Marco Beverage 咖啡储水杯项目分析

模具制造工序CNC铣床加工,CNC车床加工,火花机加工/火花机线切割
产品制造工序: 注塑成型
模具材料: NAK80钢
工件材料: Eastman Tritan TX2001 Copolyester

关于产品

Marco Beverage公司的咖啡机系统中需要一个透明的高质量热水储杯。这个储水杯是在具备外形美观的同时还要实用。

关于客户

Marco Beverage 是一家专注于为高端酒店,企业会议室,私人住宅和其他高档场所设计高级饮水机、咖啡机和其他配件的设计公司。

透明咖啡杯
SP9咖啡储水杯

关于项目

为了Marco得到最完美的产品,我们需要满足以下的设计和工程要求:

  • 优质塑料
  • 无色透明
  • 耐高温
  • 清洁剂/洗碗机适用
  • 使用食品级塑料
  • 坚固耐用
  • 表面高光效果
咖啡储水器的注塑制作

设计的可加工性

我们对所有的项目都会先进行设计审核。在研究过产品设计后,我们发现产品结构非常复杂,这对于制造模具是相当大的挑战。针对类似这样的塑料注塑项目,我们考虑的主要是加热和冷却循环,壁厚,拔模角已经对于储水杯中间细长部分的支撑。同其他项目一样,我们的工程师通过与客户不断沟通,向客户解释并提出各种更有利于生产的修改建议。

世达团队完成此咖啡储水器

加工挑战

注塑浇注口

1. 注塑浇注口

图中黄色的锥形是注塑后留在浇注口的余料。我们需要切掉这些余料并根据底边形状修整。

加工挑战: 这块余料在一个很难切到的位置,客人非常担心在切断的过程中用力过大,令杯子的底部产生裂痕。因此,他们在杯底内部设计了一个塑料圆顶对杯子底部进行加强。

解决方案: 我们建议客人将杯底设计成平面,这样模具容易制造而且产品也更美观。为了产品底部平整易清洗,我们首先切掉锥形的大半段,余下的部分用机器加工平整。这样虽然制造工序增加了,但是产品的外观会更令人满意。

注塑件的拔模角

2. 拔模角

图中蓝色的线是模腔与模芯分开的地方,也就是分模线。

加工挑战: 型腔与型芯分开的时候,这个部分的注塑材料会黏在模具里面。

解决方案: 我们给产品设计了一个5°的拔模角,这个角度能够令模腔与模芯分开的同时满足产品的功能和外观要求。

注塑薄壁

3. 外壁较薄

产品底部有三个入水口与开模的方向成直角。

加工挑战: 入水口的外壁很薄,需要单独开模。

解决方案: 使用液压滑动抽芯。滑块在注塑后向两边移动,虽然这样会产生分模线,但是这些分模线刚好在入水口底座,因此不会对外观产生任何影响。每个模芯内部还有可伸缩的顶针,在抽出滑块后支撑入水口的外壁。注塑完成后,顶针弹回原位。

注塑件长的凸柱

4. 突出的水管

储水器内部有两个外壁很薄的管子用于热水输出。

加工挑战: 水管在分模的时候可能会因为受到拉力而损坏。

解决方案: 在模芯增加液压滑块,注塑开模之后再抽出水管。

工具制造的手工镶件

5. 手动镶件

为了配合组装,沿着储水杯外壁需要有三个小圆孔。

加工挑战: 这些特征令模具的复杂度和成本增加。如何在不增加液压滑块的情况下注塑这些孔?

解决方案: 这个特征非常适合使用手动镶件,这种镶件可以很轻易用手发、安装和取出。虽然增加了一点加工时间,却极大简化了模具的制造并控制了成本。

水冷流道

6. 水冷流道

在注塑过程中,水冷流道对控制温度起着至关重要的作用,可以防止注塑产品变形。

加工挑战: 这个模具的水冷流道是以传统方式加工出来的,这意味着流道都是直线路径。而理想的流道应该是产品曲线轮廓的形状。

解决方案: 我们在关键位置设计了多条冷流道,这种模具设计对小批量生产是合理的。但是随着世达3D金属打印的发展,我们可以将随形流道变成现实。

选择材料

在项目开始之前选择合适的材料用于生产,是一个非常重要的决定 。

加工挑战: Marco最初要求使用Solvay Veradel A-301 材料,这是一种透明的食品级塑料。但是,用模具测试之后我们发现Solvay 在长时间加热的情况下会分解。由于这个项目的注塑时间较长,外壁较薄的部分会在模具中变脆,无法满足产品要求。

解决方案: 我们的工程师发现一种更合适的材料叫做Eastman Tritex 2001 copolyester。这种塑料不仅坚固有韧性而且还耐热。这种材料比Solvay更适用于这个产品。真是个意外惊喜的发现!

咖啡储水器工件

成品

这个项目体现了产品设计师和制造工程师之间紧密的合作,共同突破产品的设计挑战,最终完成精美的成品。我们欢迎这样的挑战,也期待更多这样的合作。

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Coffee Reservoir with Plastic Injection Molded Parts

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