Profileringen, ribben en schotten

Door profileringen in het ontwerp op te nemen kunnen vlakke oppervlakken stijver worden gemaakt in de richting van de profilering (zie Figuur 1). Ze zijn zeer efficiënt en vereisen weinig extra materiaal of verlengen de koeltijd minimaal. De extra stijfheid is het resultaat van het vergroten van de gemiddelde afstand van het materiaal tot de neutrale as van het onderdeel, d.w.z. het verhogen van het tweede traagheidsmoment.

Bij het toevoegen van ribben dienen de volgende richtlijnen voor dimensionering te worden toegepast (zie Figuur 2):

• De dikte van de rib moet ongeveer 50 tot 60% van de algemene wanddikte van het onderdeel bedragen. ExWanneer deze waarde wordt overschreden kunnen er deukvorming (sink marks) optreden aan het oppervlak tegenover de ribben. Bovendien kan het de materiaalstroom tijdens het spuitgieten negatief beïnvloeden, wat mogelijk tot lasnaden (weldlines) en holtes (voids) leidt.
• De ribhoogte mag maximaal driemaal de algemene wanddikte bedragen, aangezien diepe ribben moeilijker te vullen zijn en tijdens het uitwerpen in de matrijs kunnen blijven steken.
• Aan de zijkanten van ribben moet een lossingshoek van 1 - 1,5 graad worden toegepast. Dit betekent dat de ribben licht taps toelopen en dunner worden richting de bovenzijde. Dit vergemakkelijkt het uitwerpen van het onderdeel uit de matrijs. Bij lage ribben of in uitzonderlijke gevallen is een kleinere of zelfs geen lossingshoek acceptabel. Houd er echter rekening mee dat dit cosmetische defecten zoals schaafsporen of problemen bij het uitwerpen van het deel na molding kan veroorzaken.
• Aan de basis van de rib, waar deze samenkomt met de nominale wand, dient een radius te worden toegepast van 25 - 50% van de algemene wanddikte. Een minimale radius van 0,4 mm wordt aanbevolen. Dit voorkomt mogelijke spanningsconcentraties en verbetert de stroming en koeling rondom de rib. Wanneer de waarde van 50% wordt overschreden, ontstaat er een ophoping van materiaalmassa, wat het risico op restspanningen, holtes of deukvorming verhoogt.
• De afstand tussen twee parallelle ribben dient minimaal tweemaal de algemene wanddikte te zijn. Dit voorkomt het ontstaan van een hete, fragile mesrand in de matrijs die moeilijk te koelen is.

Bij het positioneren van ribben dienen de volgende richtlijnen te worden gevolgd (zie Figuur 3):

• Ribben worden bij voorkeur parallel aan de smeltstroom ontworpen, omdat stroming over ribben kan leiden tot een vertakte stroming met ingesloten gas of stagnatie. Deze stagnatie kan leiden tot interne spanningen en korte shots.
• Parallelle ribben dienen op een minimale afstand van tweemaal de nominale wanddikte van elkaar geplaatst te worden; dit helpt koelproblemen en het gebruik van dunne bladen in de matrijsconstructie te voorkomen.
• Ribben moeten worden georiënteerd langs de buigas om maximale stijfheid te bereiken. Bekijk het voorbeeld in Figuur 3, waarin een lange, dunne plaat eenvoudig aan de uiteinden wordt ondersteund. Wanneer ribben in de lengterichting worden toegevoegd, wordt de plaat aanzienlijk verstijfd. Indien ribben over de breedte van de plaat worden toegepast, is de stijfheidstoename beperkt.

Bij het toevoegen van ribben aan een profiel of gesloten doorsnede, hebben plaatsing en oriëntatie een grote invloed op de bereikte extra stijfheid. Dit wordt weergegeven in Figuur 4.

• • Wanneer de diagonale ribben iets uit elkaar worden geplaatst, neemt de stijfheid met 35% af.
  • Indien een korte verticale rib aan het ontwerp wordt toegevoegd, neemt de torsiestijfheid nog eens 5% extra af (zie Figuur 5).

Verstevigingsribben kunnen worden toegepast om hoeken, zijwanden en bussen te versterken. Ze kunnen worden beschouwd als een subtype van ribben, wat betekent dat de richtlijnen voor het dimensioneren en positioneren van ribben ook van toepassing zijn op verstevigingsribben (zie Figuur 6 en 7).