Kritische Designrichtlinien für Urethanguss

Als Produktionsmethode steht der Urethanguss in starkem Kontrast zu den harten Werkzeugen des Spritzgusses. Während das Spritzgießen teure und mühsame Werkzeuge erfordert, werden beim Urethanguss flexible Silikonformen verwendet, die es den Herstellern ermöglichen, qualitativ hochwertige Endverbraucherteile mit weitaus kürzeren Vorlaufzeiten und zu geringeren Kosten herzustellen. Aus diesem Grund wird das Verfahren häufig für Brückenwerkzeuge, Kleinserien, Rapid Prototyping, die Herstellung von Verbindungen und die Herstellung von Teilen mit feinen Details (z. B. erhabenen Schriftzügen) verwendet.

Der Urethan-Gussbauprozess umfasst zunächst die Erstellung eines Urmusters – im Wesentlichen eine (oft 3D-gedruckte) Nachbildung des endgültigen Teils. Das Muster wird dann vollständig in flüssiges Silikon eingeschlossen und aushärten gelassen. Die Form wird in Hälften geschnitten und das Muster entfernt. Von dort aus kann der Vorgang mit dem richtigen Urethan-Gießharz wiederholt werden.

Polyurethan-Gießmaterialien sind in der Lage, Leistungsmerkmale zu bieten, die mit den beim Spritzgießen verwendeten Thermoplasten vergleichbar – wenn nicht sogar überlegen – sind. Wie bei anderen Produktionsmethoden erfordert der Prozess des Gießens hochwertiger Teile, die alle Leistungsanforderungen erfüllen, jedoch auch, dass Produktteams die Best Practices für Design for Manufacturing (DFM) befolgen. Hier sind einige der wichtigsten Richtlinien, die Produktteams beachten sollten:

Toleranzen

Ein gewisses Maß an Abweichungen ist bei der Herstellung unvermeidlich (obwohl Teams sich bemühen sollten, so viele Variablen wie möglich zu berücksichtigen), und Toleranzen sind das akzeptable Maß an Maßabweichungen zwischen einzelnen Einheiten. Gegossene Urethan-Toleranzen liegen typischerweise bei etwa ± 0,015 Zoll oder ± 0,003 pro Zoll, je nachdem, welcher Wert größer ist. Engere Toleranzen können von Fall zu Fall angeboten werden.

Im Allgemeinen ist eine Schrumpfrate von +0,15 % typisch. Dies wird durch die Wärmeausdehnung des Urethan-Gussmaterials und die Erwärmung der flexiblen Silikonform als Reaktion darauf verursacht.

Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass Urethan-Gussteile zwar gut nachbearbeitet werden können (obwohl zusätzliche Prozesse wie Polieren oder kundenspezifische Endbearbeitung die Produktionskosten schnell in die Höhe treiben können), einige Designmerkmale wie scharfe Ecken oder Beschriftungen jedoch leicht abgerundet sein können des Abkühlprozesses, was sich auf die Definition feinerer Details auswirkt. Allerdings ist es möglich, dem Mastermuster ein Finish hinzuzufügen, das ein SPI-Finish oder eine SPI-Textur nachahmt. Sie können Urethan-Gussteile auch so lackieren, dass sie Pantone-Farben entsprechen, und bestimmte Farben und Pigmente können auch direkt zu den Gussmaterialien hinzugefügt werden.

Wandstärke

Teile, die mit Urethanguss hergestellt werden, sollten eine Mindestwandstärke von 0,040 Zoll (1 mm) haben, obwohl für einige kleine Komponenten Wände von bis zu 0,020 Zoll (0,5 mm) erreicht werden können. Größere Teile erfordern im Allgemeinen dickere Wände, um die strukturelle Integrität des Teils zu gewährleisten.

Urethanguss ermöglicht zwar Teile mit unterschiedlichen Wandstärken oder unregelmäßigen Geometrien, aber die Konstruktion von Teilen als solche sollte nur dann erfolgen, wenn dies unbedingt erforderlich ist. Die Beibehaltung einer konstanten Dicke trägt dazu bei, das Potenzial für unsachgemäße Schrumpfung und Verformung während des Aushärtungsprozesses zu minimieren.

Hinterschneidungen und Formschrägen

Während Hinterschneidungen das Spritzgussdesign schnell erschweren können, ermöglicht die Flexibilität der Silikonformen, die beim Urethanguss verwendet werden, normalerweise, dass Teile leicht und ohne Beschädigung entfernt werden können.

Dasselbe gilt für Formschrägen:Sie sind eine Notwendigkeit zum Auswerfen von Teilen aus Metallformen, aber weniger wichtig für Urethan-Gussteile. Das Einbeziehen von 3-5 Grad Formschräge in das Teiledesign kann jedoch die Belastung Ihrer Form erheblich reduzieren und ihre Lebensdauer verlängern.

Rippen

Rippen erhöhen die Stabilität und Stärke, aber es ist wichtig sicherzustellen, dass sie so ausgerichtet sind, dass die Biegesteifigkeit der Wände, die sie tragen, maximiert wird. Als allgemeine Faustregel gilt, dass die Höhe der Rippe nicht mehr als das Dreifache ihrer Breite betragen sollte und die Breite der Rippe dort, wo sie auf die Teilwand trifft, zwischen 40 und 60 % der Wandstärke betragen sollte. Um die Festigkeit der Rippe zu maximieren, sollten schließlich alle Innenecken einen Rundungsradius von mindestens 25 % der Wandstärke des Teils haben.

Bosse

Vorsprünge ermöglichen die Befestigung von sicheren Passteilen durch die Verwendung von Schrauben, Stiften und anderen Befestigungselementen. Wie bei den Rippen sollte der Basisradius etwa 25 % der Wandstärke des Teils betragen, was in diesem Fall den zusätzlichen Vorteil hat, dass das Befestigungselement nicht brennt, wenn es in die Nabe eingesetzt wird.

Innere Bossenecken sollten einen Verrundungsradius von 1,5 mm (0,060 Zoll) haben, um die Dicke zu minimieren und die Wahrscheinlichkeit von Einfallstellen zu verringern. Sicherzustellen, dass die Vorsprünge nicht mehr als 60 % der Nennwandstärke ausmachen, trägt ebenfalls dazu bei, die Schwindung zu minimieren.

Nutzen Sie noch heute die Vorteile des Urethangusses

Die Vorteile des Urethangusses – kurze Vorlaufzeiten, niedrige Kosten sowie Design- und Materialflexibilität, um nur einige zu nennen – zahlen sich nur dann wirklich aus, wenn Sie sich an die Best Practices für Design und Fertigung halten. Das bedeutet, auf Variablen wie Urethan-Gussmaterialeigenschaften, allgemeine Toleranzen für Gummiteile und alles dazwischen zu achten – was ohne die Hilfe eines erfahrenen Fertigungspartners schnell kompliziert wird.

Fast Radius ist eine On-Demand-Fertigungsplattform mit nachweislicher Erfahrung in der Herstellung von Prototypen und Endverbraucherteilen von unübertroffener Qualität durch Urethanguss. Mit unserem agilen Ansatz können wir die Vorlaufzeiten erheblich verkürzen und die betriebliche Effizienz für Produktteams aller Formen und Größen steigern.

Unser Geschäft basiert nicht nur auf der Herstellung hochwertiger Teile – wir arbeiten auch unermüdlich daran, sicherzustellen, dass unsere Produktionsprozesse so effizient wie möglich sind, auch wenn dies bedeutet, dass wir eine Kombination von Techniken anwenden müssen, um die Arbeit zu erledigen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr zu erfahren.