Hvad end du skal konstruere en maskindel eller et andet teknisk emne, kommer du næppe udenom at forholde dig til hvilken tolerance, emnet skal have.
Hvis du er teknisk designer eller konstruktør, er du måske vant til at arbejde med tolerancer.
Men ved du, hvad skal du være opmærksom på, når du ønsker at opnå en bestemt tolerance for emner i plast?
Læs med herunder og dyk ned i de 5 afgørende faktorer, der påvirker tolerancerne for plast – og som du skal være opmærksom på, allerede i konstruktionsfasen.
5 oversete faktorer, der påvirker tolerancerne for plastemner
Materialet, konstruktionen, produktionsprocessen samt det miljø, som emnet skal være i, spiller alle ind i forhold til tolerancer på plast og plastemner - og ofte har flere faktorer betydning på samme tid.
Vi har kogt de mest afgørende faktorer ned til de følgende 5, som du skal være opmærksom på, når du designer et emne i plast:
- Faktor 1: Driftsmiljøet
- Faktor 2: Emnets størrelse kontra basis-materialet
- Faktor 3: Formatet på plastemnet
- Faktor 4: Overfladeruheden
- Faktor 5: Produktionsprocessen
Faktor 1: Driftsmiljøet
Som konstruktør skal du tænke brugen og driftsmiljøet af plastemnet ind, når du definerer tolerancerne for en konstruktion i plast.
Det miljø, som plastemnet skal være i, har nemlig afgørende betydning for tolerancen på emnet.
Vi har set adskillige eksempler, hvor emner er konstrueret med for store eller for snævre tolerancer, fordi driftsmiljøet ikke var taget med i betragtning.
Fugt og temperaturer giver de største udsving.
Udvidelseskoefficienten pga. driftsmiljøet er den enkeltstående største årsag til, at det kan være svært at opnå en fast tolerance i plast.
Lad os tage et tandhjul af PA (nylon) som eksempel.
PA er en af de plast, som har det største fugtoptag, og en maskindel i PA vil derfor udvide sig i et fugtigt miljø.
Når du designer et tandhjul i PA, som skal være i et fugtigt miljø, skal du derfor indregne dette i designet, f.eks. ved at lave plads til den udvidelse af emnet, som der kan opstå i det fugtige miljø.
Hvis du ikke indregner plastens fugtoptag i designet, kan du risikere at tandhjulet i PA låser sig fast i en maskine, da materialet vil udvide sig med tiden i et fugtigt miljø.
Udover at konstruere emnet mindre eller vælge en anden plast til tandhjulet, kan du også få fremstillet emnet af en PA med et tilsætningsstof, som mindsker fugtoptaget og dermed stabiliserer tolerancen – selv i et fugtigt miljø.
Ligesom fugt kan driftstemperaturen i miljøet også bevirke, at plasten udvider sig.
Faktor 2: Emnets størrelse kontra basis-materialet
Det er nærliggende at tro, at plasttypen er den mest afgørende faktor for tolerancerne.
F.eks. skulle man tro, at en POM-plast, som er et hårdt materiale, er nemmere at lave snævre tolerancer i end en blødere PEHD-plast.
Men helt så enkelt er det ikke.
Tolerancerne på dit emne kan variere, alt efter hvilket plastmateriale det er produceret i, men faktisk betyder det ofte mere, hvor meget af basis-materialet skal fjernes for at lave emnet.
Dette skyldes, at plasten i form af en stang eller en plade, indeholder spændinger, som ligger i midten af plaststangen eller plastpladen.
Så jo mere af stangen eller pladen der skal fjernes for at producere dit emne, desto flere spændinger kan der opstå i emnet.
Lad os give et eksempel:
Eksempel nr. 1:
Der skal drejes et plastemne med en diameter på 70 mm ud af en stang med en diameter på 100 mm. 30 mm materiale fjernes fra stangen.
Eksempel nr. 2:
Der skal drejes et plastemne med en diameter på 90 mm ud af den stang med en diameter på 100 mm – 10 mm materiale fjernes fra stangen.
Ved drejning af emnet i eksempel 1 vil der blive frigivet flere spændinger i stangen, da vi her fjerner mere materiale og dermed kommer tættere på midten af stangen.
Ergo vil det være nemmere at opnå snævre tolerancer i eksempel 2, hvor vi ikke fjerner så meget materiale som i eksempel 1.
Så det er i høj grad, hvor meget der skal fjernes fra basis-materialet, som har betydning for hvilke tolerancer, der kan opnås - specielt ved ekstruderet plast, hvor molekylerne ligger på langs.
Faktor 3: Formatet på plastemnet
Selve formatet – altså formen på plastemnet – har også betydning for, hvilke tolerancer der kan opnås.
Her kan du se et eksempel på en plade, som måler 50 x 200 x 1000 mm. Spændingerne er markeret i kernen af pladen.
Fjerner man en del af pladens midte for at lave en profil, som i eksemplet herunder, kan det frigive spændingerne og dermed gøre det svært at opnå snævre tolerancer.
Også asymmetri kan ændre på tolerancerne. Hvis emnet er asymmetrisk, og der derfor er fjernet mere af materialet på dele af emnet, kan dette også frigive spændinger, som kan resultere i at emnet krummer.
Det kan også være svært at opretholde snævre tolerancer på meget lange, hule emner, som drejes.
Alternativt kan man vælge et emnerør, som er hult før bearbejdningen, til denne type emner. Dog findes emnerør kun med bestemte diametre. Kontakt os for mere info om specifikke størrelser.
Faktor 4: Overfladeruheden
Udover miljø, materiale og format har overfladeruheden på emnet også betydning for, hvilken tolerance du kan opnå.
For at opnå en bestemt tolerance skal overfladeruheden matche.
Jo snævrere tolerance, desto finere overflade er nødvendig.
Overfladeruhed måles i Ra. Jo højere Ra-værdi, desto grovere overflade.
Med en Ra på 1,85 vil man f.eks. kunne lave en snæver tolerance, mens en Ra på 8,18 vil øge tolerancen.
Faktor 5: Produktionsprocessen
Den sidste af de 5 faktorer, der påvirker tolerancen er, hvordan emnet produceres.
Med mere end 30 års erfaring med produktion i plast, kan vi løse de fleste udfordringer, der påvirkes af denne faktor.
For at opnå snævre tolerancer ved emner, der skal fremstilles ved CNC-drejning, kan vi indlægge hviletid mellem skrub- og sletbearbejdning. Det giver tid til, at nogle af spændingerne i plasten kan udløses. Når vi f.eks. har drejet et emne af en PEHD-stang, kan vi lade emnet hvile. På den måde kan spændingerne udløses, inden vi tjekker den endelige tolerance.
Ved drejning anvender vi også forskellige drejehastigheder afhængig af den ønskede tolerance.
Ved CNC-fræsede emner kan vi bruge forskellige værktøjer for at opnå forskellige tolerancer.
Bonustip: Gå efter den størst mulige tolerance
Hænger du stadig på? Så får du her et ekstra tip til, når du skal vælge tolerance:
Gå efter den størst mulige tolerance, og opnå besparelser på produktionen af emnet.
Fordi: Jo snævrere en tolerance er, jo længere tid tager et emne at fremstille.
Det er dermed som tommelfingerregel dyrere at fremstille et emne med en meget snæver tolerance.
Selvfølgelig skal dit emne have så tilpas en snæver tolerance, at det kan opfylde sit formål.
Men hvis du går efter den størst mulige tolerance, kan du altså få fremstillet dit emne så effektivt, hurtigt og dermed også ofte til den bedst mulige pris.
Eksempel nr. 1:
En akrylplade med en tolerance på +/- 3 mm kan saves ud. Det er hurtigt og billigt.
Skal samme akrylplade have en tolerance på +/- 0,2 mm, skal pladen laserskæres eller fræses ud.
Laserskæring og fræsning er begge processer, som vil tage længere tid end savning, og derfor vil det i dette tilfælde tage længere tid at opnå den snævre tolerance.
Eksempel nr. 2:
Et drejet emne i den tekniske plast POM (eller en hvilken som helst anden teknisk plast) kan også laves med større eller mindre tolerancer.
I det tilfælde er en snæver tolerance mere tidskrævende at lave, da emnet skal drejes langsommere i drejebænken for at opnå en fin overflade og en snæver tolerance.
Dermed er et drejet emne - som hovedregel - dyrere at fremstille med en snæver tolerance end med en mindre snæver tolerance.
Vil du vide mere om tolerancer på plast?
Fik du ikke svar på dit spørgsmål om tolerancer?
Eller vil du vide mere om tolerancerne på netop din næste konstruktion?
Så hører vi gerne fra dig.
Spørgsmål og svar om tolerancer for plast
Tolerancer angiver, hvor meget et mål må afvige fra det angivne mål.
Eller kort sagt: Hvor meget et mål må svinge.
Tolerancer angives ofte som +/- et bestemt mål, f.eks. +/- 1 mm, som betyder, at et emne må være 1 mm større eller 1 mm mindre end det angivne mål.
Eksempel nr. 1:
En akrylplade på 100 x 150 mm skal have en tolerance på +/- 1 mm.
Det betyder, at pladen må afvige 1 mm på hver led, altså svinge mellem 99 og 101 mm x 149 og 151 mm.
Eksempel nr. 2:
En drejet maskindel i POM-plast med en diameter på 50 mm skal have en tolerance på +/- 1 mm.
Denne maskindel må altså have en diameter fra 49 mm og op til en diameter på 51 mm.
Typisk produceres plastemner, som f.eks. en maskindel, efter en standardtolerance.
Så medmindre du laver en specifik aftale med din leverandør, vil tolerancerne på de plastdele, du bestiller, være inden for den pågældende standard.
Når du bestiller et plastemne hos Induflex, overholder det som standard Dansk Standard ISO 2768-1 (medium). Vi måler tolerancerne ved stuetemperatur, omkring 21 °C.
Vi kan selvfølgelig aftale en anden tolerance, hvis du ønsker.
Se eksempler på de plastløsninger, vi fremstiller til vores kunder
