1. Apakah Acuan Sisipan?
Sisipan ialah barang yang dibenamkan dalam plastik, seperti logam, kaca, kayu, gentian, kertas, getah atau komponen plastik yang telah dibentuk terlebih dahulu. Logam ialah bahan sisipan yang paling biasa. Acuan sisipan ialah proses di mana sisipan terlebih dahulu dipasang pada kedudukan yang sesuai di dalam acuan suntikan. Plastik kemudian disuntik ke dalam acuan. Selepas acuan dibuka, plastik yang telah disejukkan dan dipejalkan akan membungkus sisipan tersebut, menghasilkan bahagian yang mengandungi ciri-ciri seperti benang atau elektrod.
Dalam acuan sisipan, sisipan boleh diletakkan di dalam acuan dalam dua cara:
1) Penempatan manual
yang meningkatkan masa kitaran pengacuan suntikan dengan ketara dan sesuai untuk pengeluaran kecil atau produk dengan struktur kompleks;
2) Penempatan automatik
yang mana lebih baik untuk pengeluaran besar-besaran, membantu mengurangkan ralat manusia, meningkatkan kecekapan, memendekkan masa kitaran dan meningkatkan kebolehpercayaan produk.
2. Kelebihan dan Kekurangan Acuan Sisipan 2.1 Kelebihan Acuan Sisipan
1) Menggabungkan kebolehbentukan dan keanjalan plastik dengan ketegaran, kekuatan dan rintangan haba logam memungkinkan untuk mengeluarkan produk logam-plastik yang teguh, rumit dan bersepadu sambil mengurangkan saiz dan berat produk.
2) Menggabungkan penebat elektrik plastik dengan kekonduksian elektrik logam membolehkan bahagian yang dibentuk memenuhi keperluan fungsi asas produk elektrik. Ia juga boleh memenuhi keperluan khas seperti kekonduksian magnet, rintangan haus dan pengikatan.
3) Menambah sisipan logam pada plastik boleh meningkatkan kekuatan bahagian plastik.
4) Acuan sisipan menyediakan fleksibiliti reka bentuk yang lebih besar dan mewujudkan kemungkinan baharu untuk menggabungkan plastik, logam dan komponen lain.
5) Ia boleh menghapuskan proses sekunder seperti pemancangan haba, kimpalan dan pemakuan rivet, yang berpotensi mengurangkan masa dan kos pemasangan.
6) Sisipan tidak terhad kepada logam; ia juga mungkin termasuk fabrik, kertas, wayar, plastik, kaca, kayu, gegelung, komponen elektrik dan bahagian plastik yang dibentuk.
7) Bagi bahagian yang dibentuk tegar dan bahagian melengkung fleksibel pada kepingan pengedap getah, membentuk bahagian-bahagian tersebut menjadi produk bersepadu boleh menghapuskan tugas rumit untuk menyusun cincin pengedap dan memudahkan pemasangan automatik berikutnya.
8) Oleh kerana plastik cair terikat dengan sisipan logam, ruang di sekeliling sisipan logam boleh direka bentuk lebih kecil berbanding kaedah pemadanan tekan, sekali gus meningkatkan kebolehpercayaan produk dan menjadikan produk lebih berkemungkinan lulus ujian getaran.
9) Dengan bahan plastik dan keadaan pengacuan yang sesuai, bahagian yang mudah berubah bentuk atau rosak, seperti kaca, gegelung dan komponen elektrik, boleh dimeteraikan dan diikat dengan plastik.
10) Dengan reka bentuk acuan yang sesuai, sisipan boleh dibungkus sepenuhnya dalam plastik.
11) Dengan menggabungkan mesin pengacuan suntikan menegak dengan robot dan peranti penyusun sisipan, kebanyakan operasi pengacuan sisipan boleh diautomasikan.
2.2 Kelemahan Acuan Sisipan
1) Penempatan sisipan sering menjadikan struktur acuan lebih kompleks, memanjangkan kitaran pengacuan, meningkatkan kos pembuatan dan menjadikan automasi lebih sukar.
2) Oleh kerana pekali pengembangan haba sisipan dan plastik berbeza, tegasan baki mungkin terbentuk dalam produk siap dan menyebabkan keretakan. Isu ini amat ketara apabila memasukkan nat ke dalam acuan.
3) Perbezaan pengembangan haba antara sisipan dan plastik juga boleh menyebabkan produk melengkung atau berubah bentuk.
4) Sisipan, terutamanya sisipan nat, selalunya perlu dipanaskan terlebih dahulu atau dikeringkan untuk mengurangkan tegasan baki.
5) Sisipan mesti dipasang dengan kukuh di dalam acuan; jika tidak, hentaman bahan cair boleh menyebabkannya beralih atau berubah bentuk.
6) Jika kecacatan berlaku semasa pengacuan sisipan—contohnya, pengacuan tidak lengkap, sisipan yang hilang atau kedudukan sisipan yang salah—keseluruhan produk mungkin perlu dikikis, mengakibatkan kerugian yang ketara.
7) Acuan sisipan menjadikan kitar semula dan pelupusan produk lebih sukar.
3. Aplikasi Pengacuan Sisipan
Acuan sisipan digunakan secara meluas dalam industri seperti automotif, perubatan, elektronik dan penyambung.
4. Garis Panduan Reka Bentuk untuk Pengacuan Sisipan
Apabila mereka bentuk untuk pengacuan sisipan, ciri-ciri proses mesti dipertimbangkan sepenuhnya dan reka bentuk hendaklah mengikut prinsip Reka Bentuk untuk Pembuatan (DFM).
Garis panduan tersebut termasuk:
1) Pemilihan bahan sisipan. Kuprum, aluminium, keluli, bahagian plastik keras yang berbeza, seramik, kaca dan plastik semuanya boleh digunakan sebagai bahan sisipan. Loyang biasanya digunakan kerana ia tahan kakisan, mudah dimesin dan berharga sederhana.
2) Masukkan bentuk. Gunakan bentuk bulat atau simetri paksi di mana sahaja yang mungkin. Elakkan sudut tajam dan sudut lancip untuk menggalakkan pengecutan seragam dan mencegah tegasan setempat atau kepekatan tegasan.
3) Gunakan prinsip DFM pada sisipan itu sendiri. Sisipan logam dihasilkan melalui pemesinan atau pengecapan, jadi geometrinya mestilah sesuai untuk proses pembuatan.
▲ Reka bentuk DFM sisipan itu sendiri
4) Untuk memudahkan penempatan dan kedudukan dalam acuan, bahagian sisipan yang menonjol (bahagian yang terletak di dalam acuan) hendaklah berbentuk silinder, kerana lubang bulat lebih mudah dimesin dalam acuan.
▲ Reka bentuk bahagian sisipan yang menonjol
5) Sisipan hendaklah merangkumi bahu pengedap atau ciri-ciri serupa untuk mengelakkan plastik daripada berkelip semasa pengacuan suntikan.
▲ Reka bentuk bahu sisipan
6) Untuk mengelakkan plastik di bawah sisipan daripada menjadi terlalu nipis dan membentuk tanda sinki beralun yang menjejaskan penampilan dan kekuatan, jarak minimum T dari bahagian bawah sisipan ke dinding plastik hendaklah T > D/6.
▲ Jarak antara sisipan dan permukaan bawah
Jika jaraknya terlalu kecil, reka bentuk yang ditunjukkan di bawah boleh digunakan.
▲ Mengekalkan ketebalan dinding yang seragam
7) Jarak antara sisipan dan dinding sisi produk tidak boleh terlalu kecil, supaya acuan mengekalkan kekuatan yang mencukupi.
▲ Jarak antara sisipan dan dinding sisi
8) Apabila sisipan diletakkan di dalam bos, ia hendaklah memanjang ke bahagian bawah bos (sambil mengekalkan ketebalan bawah minimum) untuk memastikan ikatan yang kukuh dan kekuatan yang mencukupi dalam badan plastik. Bulatkan kepala sisipan.
▲ Masukkan bos
9) Sisipan silinder kecil boleh ditambat di dalam badan plastik menggunakan slot tengah atau knurling berlian pada permukaannya. Alur knurl hendaklah sedalam 1–2 mm.
▲ Memasang sisipan silinder kecil
10) Sisipan berbentuk plat atau kepingan boleh diikat menggunakan lubang atau tingkap. Untuk sisipan nipis (tebal kurang daripada 0.5 mm), takuk atau lenturan disyorkan.
▲ Memasang sisipan berbentuk plat atau kepingan
11) Sisipan berbentuk rod boleh diikat dengan meratakan, menconteng, membengkokkan atau membelah hujungnya, atau dengan meratakan bahagian tengah rod bulat.
▲ Memasang sisipan berbentuk rod (hujung yang cacat)
▲ Memasang sisipan tiub (bahagian tengah yang cacat)
12) Untuk sisipan tiub yang dicap, bonjolan yang timbul boleh dibentuk semasa pengecapan untuk meningkatkan pengekalan.
▲ Memasang sisipan tiub yang dicap (bahagian tengah yang cacat)
13) Dalam penyambung, memastikan sisipan terminal dipasang dengan kukuh dalam plastik merupakan pertimbangan utama bagi jurutera reka bentuk produk. Kaedah biasa untuk meningkatkan pengekalan terminal dengan ketara termasuk:
- Menebuk lubang pada terminal yang terbenam dalam plastik
- Memberikan terminal profil yang tidak sekata
- Membengkokkan terminal
- Menambah kekasaran permukaan atau ciri-ciri yang timbul/tersembunyi pada terminal
- Meningkatkan ketebalan dinding plastik
▲ Sisipan terminal dengan lubang, profil tidak sekata dan selekoh
5. Garis Panduan Reka Bentuk untuk Sisipan Nat
Sisipan nat adalah antara jenis sisipan yang paling biasa. Sisipan nat dan bos plastiknya yang sepadan mesti direka bentuk dengan betul; jika tidak, masalah kualiti seperti daya tarik keluar yang tidak mencukupi atau keretakan bos mungkin berlaku.
5.1 Tiga Kaedah Memasang Nat
Terdapat tiga kaedah untuk memasukkan nat ke dalam bahagian plastik:
1) Kacang yang dipancang haba
Pemasangan haba merupakan kaedah pemasangan yang paling biasa dan biasanya dilakukan menggunakan mesin pemateri haba atau besi pemateri yang dikendalikan secara manual.
2) Kacang yang dibentuk dengan memasukkan
Kaedah ini memerlukan kawalan yang sangat ketat terhadap diameter lubang pada bos plastik, biasanya dalam lingkungan 0.05 mm. Nat dipegang di tempatnya oleh pin pengacuan dan diletakkan di dalam acuan suntikan, jadi diameter lubang mesti dikawal mengikut saiz pin pada mesin pengacuan suntikan.
3) Penyisipan ultrasonik
Getaran ultrasonik menghasilkan geseran antara nat dan bahan kerja, meningkatkan suhu pada antara muka. Apabila suhu mencapai suhu pelunakan bahan kerja, nat terbenam di bahagian plastik. Sebaik sahaja getaran berhenti, bahan kerja menyejuk dan memejal di bawah tekanan. Setiap kaedah mempunyai kelebihan dan kekurangan; artikel ini memberi tumpuan kepada nat yang diacukan sisipan.
5.2 Geometri Luaran Nat Sisipan
Geometri luaran nat sisipan direka bentuk khusus untuk menghasilkan saling kunci mekanikal yang kuat dengan bahan plastik. Ciri-ciri utama biasanya termasuk berlian atau knurling lurus untuk memaksimumkan rintangan anti-tork dan tarik keluar. Alur membujur atau potongan bawah sering ditambah untuk mengelakkan putaran. Panduan chamfered di bahagian bawah membolehkan penempatan yang mudah dan tepat ke dalam acuan atau lubang pra-acuan. Selain itu, bebibir atas atau kolar mengehadkan kedalaman sisipan dan menyediakan sokongan paksi. Sesetengah reka bentuk mempunyai cincin pengedap untuk mengelakkan plastik cair daripada melimpah ke dalam ulir. Ciri-ciri geometri ini bersama-sama memastikan sambungan yang sangat andal dan tahan lama.
5.3 Contoh Spesifikasi Nat Sisipan
5.4 Reka Bentuk Boss Plastik dan Pemilihan Nat
1) Dimensi asas nat dan bos plastik
- Dimensi d ialah tapak nat, juga dipanggil bahagian panduan/penempatan. Sebelum dimasukkan, ia dipasang dengan bahagian C bos plastik. Oleh itu, dimensi d di bahagian bawah nat hendaklah lebih kecil daripada diameter lubang dalam C bos plastik untuk memudahkan penentuan kedudukan.
- Dimensi D ialah diameter luar nat dan sepadan dengan diameter lubang dalam C bagi bos plastik. Bagi nat telefon bimbit, diameter lubang plastik pada amnya kira-kira 0.25–0.3 mm lebih kecil daripada diameter luar nat.
- Dimensi L ialah panjang nat dan sepadan dengan kedalaman lubang Y pada bos plastik. Lubang plastik biasanya direka bentuk 0.5–1.0 mm lebih dalam daripada panjang nat untuk menyediakan ruang untuk plastik berlebihan.
- W ialah ketebalan dinding plastik di sekeliling lubang. Ketebalan dinding bos plastik biasanya sekurang-kurangnya 0.8–1.0 mm. Nat yang lebih besar memerlukan dinding yang lebih tebal. Lihat jadual parameter di bawah.
| thread | Diameter Luar D | Panjang L | Lubang Bos Plastik | Ketebalan Dinding Plastik W | |
| Diameter C | Kedalaman Y | ||||
| M1.2 * 0.25 | 2.3 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.2 * 0.25 | 2.5 | 2.0 | 2.2 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.3 | 1.8 | 2.0 | 2.8 | 0.8 |
| 2.0 | 3.0 | ||||
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.35 | 2.0 | 2.1 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.5 | 2.0 | 2.2 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.7 | 2.0 | 2.3 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.6 * 0.35 | 2.5 | 1.8 | 2.2 | 2.8 | 1.0 |
| 2.0 | 3.0 | ||||
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.6 * 0.35 | 2.7 | 2.0 | 2.3 | 3.0 | 1.0 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.6 * 0.35 | 3.0 | 2.0 | 2.6 | 3.0 | 1.0 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.7 * 0.35 | 3.0 | 2.0 | 2.6 | 3.0 | 1.2 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.8 * 0.35 | 3.0 | 2.0 | 2.6 | 3.0 | 1.2 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
5.5 Masalah dan Penyelesaian Biasa
1) Saiz lubang yang betul pada bos plastik adalah penting. Jika lubang terlalu besar, plastik tidak akan melekatkan nat dengan secukupnya selepas dibenamkan, mengakibatkan tork dan rintangan tarik keluar yang tidak mencukupi. Jika lubang terlalu kecil, kilatan atau keretakan mungkin berlaku.
2) Jika dimensi nat dan dimensi plastik betul tetapi masalah berterusan, pertimbangkan untuk menambah baik reka bentuk.
Oleh kerana bos plastik itu cetek, penggunaan nat knurl serong berganda boleh mengakibatkan bahagian knurl yang pendek selepas dimensi nat diselaraskan. Sebaik sahaja terbenam, terlalu sedikit plastik yang akan terlibat dengan knurling, yang mengakibatkan tork dan rintangan tarik keluar yang tidak mencukupi. Oleh itu, secara amnya disyorkan agar lubang bos plastik mempunyai kedalaman sekurang-kurangnya 2.5 mm dan panjang nat sekurang-kurangnya 2.0 mm.
Penambahbaikan: Jika mengubah suai acuan adalah sukar, pertimbangkan untuk menukar corak knurl nat kepada corak BS1 serong tunggal, seperti yang ditunjukkan di sebelah kanan. Ini meningkatkan ketinggian langkah knurl dan jumlah plastik yang terlibat dengan knurling, sekali gus meningkatkan tork dan rintangan tarik keluar.
3) Berkelip atau retak di sekitar lubang pada bos plastik
Apabila gaya nat yang ditunjukkan di sebelah kiri digunakan, kawasan A1 dan A2 mengembang selepas nat terbenam dalam plastik, manakala kawasan B mengecut dengan mendadak. Ini menyukarkan plastik untuk mengalir keluar, dan kilatan boleh terbentuk di hujung atas dan bawah nat, yang menjejaskan penampilan produk dengan serius.
Penambahbaikan: Gunakan bahagian C sebagai panduan dan ciri penentuan lokasi supaya nat boleh diletakkan dengan selamat di dalam lubang plastik, meningkatkan kecekapan dan alah. Bahagian panduan di C membolehkan sebahagian plastik dialihkan dari kawasan A2 sambil meninggalkan plastik yang mencukupi untuk kawasan A1. Di samping itu, bahagian A1 dan A2 mempunyai knurl serong dengan sudut termasuk 90° dan cerun 45°. Persilangan mereka membentuk nod yang kuat yang menahan tork lilitan, meningkatkan tork dan rintangan tarik keluar dengan ketara.
