Ohutseinäinen valu: suunnittelu ja prosessivaatimukset

Ohutseinäinen ruiskuvalu (alle 1 mm seinämän paksuus) mahdollistaa kevyemmät osat, nopeammat jaksonajat ja materiaalisäästöt – mutta vaatii erikoistunutta suunnittelua, materiaalia ja prosessin hallintaa.

---

Mikä on ohutseinäinen ruiskuvalu?

Määritelmä:

• Absoluuttinen: Seinämän paksuus < 1,0 mm
• Suhteellinen: Virtauspituuden ja paksuuden suhde > 100:1

Esimerkkejä:

• Pakkaus: 0,4–0,8 mm seinämän paksuus, 80–150 mm virtauspituus
• Elektroniikkakotelo: 0,6–1,0 mm seinämän paksuus, 60–120 mm virtauspituus
• Lääketieteellinen teknologia: 0,5–0,9 mm seinämän paksuus, 40–100 mm virtauspituus

Miksi ohut seinämä?

• Alempi paino: 30–50 % kevyempi kuin tavallinen seinämän paksuus (2–3 mm)
• Nopeampi jaksonaika: Ohuempi seinämä = nopeampi jäähdytys = lyhyempi jaksonaika (10–30 s vs. 30–60 s)
• Materiaalisäästö: 30–50 % vähemmän materiaalia
• Kustannus: Alempi materiaalikustannus, mutta korkeampi työkalu- ja prosessikustannus

---

Suunnittelusäännöt ohutseinäiselle

1. Tasainen seinämän paksuus on kriittinen

Miksi: Paksuuden vaihtelut aiheuttavat epätasaista täyttöä ja kutistumista → painaumia, vääntymiä, sisäisiä jännityksiä.

Sääntö: Pidä seinämän paksuus ±10 %:n sisällä (esim. 0,8 ± 0,08 mm).

Katso seinämän paksuusopas siirtymiä varten.

2. Minimoi virtauspituus

Ongelma: Pidempi virtauspituus = korkeampi painehäviö = vaikeampi täyttää muotti.

Sääntö: Pidä virtauspituuden ja paksuuden suhde < 100:1 tavallisille materiaaleille, < 150:1 korkean virtauksen materiaaleille.

Ratkaisu:

• Useita ruiskutuspisteitä (kuuma kanava)
• Keskeiset ruiskutuspisteet symmetriselle täytölle
• Vältä pitkiä, kapeita osioita

3. Välit ja kiinnitysnupit

Sääntö:

• Välin paksuus: 0,4–0,6 × seinämän paksuus (esim. 0,3–0,5 mm väli 0,8 mm seinällä)
• Välin korkeus: Maks. 3 × seinämän paksuus (esim. 2,4 mm 0,8 mm seinällä)
• Kiinnitysnupit: Minimoi määrä, käytä ytimiä seinämän paksuuden pienentämiseksi

Katso välit ja kiinnitysnupit yksityiskohtia varten.

4. Kaltevuuskulmat

Sääntö: Lisää kaltevuuskulmia verrattuna tavalliseen:

• Sileä pinta: 1–2° (vs. 0,5–1° tavalliselle)
• Teksturoitu pinta: 2–3° (vs. 1–2° tavalliselle)

Katso kaltevuuskulmaopas.

5. Kulmasäteet

Sääntö:

• Sisäsäde: Vähintään 0,5 × seinämän paksuus (esim. 0,4 mm 0,8 mm seinällä)
• Ulkosäde: Vähintään 1,0 × seinämän paksuus (esim. 0,8 mm 0,8 mm seinällä)

---

Materiaalivalinta ohutseinäiselle

Korkean virtauksen materiaalit (MFI > 20 g/10min)

Materiaali	MFI (g/10min)	Seinämän paksuus	Huomautus
PP (korkea virtaus)	20–60	0,4–0,8 mm	Pakkaus, kertakäyttötuotteet
PE (LDPE, HDPE)	15–50	0,5–1,0 mm	Joustavat osat, kannet
PS (HIPS, GPPS)	10–30	0,6–1,0 mm	Läpinäkyvät tai värilliset osat
ABS (korkea virtaus)	15–35	0,7–1,0 mm	Tekniset osat, elektroniikka
PC (korkea virtaus)	20–40	0,8–1,2 mm	Läpinäkyvät tekniset osat

Vältä

• Lasikuituvahvistetut materiaalit: Kuidut tukkivat virtauksen, aiheuttavat hitsausviivoja
• Korkean viskositeetin materiaalit: Tavallinen PC, POM, PA66 (ilman korkean virtauksen modifiointia)

Katso materiaaliopas MFI-arvoja varten.

---

Prosessivaatimukset

Ruiskuvalukone

Nopeus: Vähintään 200–500 mm/s ruiskutusnopeus, usein 1000+ mm/s erittäin ohuille seinille (< 0,6 mm).

Paine: 1500–2500 bar ruiskutuspaine (vs. 800–1500 bar tavalliselle).

Tyyppi:

• Sähkökoneet: Korkea tarkkuus, nopea vaste, energiatehokkuus – paras ohutseinäiselle
• Hybridikoneet: Yhdistävät sähköisen tarkkuuden hydrauliseen voimaan
• Hydraulikoneet: Voivat olla liian hitaita ja epätarkkoja < 0,8 mm:lle

Ruiskutusjärjestelmä

Kuuma kanava (hot runner): Lähes pakollinen ohutseinäiselle.

• Pisteventtiili (valve gate) tarkkaan hallintaan
• Useita ruiskutuspisteitä lyhyelle virtauspituudelle
• Ei kylmää kanavaa (vähentää materiaalihävikkiä, nopeampi jaksonaika)

Prosessiparametrit

Parametri	Tavallinen	Ohutseinäinen	Huomautus
Sulatuslämpötila	200–280 °C	220–300 °C	Korkeampi alhaisemmalle viskositeetille
Muotin lämpötila	40–80 °C	60–100 °C	Korkeampi paremmalle virtaukselle
Ruiskutusnopeus	50–150 mm/s	200–1000+ mm/s	Paljon korkeampi
Ruiskutuspaine	800–1500 bar	1500–2500 bar	Korkeampi nopeaan täyttöön
Jälkipaine	400–800 bar	600–1200 bar	Lyhyempi aika (ohut seinämä jähmettyy nopeasti)
Jäähdytysaika	15–40 s	5–15 s	Lyhyempi (ohut seinämä jäähtyy nopeasti)

---

Yleiset ongelmat ja ratkaisut

Epätäydellinen täyttö (short shot)

Syy: Muovi jähmettyy ennen kuin muotti on täysi.

Ratkaisu:

• Lisää ruiskutusnopeutta ja -painetta
• Lisää sulatuslämpötilaa (materiaalin prosessi-ikkunan rajoissa)
• Lisää muotin lämpötilaa
• Siirrä ruiskutuspistettä lähemmäs täyttämätöntä osiota
• Pienennä virtauspituutta (useita ruiskutuspisteitä)

Sisäiset jännitykset ja halkeilu

Syy: Korkea ruiskutuspaine ja nopea jäähdytys aiheuttavat jännityksiä.

Ratkaisu:

• Pienennä jälkipainetta ja jälkipaineaikaa
• Lisää muotin lämpötilaa (hitaampi jäähdytys)
• Käytä jännitysten poistavaa lämpökäsittelyä (jälkitoimenpide)
• Valitse materiaali alhaisemmalla kutistumisella

---

Aiheeseen liittyvät oppaat

• Seinämän paksuus – yleiset suunnittelusäännöt
• Välit ja kiinnitysnupit – suunnittelu ohutseinäiselle
• Jaksonaika ja puristusvoima – prosessin optimointi

---

Suunnitteletko ohutseinäistä osaa? Lähetä CAD-tiedostosi DFM-analyysiin – arvioimme toteutettavuuden ja ehdotamme optimointeja.