mould_sandwich_mould.pdf

Upload: samir-kh

Post on 01-Jun-2018

223 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/9/2019 mould_sandwich_mould.pdf

    1/5

    CAE DS  –   Mould Design 

    Sandwich moudls ‐ 1 

    Sandwich Moulds Tampere University of  Technology‐ Sanna Nykänen

    Sandwich mould (or stack mould) is a special mould design for moulding shallow, 

    small  parts  in  large  quantities  such  as  tape  cassettes.  In  this  kind  of  moulds  is 

    possible duplicate the number of parts using the same clamp forces of the injection 

    moulding machine. 

    The  opening  of  the  mould  occurs  with  the  aid  of  the  opening  of  the  injection 

    moulding machine. The assembly of the cavities (A) stayed to half of the assembly 

    of the cores (B), result of the application of the system of ratchets (see Figure 1). 

    During the mould opening and close, it’s important that the mould assembly cavi‐

    ties  do  not  leave  from  the  main  mould  guides.  For  that  we  have  to  provide  the 

    using of support  bars in the mould or in the columns of the mould. 

    The ejection of the parts can  be made  by the injection machine opening movement 

    and using harnesses. 

    Figure 1: Sandwich mould: a) mould closed  b) mould opening c) mould sections [1] 

    Introduction 

  • 8/9/2019 mould_sandwich_mould.pdf

    2/5

    CAE DS  –   Mould Design 

    Sandwich moudls ‐ 2 

    In this kind of moulds, cavities are located in two or more planes corresponding to 

    two parting lines and are filled at the same time (see Figure 2). 

    Figure 2: Main components of a sandwich mould [2]: A, B Parting lines; 1‐3 Leader 

    for  center  plate;  4a‐4b  Mould  plates;  7‐8  Cores;  9‐10  Mould  plates;  11  Leader  for 

    mould plates; 12 Leader  bushing; 15 Heater for sprue; 16 Hot manifold; 17 Sprue to 

    moulded part; 18 Mould plate, as per 9; 19‐23 Central sprue to machine as extended 

    nozzle; 24 Sprue; 27 Stripper ring; 28 Ejector pins; 29‐35 Ejector system: 39 Retainer ; 

    42 Heated nozzle; 45‐46 Interlocks. 

    moulding 

    machine 

    with 

    an 

    exceptionally 

    long 

    opening 

    stroke 

    is 

    needed. 

    An 

    increase in productivity of 100% as one might expect from doubling the number of 

    cavities cannot  be realized  because of the time needed for the  longer opening and 

    closing  strokes.  The  increase  in  productivity  is  about  80%.  The  clamping  force 

    should  be 15% higher than for a standard mould [3]. 

    The  mould  section  mounted  on  the  movable  platen  and  the  center  section  are 

    moved  in  the  direction  of  the  machine  axis  during  demoulding.  With  this,  the 

    extension is

     removed

     from

     the

     nozzle

     [4].

     The

     extension

     has

     to

      be

     sufficiently

     long

     

    that no leakage material can drop onto the leader pins and stick there during mould 

    opening. This would  impede their proper functioning [5, 6]. For this reason many 

    sandwich moulds are operated today with telescopic extensions and without nozzle 

    retraction. While the outer section on the clamping side is mounted on the movable 

    machine  platen  and  moves  positively  with  it  during  mould  opening  and  closing, 

    special  elements  are  necessary  to  guide  and  control  the  movement  of  the  center 

    section. 

    Because 

    of 

    the 

    frequently 

    large 

    size 

    of 

    the 

    moulds 

    utilizing 

    the 

    whole 

    platen area, center sections are attached to the tie  bars or are guided (see Figure 3) 

     by means of guide  bars with guide shoes [5, 6]. 

    Sandwich mould 

    components 

    Mould operation 

    28 A 2  1 B 3 

  • 8/9/2019 mould_sandwich_mould.pdf

    3/5

    CAE DS  –   Mould Design 

    Sandwich moudls ‐ 3 

    Figure 3: Sandwich mould operation (Origin: Husky publication) 

    Figure 3 also show a hot runner system for sandwich mould manifold, sprues and 

    gates moulds. The sprue is normally mounted at the level of the mould centre and 

    feeds the melt  into the middle of the hot runner manifold. From there, the melt  is 

    distributed uniformly to all cavities of  both mould daylights [4]. 

    Today  the motions are primarily produced  by  toggles or sometimes  by racks  (see 

    Figure 4). Previously systems were employed which used separate hydraulic cylin‐

    ders for moving the center section [4]. 

    a)   b)  c) 

    Figure  4:  Methods  of  moving  center  section  of  sandwich  moulds  (Origin:  Husky 

    publication)  a)  Movement  with  hydraulic  cylinder;  b)  Movement  with  toggle  c) 

    Movement with racks. 

    Toggle  and  rack control open  at  both  parting  lines smoothly and  simultaneously. 

    Toggle 

    control 

    also 

    offers 

    the 

    option 

    of 

    using, 

    within 

    certain 

    range, 

    opening 

    strakes of different  lengths. This allows  the  moulding of parts with one height  in 

    one stack and parts with a different height in the other one. The curves of the open‐

    ing  path  can  be  adjusted  within  a  wide  range  depending  on  pivotal  point  and 

    toggle geometry. At  the  same  time ejection  is actuated  by  the same elements  that 

    move the center section. Various kinds of toggle control are shown with Figure 5. 

    The rack control in Figure 6 is less rigid and permits a gentle start and  build‐up of 

    demoulding forces

      because

     of

     springs

     in

     the

     pulling

     rods

     connected

     to

     the

     crank

     

    drive [4]. 

    Design 

    Considerations 

  • 8/9/2019 mould_sandwich_mould.pdf

    4/5

    CAE DS  –   Mould Design 

    Sandwich moudls ‐ 4 

    Figure 5: Toggle mechanism for sandwich moulds (Origin: Husky publication) 

    The rack control in Figure 6 is less rigid and permits a gentle start and  build‐up of 

    demoulding  forces  because  of  springs  in  the  pulling  rods  connected  to  the  crank 

    drive. 

    Figure 6: Ejector drive for sandwich moulds (Origin: Husky publication) 

    A 4x24 level mould (96 cavities) that runs a thin wall lid (760 mm diameter) produc‐

    ing over 75,000 parts per hour at cycles close to 5 seconds is shown in Figure 7. 

    Figure 7:  Sandwich mould (Origin: Stackteck [7]) 

    Movable 

    c1amping platen  Stripper ring 

    Stripper 

    p ate 

    Stripper 

    plate 

    Rack or lever s stem 

  • 8/9/2019 mould_sandwich_mould.pdf

    5/5

    CAE DS  –   Mould Design 

    Sandwich moudls ‐ 5 

    References 

    [1] Manual do Projectista, 2004 

    [2]  Gluckau,  k.,  Wirtschaftliche  Verarbeitung  von  Duroplasten  auf  Spritzgie 

    Bmaschinen in

     Kaltkanalwerkzeugen.

     Plastverarbeiter,

     31

     (1980),

     8,

     pp.

     467

    ‐469.

     

    [3] Hotz, A., Mehr‐Etagen‐SpritzBwerkseuge. Plastverarbeiter, 29 (1978), 4, pp. 185‐

    188. 

    [4]  Menges,  G.,  Michaeli,  W.,  Mohren,  P.  ‐ How  To  Make  Injection  Molds.  3rd 

    Edition. Hanser Pulishers, 2001. 612p. ISBN 1569902828 

    [5]  Lindner,  E.,  Hartmann,  W.,  SpritzgieBwerkezeuge  in  Etagenbauweise. 

    Plastverarbeiter, 28 (1977), 7, pp. 351‐353. 

    [6]  Schwaninger,  W.,  Etagenwerkzeuge  insbesondere  als  Alternative  zum 

    Schnellaufer.  Der  SpritzgieBprozeb,  Ingenieurrwissen,  VDI‐Verlag,  Dusseldorf, 

    1979. 

    [7] http://www.stackteck.com/mold_fourlevel.asp (access in November 2007)

     

    http://www.stackteck.com/mold_fourlevel.asphttp://www.stackteck.com/mold_fourlevel.asp