Designstandarder för formgjuten massa: Välj processen först och ställ sedan in dessa 10 siffror

Ingen enhetlig internationell standard styr konstruktionsparametrar för formad massa. Det du kan hitta online är mestadels testmetoder, plus referensintervall från en branschorganisation och kapacitetssiffror publicerade av enskilda formare.

 

Den här artikeln är till för designers och konstruktionsingenjörer som ska släppa ritningar för gjuten massaförpackning. Varje parameter nedan kommer med sitt intervall, sin källa och vad som ändras när du flyttar den. Källskikten förblir separata hela tiden, så vad en växt kan hålla läses inte som vad varje växt måste hålla.

 

Börja här: Det finns inga enhetliga globala designstandarder för formgjuten massa

Det uttalandet är inte en konservativ ansvarsfriskrivning. Det är vad en standardsökning returnerar: under frasen "designstandarder" rankas inte de officiella ISO-, ASTM- och TAPPI-sidorna. Det som istället rankas är designvägledning publicerad av nordamerikanska och europeiska formare, plus föreningsmaterial.

 

Ett flitigt upprepat påstående måste klargöras. Vissa artiklar citerar ett "ISO 18601 Pulpformade produkter - allmänna krav." Den verkliga titeln är annorlunda: ISO 18601:2013 är "Förpackningar och miljön - Allmänna krav för användning av ISO-standarder inom området förpackningar och miljö," ett allmänt-principdokument i förpacknings--och-miljöserien som inte har något att göra med designparametrar för formpressad massa. Släpp det citatet var du än hittar det.

 

Varje standard som verkligen gäller här är en testmetod. Frakt-behållarens prestanda är ASTM D4169, drop ASTM D5276, dämpning ASTM D1596 och kompression ASTM D642. Där en distributionssimulering krävs, kör ISTA en 1-serie av icke-simuleringsintegritetstester, en 2-serie av partiell simulering och en 3-serie av generell simulering (ISTA testprocedurer). Ytvikten mäts med TAPPI T 410, motsvarande ISO 536; tjocklek och bulk av TAPPI T 411, motsvarande ISO 534.

 

Dessa dokument täcker hur man mäter och hur man verifierar, inte vilken väggtjocklek som ska specificeras. De svarar på hur man testar. De svarar inte vad de ska rita. Ingen av dem anger obligatoriska eller rekommenderade designvärden för gjuten massa.

Designparametrar kommer därför från tre nivåer.

 

Nivå ett: associationsreferensintervall.International Molded Fiber Association (IMFA) publicerar design- och toleranstabeller uppdelade efter typ 1, typ 2 och typ 3, den offentligt citerbara branschen-omfattande källan idag. IMFA beskriver sitt eget material som allmän teknisk information, som erbjuds som referensvärden snarare än som gränsvärden.

 

Nivå två: siffror publicerade av enskilda tillverkare.Kapacitetsintervall på en formares webbplats beskriver den ena anläggningen och tenderar att presentera den när den är som bäst. Namnge källan när du litar på dem.

 

Nivå tre: din formares processfönster.Detta är vad växten du köper från kan hålla på sina egna linjer, verktyg och fiberrecept. Din ritning måste landa här, och endast denna nivå kan skrivas in i ett kontrakt.

Att blanda nivåerna orsakar två problem. Behandla nivå två som ett industrigolv och ritningen stramar förbi det som är producerbart, så formaren antingen inte kan tillverka delen eller prissätter risken i offerten. Behandla nivå ett som obligatoriskt och du når inkommande inspektion utan något verkställbart nummer.

 

Typ 1 / Typ 2 / Typ 3: Hur designstandarder för formgjuten massa skiljer sig åt beroende på process

Ställ in processtypen först: lämna samma ritning till tre processer och väggtjocklek, tolerans och dragvinkel skiljer sig alla åt.

 

Typ 1 är processen för tjocka-väggar: fiber avsatt på en enda-form, tjocka väggar, en slät yta och en grov yta, för tung industriell dämpning och liners för stor utrustning. Typ 2 är överföringsgjutning, kallad torrpress i Kina: det våta ämnet överförs mellan två formhalvor och varmpressas-, båda sidorna är plana, typiskt arbete är vinflaskbrickor och små-apparatinsatser. Typ 3 är termoformning, kallad våtpress i Kina: hög-precisionsverktyg formar och -het pressar delen i linje, vilket ger tunna väggar, skarpa detaljer och släta ytor på båda sidor - den vanliga vägen för kosmetikabrickor och elektronikinsatser.

 

Referensintervall för de tre typerna (källa: IMFA Type 1/2/3 Design Guide, nivå ett):

Parameter	Typ 3 termoformad (våtpress)	Typ 2 transfer (torrpress)	Typ 1 tjock-vägg
Väggtjocklek	0,5–1,5 mm	2–5 mm	6–15 mm
Dragvinkel	2–12 grader	9–12 grader	9–15 grader
Dimensionell tolerans	±0,25 mm	±0,75 mm	±1,5 mm
Ribbbredd	6–10 mm	2–5 mm	6–15 mm
Formbart djup	1,5–150 mm	15–152 mm	102–457 mm
Yta	släta båda sidor, hög detalj	slät formsida	slät framsida, grov baksida

 

(IMFA Typ 1, 2 och 3 designguider)

 

Två varningar på bordet. För det första ger IMFA-texten tumsiffror bredvid millimeter, och för typ 3 stämmer inte tumvärdet med millimetervärdet inom parentes; denna artikel använder endast millimeter. För det andra är dessa intervall snarare än committed värden, så var en del faller beror också på strukturell komplexitet och verktyg.

 

En rad behöver en flagga: Typ 3-ribbbredden på 6–10 mm här är vårt eget sortiment kontra föreningens 3–6 mm. Avsnitt 9 förklarar varför.

 

Designguiden för formgjuten massa från IMFA är det som ligger närmast en delad referens här. Att välja mellan de fyra typerna behandlas ytterligare i vår artikel omgjuten massa förpackningstyper och hur man väljer; hur processen driver dessa parametrar är uppdelad ihur tillverkningsprocessen för gjuten massa fungerar.

 

Väggtjocklek: Det första numret att fixa

Väggtjocklek styr styrka, ytvikt, kostnad, torktid och stapelhöjd, så det är den första siffran som är värd att fixa.

 

IMFAs referensintervall är typ 3 vid 0,5–1,5 mm, typ 2 vid 2–5 mm och typ 1 vid 6–15 mm. Bland siffror som publiceras av tillverkare anges torrpress vanligtvis som 1,5–5,0 mm och våtpress som 0,8–1,0 mm (nivå två). Vår egen produktionsstandard är 0,8 mm för våtpress och 2,0 mm för torrpress; Såvida vi inte kommer överens om något annat, kommer citat och strukturella beräkningar från dessa två värden (nivå tre).

 

Tjockare är inte automatiskt bättre. En tyngre vägg innebär längre torktid och mer energi per del, och djupa håligheter vid en tung vägg är mer benägna att torka sprickor; den skjuter också upp den vikta stapeln, så att färre delar får plats i en behållare. Den vanliga disciplinen är att stanna vid vad som är tillräckligt: ​​uppskatta från fall- och staplingskrav, validera på ett prov och sedan dra åt.

 

Draft Angle: Det styr utsläppet och det styr stackhöjden

Dragvinkel är avsmalningen inbyggd i en sidovägg så att den formade delen kan lossna från formen. IMFA listar typ 3 vid 2–12 grader, typ 2 vid 9–12 grader och typ 1 vid 9–15 grader. Tillverkare publicerar vanligtvis antingen 3 grader –5 grader eller 5 grader –10 grader (nivå två). Vår utrustning täcker 1 grad –20 grad och produktionsdelar håller sig vanligtvis under 20 grader (nivå tre).

 

För liten vinkel och delen släpper inte: fastnar, rivs och högre skrothastighet följer. För mycket vinkel och basen dras inåt, användbar volym krymper och utrymmet för produkten krymper också.

 

Dragvinkeln är också en direkt variabel i stackhöjden: sänk den några grader och staplingshöjden klättrar snabbt, vilket tar containernedräkningen. Formeln och ett fungerat exempel finns i vår artikel omhöjdberäkning av gjuten massa.

 

Hörnradie: Gjuten massa kan inte ge ett skarpt hörn

Denna parameter har inget associationsvärde och ingen standardkälla; allt sitter på nivå två och nivå tre.

 

Bland publicerade figurer anger en tillverkare en inre radie på R större än eller lika med 12 mm och en kantradie på R större än eller lika med 3 mm, medan en annan publicerar övergångsradier på 2–5 mm med precisionsverktyg som når 0,5 mm. Vår standardpraxis är en inre radie på inte mindre än 3 mm, och precisions våta-pressdelar kan nå 1,5 mm (nivå tre).

 

Radier finns av en fysisk anledning: fiber packas inte in i ett skarpt hörn, så hörnet blir tunt, torkspänningen koncentreras där och sprickor börjar. Lämna ett skarpt hörn på en ritning så rundar formaren vanligtvis den och skickar revideringen tillbaka, en rundresa du inte planerat för.

 

Dimensionell tolerans: Be inte om formsprutning-

IMFA:s referensvärden är typ 3 ±0,25 mm, typ 2 ±0,75 mm och typ 1 ±1,5 mm. Det är storleken en fiber-formningsprocess når; formsprutning fungerar i ±0,05 mm till ±0,1 mm band, en annan skala.

 

Två egenskaper gör tolerans omtvistad. Det varierar med mätplatsen, så samma del svänger olika från en funktion till en annan, och den varierar med fukthalten, eftersom massan rör sig när den tar upp eller avger fukt och en dimension som uppmätts på fabriken kanske inte matchar en vid destinationen.

 

Täck inte en ritning med toleranser. Ange endast de mått som faktiskt passar - den yttre profilen mot en innerkartongvägg, en slitsbredd mot produkten - och lämna resten till allmänna toleranser. Monteringsavståndet måste också vara lösare än i en formsprutad design-.

 

För att kontrollera en tolerans som en leverantör anger, mät tjocklek med TAPPI T 411 / ISO 534 och ytvikt med TAPPI T 410 / ISO 536.

 

Krympning: Lämna numret till formaren, håll det på agendan

 

IMFA-ordlistan definierar relevanta termer, krympningstillägg (verktyg) och krympprocent (produkt), utan att ange värden. Publicerade litteraturrapporter mätte medelvärden på cirka 5,71 % i dragriktningen och cirka 4,7 % förändring i kavitetshöjd, båda från ett enda experiment, så

behandla dem endast som referens för-storleksordning-.

 

För en designer är den praktiska slutsatsen enkel: beräkna inte krympning i ritningen själv. Kompensation hör hemma på verktyget, inte på din ritning; magnituden går till några procent och värdet beror på fibertyp, mäldkonsistens och torkkurva, vilket bara formaren känner till.

 

Fortsätt med en antydan: verktygsdimensioner är inte deldimensioner, så där en kritisk dimension inte kan flyttas, prov och mät innan du godkänner produktionsverktyg.

 

Bildande djup: Läs det absoluta värdet, sedan bildförhållandet

IMFA ger absolut djup: Typ 3 når 1,5–150 mm, typ 2 15–152 mm och typ 1 102–457 mm. Den andra sidan av en djupgräns är förhållandet djup-till-bredd. Tumregler för förhållande-typ är vanliga i leverantörslitteraturen - höjd till omkrets högst 5, eller ett enskilt formningsdjup på högst 90 mm - och dessa tillhör nivå två snarare än associationsdata.

 

Djupa kaviteter är svåra av konsekventa skäl: ojämn fiberavsättning i botten, variabel väggtjocklek, långsam torkning, hårt släpp. När ett djupt hålrum verkligen krävs hjälper tre rutter vanligtvis till att - öka dragvinkeln för att underlätta frigöringen, dela upp djupet över en struktur i två-delar eller flytta delen till en tjock-väggprocess.

 

Revben: Handelsväggtjocklek för styvhet

Att höja väggtjockleken är det dyra sättet att få böjstyvhet. Revben är det billigare sättet.

 

IMFAs referensribbor är typ 3 vid 3–6 mm, typ 2 vid 2–5 mm och typ 1 vid 6–15 mm. Vårt eget produktionsområde av typ 3 är 6–10 mm, bredare än associationsreferensen, och anledningen är strukturell: på en tunn-väggdel ger en smal ribba lite styvhet, så ribban behöver löpa över 6 mm innan den bidrar mycket (lag tre). Ribbhöjd som en multipel av väggtjocklek har ingen publicerad källa och tillhör nivå tre, så bekräfta det mot processen.

 

En bieffekt är värd att planera runt: ett revben lämnar en fördjupning på baksidan. Lägg revben på en synlig yta av en kosmetisk del och både tryck och märkning påverkas. Vår artikel omtryckta presentförpackningar i formpressad massatäcker den avvägningen-.

 

Öppningar och bildskärmen

Massa bildas under vakuum på en skärmad form, så silgeometrin sätter den nedre gränsen. En akademisk granskning sätter formningsskärmen på ungefär 50 μm tråddiameter och ungefär 50 μm öppning, ca 200 mesh, jämförd med TAPPI T 205 (en sakkunnig-recension av tillverkning av gjuten massa). Tillverkare publicerar formklara öppningar på 0,15–0,25 mm, tråddiameter runt 0,15 mm och 40–65 mesh (nivå två).

 

Minsta hålstorlek på en färdig del har ingen enskild publicerad källa. Två praktiska punkter håller: runda hål är lättare att forma än formade hål, och avståndet mellan hålen och mellan ett hål och delkanten måste vara generöst, eller fiberbryggor över öppningen och kanten är för svag.

 

En skillnad spelar roll när det gäller kostnad: hål som bildas i formen och hål som skärs ut efter formning skiljer sig i precision och enhetskostnad.

 

Grammatik och densitet: Citat körs på vikt, ritningar körs på tjocklek

Denna konvertering är där köp tappar tråden: de två sidorna fungerar i olika enheter.

 

För densitet ger det amerikanska federala registret en typisk fiberdensitet större än 0,5 g/cm³ för termoformad formad fiber (USA:s federala register). För vikt ger IMFA fibervikt per styck: Typ 3 på 11–45 g, Typ 2 på 14–454 g och Typ 1 på 170–2 721 g.

 

Ytvikten i g/m² har ingen direkt associationskälla och kan endast härledas från densitet gånger tjocklek: vid 0,5 g/cm³ och 1,0 mm, ungefär 500 g/m².

 

Offerter är prissatta efter vikt medan ritningar är dimensionerade i tjocklek, så passa in kedjan "tjocklek × area × densitet=vikt" med formverktyget innan du beställer; på en stor del, 0,2 mm tjocklek flyttar både styckevikt och total fraktvikt.

 

Yta: Slät ansikte eller skärmyta, specificerat på ritningen

Våtpress (Typ 3) ger släta ytor på båda sidor med skarpa detaljer, som passar kosmetiska delar och tryckta ytor. Torrpressning (typ 2) ger en platt form-sidoyta. Tjock vägg (Typ 1) ger en slät framsida och en grov baksida. En torr-pressdel har vanligtvis ett skärmmönster på 40–60 mesh på ena sidan och en fiberyta på den andra.

 

Ytjämnhet mätt som Ra har ingen standardkälla. En tillverkares vitpapper ger Ra 10–15 μm för standarddelar med låg-densitet och Ra 2,3–6 μm för detaljer med hög-precision; de är-interna testdata snarare än en branschsiffra. För kosmetiska delar är den mer användbara vägen att godkänna en fysisk provyta snarare än att skriva ett Ra-värde på ritningen.

 

Vilken yta som pekar utåt och vilken yta som ska tryckas ska anges på ritningen. Missa den raden och en hel körning kan komma tillbaka för omarbetning. Vår artikel omgjutna massa kosmetiska presentförpackningartäcker krav på landningsyta.

Efter ritningen: Verifiera med testmetoder, inte parametertabeller

Parametertabeller svarar på om en detalj kan tillverkas; verifiering svarar på om den överlever distribution. De två vilar inte på samma bevis.

 

Frakt-behållarprestanda är ASTM D4169, drop är ASTM D5276, dämpning är ASTM D1596 och komprimering är ASTM D642. Där en kanal specificerar en distributionssimulering är programmet ISTA 1A, 2A eller 3A. Släpp- och dämpningskriterier för godkänd/underkänd genomarbetas i sin helhet i vår artikel omgjuten massa vinflaska insats dropptestning.

 

Dessa standarder föreskriver hur testet ska köras. De ställer inte in passnivån, som tillhör dig och din kanal: ingen produktskada efter ett fall på 1 meter på var och en av sex ansikten, till exempel. Skriv in kriteriet i specifikationen och acceptans har mindre utrymme att argumentera.

 

En checklista att bekräfta med din formare innan du släpper ritningar

Flera artiklar behöver fortfarande överenskommas innan verktyget börjar. Designstandarder för formgjuten massa täcker inte dem, och när de lämnat papper förvandlas de till tvister.

1. Processtyp.Fixa typ 1, 2 eller 3 från tabellen ovan.
2. Kritiska parningsmått och toleranser.Ring bara de få som faktiskt parar sig.
3. Ytkrav.Vilket ansikte är utåt, om det kommer att skrivas ut, om ett skärmmönster är acceptabelt.
4. Fiberråvara och efterlevnad.För kontakt med livsmedel, FDA 21 CFR 176.170 och 176.180; för EU-marknaden, (EG) 1935/2004 och (EG) 2023/2006. Ett förtydligande: RoHS och REACH är kemikalierestriktioner, inte förpackningscertifieringar, och att lista dem som förpackningscertifieringar är felaktig.
5. Olje- och vattenbeständighet.Båda är funktioner som erhålls av tillsatser snarare än egenskaper hos massan själv, och de ändrar återvinningsbarheten.
6. Verifieringskriterier.Ta dem från testmetoderna och klara nivåerna ovan.

 

En designguide för formgjuten massa kommer inte att berätta vilka av dessa din formare kan möta, så fråga direkt.

 

Vid certifiering måste en punkt anges. WEILAI Environmental Packaging Co., Ltd. innehar för närvarande inte BPI, OK Compost eller EN 13432 komposterbarhetscertifiering. Om ditt projekt behöver certifiering, höj det vid offertstadiet, så kommer vi att tillhandahålla certifikatnummer plus en bläcköverensstämmelsedeklaration per SKU som du kan kontrollera, istället för att du ska hitta ett saknat certifikat efter listningen. Vår produkt- och processkapacitetssida har aktuell certifieringsstatus; de kontaktsidatar ritningar för en genomförbarhetsgranskning.

 

Vanliga frågor

Finns det enhetliga designstandarder för formgjuten massa jag kan citera?

Nej. Det som ISO, ASTM och TAPPI publicerar här är testmetoder som talar om hur du mäter snarare än vad du ska rita.

 

Varför anger två formare olika parametrar för en ritning?

Processtyp, verktygsprecision, fiberrecept och torkningsförhållanden skiljer sig alla åt mellan anläggningar och parametrar bär processen med sig. Jämför inom en processtyp.

 

Kan toleransen nå ±0,1 mm?

På en våt-pressdel kan en enstaka enkel dimension landa där, men det är inte rutinmässig förmåga; IMFA:s typ 3-referens är ±0,25 mm. Att markera ±0,1 mm över en ritning tenderar att höja offerten och sänka avkastningen.

 

Är det tillräckligt att designa efter IMFA-sortimentet?

Nej, publicerade designstandarder för formgjuten massa ger referensvärden per processtyp; en specifik del beror fortfarande på strukturell komplexitet och verktyg. Använd intervallen för en genomförbarhetsavläsning, bekräfta sedan slutvärdena med formaren.

 

Vilka dimensioner ska jag ange?

Kritiska passningsdimensioner, ytterprofildimensioner, ytorientering och hålpositioner; lämna resten till allmänna toleranser. En fylligare ritning ger inspektionen mer att bråka om.

 

Nästa steg

Skicka produktdimensioner, uppskattad årlig volym och målmarknad, så kan vi köra ett första genomförbarhetspass: en rekommenderad processtyp och väggtjockleksintervall från tabellerna ovan, sedan en verktygsplan och ett enhetsprisintervall. Ritningen behöver inte vara färdig - yttermåtten på produkten räcker.

Inget av detta ligger inom publicerade standarder för formgjuten massadesign: sortimenten orienterar dig och samtalet med din formare förbinder dig.

 

Kontakta nu

 

 

Eller bara lämna idén till oss.Varje formgjuten massadesigner på WEILAI Environmental Packaging Co., Ltd. har mer än sex års designerfarenhet. Vi ställer dina krav mot funktion, enhetskostnad, delvolym, dämpningsprestanda och utseende, väger dem mot vad processen faktiskt kan innehålla och återkommer med en design som du kan skriva av på - ritningar, verktygsplan och ett kostnadsfört enhetspris i ett paket.