Časti formy nie sú také tajomné, keď ste zbúrali niekoľko nástrojov na opravu. Jadro tvorí vnútorný povrch, dutina tvorí vonkajší povrch a všetko ostatné je tu len na to, aby podopieralo tieto dva kusy alebo presúvalo veci. Ale detaily sú chaotické v závislosti od toho, čo tvarujete a ako dlho musí nástroj vydržať.
Oceľ P20 je to, čo väčšina domácich obchodov používa na všeobecné náradie. Cena okolo 5,40 USD/lb od Castle Metals, keď sme v marci 2024 objednali 1 800 libier. To je pred-kalené na 30 HRC, takže ho môžete obrábať bez tepelného spracovania, čo šetrí týždne oproti plánu. Pre stredne-veľkú základňu formy možno 18" x 24" hľadáte 400 až 500 libier ocele len na jadro a bloky dutín.
H13 stojí viac a obrába pomalšie, ale získate lepšiu odolnosť proti opotrebovaniu. Používame ho iba vtedy, keď zákazník používa sklenené-materiály alebo chce životnosť cyklu viac ako 200 000. Tvrdosť po tepelnom spracovaní je okolo 50 HRC oproti 30 pre P20, čo znamená tvrdokovové nástroje a pomalšie posuvy. EDM sa stáva nevyhnutným pre všetky jemné funkcie, pretože kalenú oceľ nemôžete frézovať efektívne.
Vyhadzovacie kolíky sa zdajú jednoduché, kým nie sú
Štandardné okrúhle vyhadzovacie kolíky od spoločnosti Progressive Components stoja asi 8 až 12 USD v závislosti od priemeru. Problém nie je v nákladoch, ale v tom, aby spoľahlivo fungovali desiatky tisíc cyklov bez zadretia vo vývrte.
Minulý rok sme vyrobili nástroj na obloženie automobilového interiéru - 32 vyhadzovacie kolíky, pretože diel mal zložitú geometriu. Po 8 000 cykloch sa prerušovane zadieralo šesť kolíkov. Roztrhol formu a našiel zadretie na čapových hriadeľoch, kde prechádzali cez vyhadzovaciu dosku. Konečný výstup bol 32 Ra, keď to malo byť 16 Ra alebo lepšie. To je na nás, že sme to nezachytili pri preberaní plesní.
Opravili ste to potiahnutím všetkých kolíkov, vyleštením otvorov na 12 Ra a nainštalovaním nitridovaných kolíkov. Nitridované kolíky stoja asi 14 USD za kus oproti 9 USD za štandard, ale tvrdosť povrchu vyskočí na 65 HRC. Nástroj vykonal ďalších 40 000 cyklov, kým sme nezaznamenali nejaké problémy.
Vyhadzovače čepelí sú odlišné -, namiesto použitia guľatého materiálu vyrábate EDM vlastným tvarom. Trvá to večnosť a podľa toho aj náklady. Vytvorili sme súpravu krytu batérie, ktorá trvala 2 100 USD za čas obrábania, zatiaľ čo okrúhle kolíky by boli celkovo možno 400 USD. Ale okrúhle kolíky by nefungovali s hlbokými rebrami v tejto časti.
Na chladiacich kanáloch záleží oveľa viac, ako si ľudia myslia
Čas cyklu je v podstate riadený tým, ako rýchlo dokážete súčiastku ochladiť. Merali sme to na polypropylénovom puzdre s hrúbkou steny - 8 mm, teplotou formy 180 stupňov F. S chladiacimi vedeniami s priemerom 3/8" vzdialenými 1,2" od povrchu dutiny bol čas chladenia 38 sekúnd. Riadky boli posunuté na vzdialenosť 0,7" a skrátili sa na 26 sekúnd.
Toto 12-sekundové zníženie neznie ako veľa, kým nespustíte 500 000 dielov ročne. Ušetrí vám približne 1 660 hodín tlače ročne, čo pri znížení výrobných nákladov 65 USD/hodinu predstavuje viac ako 100 000 USD. Prepracovanie chladiacej linky však zvýšilo náklady na nástroj len o 3 500 dolárov.
Konformné chladenie pomocou 3D tlačených vložiek do foriem môže skrátiť čas chladenia o ďalších 20-30 %, ale platíte 95 – 115 USD za kubický palec vytlačeného materiálu. Urobili sme analýzu nákladov na formu lekárskeho zariadenia - tlačená vložka mala stáť 18 000 USD oproti 4 000 USD za konvenčné vŕtané chladenie. Návratnosť bola 14 mesiacov pri ich objeme výroby, takže to prešli ďalej.
Iná vec sú jednotky na reguláciu teploty. Lacné z Číny stoja 1 800 USD-2 500 a majú strašnú teplotnú stabilitu – namerali sme odchýlku ±8 stupňov F na jednej jednotke. Jednotky Thermal Care bežia 6 500 – 9 000 USD, ale majú ± 1 stupeň F. V prípade technických živíc, kde záleží na presnosti teploty formy, sa oplatí zaplatiť.
Prietok chladiacimi kanálmi musí dosiahnuť turbulentné prúdenie - Reynoldsovo číslo nad 4000 alebo tak. Testovali sme to s rôznymi čerpadlami na nástroji - pri 2 GPM cez 3/8" vedenia, prietok bol laminárny a chladenie bolo nasávané. Zvýšili sme ho na 5 GPM a teploty sa vyrovnali. Prechod na 8 GPM nepomohlo oveľa viac, len plytvanie kapacitou čerpadla.
Typy brán a neporiadok, ktorý spôsobujú
Okrajové brány zanechávajú viditeľnú stopu, ktorú je potrebné orezať. Jednoduché opracovanie, ale platíte niekomu za manuálne orezávanie dielov alebo nastavovanie orezávacieho prípravku. Pre priemyselné diely to nikoho nezaujíma, pre spotrebné výrobky je to neprijateľné.
Brány ponorky sa počas vyhadzovania odstrihnú, takže nie je potrebné žiadne manuálne orezávanie. Kanál brány sa tuneluje pod povrchom dielu pri ponore 5-7 stupňov. Keď je uhol ponoru nesprávny alebo je priemer brány predimenzovaný, brána nestrihá čisto a v mieste brány sa trhá materiál.
Keby sa to stalo na časti kozmetického puzdra -, brána bola špecifikovaná na priemer 0,060", ale bola obrobená na 0,072", pretože niekto nesprávne prečítal výkres. Časti vyšli s hrubými jazvami brány, ktoré nespĺňali špecifikácie vzhľadu. Trvalo nám celý deň, kým sme prepracovali oblasť brány a testovali zábery, kým sme boli späť v špecifikácii.
Horúce žľaby úplne eliminujú odpad z bežcov, no vy míňate 18 000 ${5}}30 000 $ na systém rozvodov pre 4-dutinový nástroj. Údržba je stála - upchávajú sa trysky, zlyhávajú termočlánky, horiace pásy. Máme rozpočet 1 500 – 2 500 USD ročne na opravy horúcich vtokov na stredne zložitých nástrojoch.
Niektoré materiály sa vôbec nerozbehnú. Raz sme vyskúšali spustiť PVC v horúcom kanáli - hrozný nápad. Materiál sa pri zvýšených teplotách degraduje a dochádza k odplynovaniu HCl, ktoré všetko koroduje. Nakoniec sa to zmenilo späť na studený vtok napriek plytvaniu materiálom.
Ventilové vrátka vám poskytujú presné ovládanie, ale každá zostava ventilového čapu stojí 1 800 $-2 400. Na 8-dutinový nástroj, ktorý stojí takmer 20 000 USD len v hardvéri brány, a navyše potrebujete hydraulické alebo pneumatické ovládanie. Má zmysel len pre špičkové-aplikácie, kde je rozhodujúca kozmetika brány a konzistentnosť záberu.
Vedľajšie akcie zlyhávajú v predvídateľných vzorcoch
Uhlové kolíky sťahujú posúvače späť, keď sa forma otvára. Štandardný uhol je o 18 stupňov od vertikály - strmší a máte nadmerné bočné zaťaženie, je plytšie a kolík musí byť príliš dlhý. Používame rozsah 15-20 stupňov v závislosti od priestorových obmedzení.
Kolíky zlyhajú tam, kde sa priemer zmení -, napríklad z 0,500" na 0,375" priemeru. Ostrý prechodový polomer vytvára koncentráciu napätia a po 25 000-40 000 cykloch sa objaví únavové praskanie. Zlyhala dávka uhlových kolíkov pri 32 000 cykloch na nylonovom nástroji plnenom sklom. Zmenil sa polomer prechodu z 0,020" na 0,080" a kolíky nitridovali, čím sa to vyriešilo.
Opotrebiteľné platne pod sklíčkami je potrebné vymeniť každých približne 60 000 cyklov. Bronzový-plnený PTFE je štandardný materiál - stojí približne 45 – 65 USD za tanier v závislosti od veľkosti od Misumi. Výmena trvá možno 90 minút, ak ste navrhli tak, aby boli použiteľné. Niektoré nástroje majú opotrebiteľné platne zakopané tam, kde potrebujete 4 hodiny odtrhnutia, aby ste sa k nim dostali. Zlý dizajn.
Hydraulické ťahy jadra úplne preskočia uhlový kolík - hydraulický valec iba zatlačí jadro dovnútra a von. Oveľa väčšia flexibilita v smere ovládania a môžete použiť väčšie jadrá. Valec stojí 1 400 - 2 200 USD v závislosti od veľkosti otvoru a dĺžky zdvihu. Väčšina formovacích strojov má pomocnú hydrauliku, ktorá môže poháňať 2-3 jadrá, okrem toho potrebujete externú napájaciu jednotku.
Odvzdušňovanie sa ignoruje, kým nebudete mať stopy po popálení
Zachytený vzduch sa počas vstrekovania stlačí a zahreje sa na 700-800 stupňov F, čím sa plast spáli a zanechajú čierne stopy. Štandardné vetracie otvory sú na deliacej línii hlboké 0,0008-0,0012 palca – dostatočne hlboké na vzduch, ale príliš plytké na to, aby nimi mohol preletieť plast.
V praxi sa prieduchy upchávajú uvoľnením plesní a degradovanou živicou. Čistíte ich týždenne mosadznými kefami alebo otryskaním guľôčkami. Trvá to asi 30 minút na jednu formu, ak sú vetracie otvory prístupné, dlhšie, ak sú zakopané v nejakom komplikovanom uzatváracom priestore.
Porézne odvzdušňovacie zátky stoja za kus 95 – 140 dolárov, ale fungujú oveľa lepšie ako opracované otvory na úzkych miestach. Spekaný kov je porézny v mierke 25-30 mikrónov, takže plyn uniká, ale plast nemôže preniknúť. Dávame ich do hlbokých oblastí rebier alebo zložitej geometrie, kde bežné vetranie nefunguje.
Niektorí stavitelia teraz používajú laserovú abláciu na mikro{0}}odvzdušnenie - kanálov popálenín s hĺbkou 0,0003 – 0,0006 palca, ktoré sú menej náchylné na blikanie. Sami sme to neskúšali, pretože nemáme laserové zariadenie. Pravdepodobne bude potrebné vykonávať leteckú alebo lekársku prácu, aby sa táto investícia ospravedlnila.
Keď vám lacné komponenty ničia deň
Raz som si zakúpil zľavnené vratné kolíky vyhadzovača, aby ste ušetrili 180 dolárov na zostave nástroja. Piny merali 36 HRC namiesto špecifikovaného minima 48 HRC. Po 4 200 cykloch hlavy kolíkov vyskočili a zasekli sa vo vyhadzovacej doske. Pleseň úplne zamknutá.
Musel som všetko zbúrať, vymeniť všetkých šesť vratných kolíkov za jednotky správnej tvrdosti a vyčistiť poškodené otvory vyhadzovacej platne. Prišiel o tri dni výroby a spálil 1 800 dolárov za núdzové opravy. To sa stane, keď zlacníte komponenty v hodnote 30 dolárov.
Vodiace kolíky a puzdrá riadia zarovnanie formy. Štandardná vôľa je 0,0007-0,0010" pre plynulú prevádzku bez sklonu. Pre nástroje s abrazívnymi materiálmi špecifikujeme vodiace kolíky s diamantovým{5}}poťahom od DME za 135 USD za kus – vydržia možno 6-8 krát dlhšie ako nepotiahnuté kolíky.
Vtokové puzdrá od Strack alebo Hasco stoja 80 USD-120 každé v závislosti od polomeru špičky a priemeru brány. Záleží na polomere, kde sa vtok stretáva s dýzou – je príliš ostrý a dochádza k koncentrácii napätia a prípadnému praskaniu. Používame minimálne polomer 0,500 "na nástrojoch so studenými vtokmi, väčší pre rozvody horúcich vtokov.
Vkladanie lišty sa komplikuje
Kovové vložky potrebujú presné umiestnenie - aj 0,015" nesúososť môže spôsobiť problémy s rozmermi. Pružinové-polohovacie kolíky držia vložku pri základnom povrchu počas zatvárania formy. Každý kolík stojí približne 25 – 40 USD od Misumi alebo Fibro, čo je celkom štandardný komponent.
Udržanie vložky závisí od mechanického zaistenia. Vrúbkovanie na valcových mosadzných vložkách zlepšuje vyťahovaciu silu o 35-40% v porovnaní s hladkými vložkami na základe testovania, ktoré sme vykonali v nylone 6/6. Diamantové vrúbkovanie funguje lepšie ako priame vrúbkovanie, pretože získate väčšiu plochu.
Urobili sme projekt overmold, kde prvý výstrel ABS potreboval 5 hodín atmosférickej expozície pred druhým výstrelom TPE. Niečo o stabilizácii rozmerov pred prelisovaním - inžinier to nevysvetlil skvele, ale práve to odporučil dodávateľ živice. Znamenalo to, že sme potrebovali skladové zásoby a priestor v regáloch, čo komplikovalo plánovanie výroby.
Formy s dvomi{0}}výstrelmi sa vyhnú problémom so zásobami tým, že urobia oba výstrely v jednom cykle. Forma sa otáča alebo indexuje medzi stanicami. Náklady na nástroje však vyskočili na 45 000 - 65 000 USD oproti 12 000 - 18 000 USD za sekvenčné lisovanie. Má zmysel len pri skutočne vysokých hlasitostiach.
Prečo majú hliníkové nástroje stále svoje miesto
Obrábanie hliníka je 4x rýchlejšie ako nástrojová oceľ. Dutina, ktorej frézovanie v H13 trvá 28 hodín, trvá v hliníku QC-10 možno 7 hodín. Pri sadzbe 90 $/hodinu v obchode sú to vážne peniaze.
Problémom je životnosť nástroja - hliník je vhodný na 8 000 – 12 000 cyklov v závislosti od živice a podmienok. Dobré pre prototypovanie alebo mostové nástroje, ale nemôžete spustiť objemy výroby. Hliník QC-10 stojí približne 9,50 USD/lb oproti 5,40 USD za oceľ P20, takže materiálové náklady sú vyššie, ale úspory na obrábaní ich viac než kompenzujú.
Niektorí stavitelia používajú hliníkové dutiny s oceľovými jadrami a vložkami brán. Urobili sme to pri sérii 35 000 dielov -, ušetrili sme približne 6 500 USD v nákladoch na nástroje v porovnaní s celkovou-ocelovou konštrukciou. Hliníková dutina sa opotrebovala okolo 32 000 cyklov a potrebovala menšie leštenie, ale prežila.
Kirksite je ešte lacnejší ako hliník, ale nikdy som ho nevidel použiť na skutočné vstrekovanie. Možno pre aplikácie s nízkym-tlakom, ale nie pre štandardné vstrekovanie.
Navrhované doplnenie na koniec článku
Ak získavate zdrojeČasti vstrekovaniaa chcete sa vyhnúť bolestiam hlavy, o ktorých sme tu hovorili, nájdite obchod, ktorý skutočne rozumie základom nástrojov. Lacné cenové ponuky nič neznamenajú, keď forma zlyhá pri 15 000 cykloch, pretože niekto použil súčiastky na odpadky alebo vynechal správne odvzdušnenie.