уже на этапе оснастки.
Толщина стенки
Самое практичное правило для литья - держать толщину стенки максимально равномерной и избегать резких утолщений. Толстые участки остывают дольше, повышают риск утяжин и локальной деформации и часто удлиняют цикл. Равномерная стенка упрощает и заполнение, и охлаждение, и прогноз усадки.
Если утолщение неизбежно (например, в узле крепления), переходы делают плавными: ступеньки по массе почти всегда становятся источником усадочных дефектов и напряжений. В таких местах заранее определяют, какие поверхности функционально критичны, чтобы в случае необходимости корректировать конструкцию, а не «лечить» дефект режимом.
Рёбра и бобышки
Рёбра жёсткости обычно эффективнее, чем попытка «набрать прочность» сплошной толщиной. Но у рёбер и бобышек есть типовой риск: они формируют локальные массивные зоны у основания, из-за чего на противоположной стороне появляются утяжины.
По отраслевым рекомендациям толщина ребра у основания обычно составляет около 0,5-0,67 от номинальной толщины стенки, а высоту ребра стараются не разгонять выше примерно 2-2,5T. Для бобышек часто рекомендуют избегать «полной массы» и делать их так, чтобы эффективная толщина в зоне примыкания была порядка 60% от стенки, с выборкой материала внутри. Эти пропорции снижают риск утяжин и делают охлаждение более равномерным.
На практике это означает простую вещь: жёсткость выгоднее набирать геометрией (сетка рёбер, радиусы, грамотные связи), а не массой. Это улучшает и качество, и экономику цикла.
Уклоны и текстуры
Недостаточный уклон - одна из частых причин проблем со съёмом: деталь «прилипает», появляется царапание поверхности, деформация при выбросе или приходится повышать усилия/температуры, что ухудшает повторяемость. Величина уклона зависит от материала, глубины стенки, конфигурации и особенно от фактуры/текстуры поверхности: чем «агрессивнее» текстура, тем больше уклон требуется для стабильного съёма.
В качестве ориентиров в проектировании часто закладывают уклоны порядка 1,5-2° для типовых глубин, а затем уточняют их под конкретную текстуру и возможности формы. Важно решать вопрос уклонов рано: добавление уклонов после согласования внешнего вида и размеров часто приводит к переделке геометрии.
Линия разъёма и следы технологии
Следы разъёма, толкателей и литника нужно «проектировать», а не «принимать как получится». Для видимых деталей заранее выделяют зоны A/B и скрытые зоны, чтобы линия разъёма, точки впрыска и следы выталкивания не попадали на лицевые поверхности и функциональные сопряжения.
Здесь полезен простой принцип: то, что нельзя спрятать геометрией, нужно заранее перевести в требования - где допустимы следы, какой уровень поверхности считается нормой, какие дефекты бракуются. Примеры типовых изделий и подходов к серийному производству можно посмотреть на https://engcam.ru/ и использовать как ориентир для формализации требований по зонам и качеству поверхности.
Материал и усадка
Усадка и деформации зависят от типа полимера, наполнителей и ориентации потока. Для ряда материалов усадка по направлению течения и поперёк может отличаться, что напрямую влияет на коробление и «уход» размеров. Добавление наполнителя (например, стекловолокна) меняет картину усадки и может усилить анизотропию, если направление потока и конструкция детали этому способствуют.
Практическое следствие простое: материал лучше фиксировать до изготовления оснастки. Если потенциально возможна замена (например, из-за доступности сырья), это закладывают в требования и план испытаний заранее, чтобы потом не «ловить» размеры доработками формы.
Сборка и функциональные элементы
Защёлки, резьбы, посадки, направляющие, места под закладные и сварку (ультразвук/вибрация) нужно рассматривать как часть технологии. Эти элементы чувствительны к усадке, остаточным напряжениям и точности формы. Если их «добавить в конце», часто выясняется, что деталь либо плохо собирается, либо быстро теряет ресурс.
Поэтому в DFM-проверке полезно отдельно фиксировать функциональные размеры и условия проверки в узле: что считается нормой при сборке, какой допустим люфт/усилие, какие зоны нельзя деформировать при выбросе и постоперациях.
Как фиксировать результат
Чтобы проект не «рассыпался» между конструктором, изготовителем формы и производством, результат проектирования лучше закреплять набором артефактов: согласованные требования, протокол DFM-решений, перечень критичных размеров с методикой измерения, требования к поверхности по зонам и принятые допущения по материалу и усадке.
Когда эти вещи оформлены, изготовление оснастки и запуск серии идут по понятной траектории: производству проще удерживать режим, а заказчику - принимать партии без разночтений, потому что «норма» описана измеримо и одинаково понимается всеми участниками.
Итог
Подготовить деталь к производству - значит спроектировать её так, чтобы процесс литья был предсказуемым. Равномерная толщина стенки и корректная геометрия рёбер/бобышек снижают утяжины и коробление; достаточные уклоны под фактуру обеспечивают стабильный съём; заранее продуманные линия разъёма, следы толкателей и литник защищают внешний вид и функциональные поверхности.
Если дополнительно зафиксировать материал, критичные размеры и требования к поверхности, проект становится управляемым: меньше итераций, меньше доработок оснастки и выше шанс сразу выйти на повторяемую серию с понятным качеством.
▲свернуть
