Radii en afschuiningen
Bij het ontwerpen met kunststoffen is het toepassen van radii of afschuiningen op scherpe hoeken van essentieel belang voor de produceerbaarheid, maatnauwkeurigheid en belastbaarheid van onderdelen.
Functie
Bij het ontwerpen van spuitgegoten onderdelen dienen scherpe hoeken en randen altijd te worden vermeden, aangezien deze leiden tot de volgende gevolgen:
- Hoge ingesloten spanningen
- Slechte vloei-eigenschappen
- Verminderde mechanische eigenschappen
- Verhoogde gereedschapsslijtage
- Oppervlakteafwerkingsproblemen
- Door het toepassen van radii en afrondingen kunnen in plaats daarvan de volgende resultaten worden bereikt:
- Minder vervorming
- Minder stromingsweerstand en eenvoudiger vullen
- Verminderde spanningsconcentratie
- Lagere kerfgevoeligheid
- Meer gelijkmatige koeling
- Verbeterde visuele kwaliteit
Radius- en afrondingsmaatvoering
- Scherpe hoeken moeten worden afgerond met een radius tussen 25 en 60% van de nominale wanddikte. Indien het onderdeel een dragende functie heeft, wordt het hogere uiteinde aanbevolen.
- Een minimale interne hoekradius van 0,5 mm wordt geadviseerd.
- Om een uniforme wanddikte te behouden, dient de buitenradius van een hoek gelijk te zijn aan de binnenradius plus de wanddikte (zie Figuur 1).
- Alle scherpe buitenranden en ribhoeken van onderdelen dienen te worden gebroken met minimaal 0,125 mm radius.
- Voor een onderdeel met een interne hoekradius van de helft van de nominale wanddikte, is een spanningsconcentratiefactor van 1,5 een redelijke aanname (zie Figuur 2). Voor kleinere radii, bijvoorbeeld 10% van de nominale wanddikte, zal deze factor toenemen tot 3. Standaardtabellen voor spanningsconcentratiefactoren zijn beschikbaar en dienen te worden geraadpleegd bij kritische toepassingen.
Facetten
Net als een radius of afronding kan een facet worden toegepast om scherpe randen te verzachten of een geleidelijke overgang te creëren tussen twee loodrechte vlakken. Met het oog op het minimaliseren van spanningsconcentratie en het optimaliseren van vloei-eigenschappen verdient een radius de voorkeur boven een facet. Echter, een facet kan extra functionaliteit bieden, zoals het vergemakkelijken van handmatige positionering van onderdelen tijdens assemblage. Een facet kkan ook worden toegepast vanuit een esthetisch oogpunt: waar veel onderdelen afgeronde hoeken hebben, zorgt een afgeschuinde rand (chamfer) voor een onderscheidend uiterlijk. Net als bij radii heeft een uniforme wanddikte de voorkeur, dus een afschuining aan de buitenrand dient te worden herhaald aan de binnenhoek.