Україна, м. Тернопіль, вул. Подільська, 46, 096-22-99-290 (Viber)
Статті

ПІДГОТОВКА ПРОЦЕСУ ЛИТТЯ ПЛАСТМАСОВИХ ДЕТАЛЕЙ ПІД ТИСКОМ

26.01.2018

Правильно сконструйована прес-форма – це вже півшляху до успіху.

 

Виготовлення ідеальної деталі починається із виробництва прес-форми. Конструювання форми зазвичай забирає багато часу і вимагає великої точності. Процес її виробництва вимагає нерідко великих коштів, тому саме від правильності креслення і точності виготовлення прес-форми в більшості й залежить успіх всього проекту. В той же час, якщо метою проекту є виготовлення великої кількості деталей з високим ступенем точності, сам процес виробництва стає ще більш комплексним і складним.

     

 

ВИБІР ПЛАСТМАСИ ДЛЯ ФОРМИ

 

Механічна обробка та процес лиття залежить від типу пластику, який застосовують для виготовлення деталі. Пластмаси, які є аморфними, менш вільно протікають і, як правило, стискаються менше, ніж кристалічні або напівкристалічні пластики, що забезпечують кращу прохідність, але більшу усадку матеріалу. Саме тому багато проектів реалізовуються із застосуванням технічних композитів/полімерів, які дають кращий розплав і меншу усадку. Зазвичай виробники пластиків зазначають інформацію щодо усадки матеріалу та температуру плавлення та рекомендацій щодо швидкості розплаву.

 

ОБРОБКА ВІДПОВІДНО ДО СТАНДАРТІВ

 

Усадка полімерів впливає на дизайн/креслення та на механічну обробку прес-форм. Гніздо прес-форми повинне ідеально вміщувати/забезпечувати усадку тієї кількості матеріалу, який виникне при литті деталі. Використовуючи сучасні програмні продукти CAD конструктори зазвичай проектують форму з гніздами більшими, ніж деталь, яку отримують на виході. Розмір збільшеного допуску залежить від особливостей полімерів/пластмас, з який виливається деталь. Інколи таку усадку можна корегувати, регулюючи подачу матеріалу та підтримуючи відповідний його рівень в прес-формі. Важливо зазначити, що будь-які пластики та полімери мають властивість стискатися при охолодженні, навіть після того, як деталь уже знята з форми. Деформація процесу лиття може відбутися, якщо виникають скачки в температурі, тиску, швидкості потоку рідини/матеріалу, при неправильному розміщенні виходів чи вентиляційних отворів-продувів в прес-формі.

 

ТОЧНА КОНСТРУКТОРСЬКА РОБОТА ЯК ГАРАНТІЯ ВИСОКОЇ ЯКОСТІ

 

Прецизійні деталі за своєю суттю повинні точно відповідати стандартам не лише по параметрах гнізд прес-форми, але й по застосуванню комплектуючих, застосування яких було прораховане при проектуванні форми. Входи і виходи повинні розташовуватися таким чином, щоб забезпечувати належний прохід/потік матеріалу та відповідний тиск. Розмір входів/виходів теж є важливим елементом. Входи повинні бути достатньо великими, щоб забезпечувати належну подачу матеріалу не збільшуючи при цьому час виробництва (цикл). Якщо входи/входи будуть замалими подача матеріалу може бути не достатньою для повного заповнення гнізда прес-форми або ж може спровокувати виникнення інших дефектів в деталі. Проектування прес-форми повинно передбачити також відповідні продуви/вентиляцію. Вентиляційні отвори дозволяють повітрю, яке вивільняється при плавленні полімерів/пластмаси, вийти з прес-форми. Аналогічно до ситуації з виходами, правильне розташування вентиляційних отворів відіграють важливу роль в забезпеченні якості процесу лиття та виготовлення деталі. Завеликі отвори можуть призвести до витоку матеріалу та спровокувати інші проблеми. Отвори, які замалі не дозволяють вивільняти ту масу повітря та газу, яке накопичилося в прес-формі. Такі залишки газу можуть спровокувати неправильне заповнення форми матеріалом та інші дефекти. Газ може загорітися і залишати сліди обгорання.

 

ПРАВИЛЬНА СИСТЕМА ОХОЛОДЖЕННЯ – КЛЮЧОВИЙ МОМЕНТ

 

Ефективна система охолодження є важливим елементом забезпечення високої якості прес-форми. Форма повинна підтримувати постійну температуру, щоб уникнути усадки матеріалу і деформації деталі, мінімізувавши водночас тимчасові цикли та максимально збільшити випуск продукції. Поєднання описаних елементів досягається завдяки правильному проектуванню системи охолодження.

 

ВИШТОВХУВАННЯ ДЕТАЛІ

 

Фінальним кроком в процесі лиття є відокремлення деталі від прес-форми. При проектуванні ежекторної системи враховується геометрія деталі, тип полімерів та особливості обробки форми. Розміщення виштовхуючих елементів, тип механізму викиду та цикли часу повинні бути розрахованими із великою точністю для уникнення дефектів у отриманій деталі. Такого результату, як правило, досягають за рахунок серії правильно розміщених виштовхувачів, розмір і положення яких визначаються за формою, розміром і товщиною стінки деталі.

 

ВИГОТОВЛЕННЯ ПРОТОТИПІВ – ПІДВИЩУЄ ЯКІСТЬ ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА

 

Уникнення неточностей при виготовленні прес-форми та непотрібності переробки форми дозволяє компанії в довгостроковій перспективі економити час та гроші. Такий крок є необхідним і вимагає детального і точного креслення форми, підбору полімерів/пластмаси та налаштування відповідних параметрів (виставлення температури та регулювання потоку/подачі матеріалу в форму). У разі виникнення проблем із якістю виготовлення деталі, команда розробників повторно тестуватиме зразки до досягнення чіткої відповідності стандартам, визначаючи причинно-наслідкові зв’язки появи дефектів.

 

Виготовлення високоякісної перс-форми є довгостроковою інвестицією. Нижче розглянемо чинники, які впливають на вартість прес-форм для лиття виробів з пластмас.

 

Вибір металу – основа якісного виробництва прес-форми

 

Чим більш недосвідченим гравцем на ринку лиття виробів з пластмас є компанія, тим більша вірогідність того, що для виготовлення прес-форм вона використовуватиме алюміній. Такий матеріал – є ідеальним за умови, що форма не буде використовуватися в довгостроковій перспективі. Однак, якщо проект/план виготовлення деталей передбачає використання прес-форми протягом довгого періоду часу (протягом кількох років), то вартість ремонту та заміни прес-форми з алюмінію в кінцевому результаті буде коштувати більше, ніж форми з іншого матеріалу. Високоточні прес-форми виготовляють зазвичай із загартованої сталі. Порівняно з алюмінієм, сталь витримує більший тиск під час усього циклу виробництва та дозволяє дотримуватися наближених до ідеалу допусків.

 

Кількість місць/гнізд в прес-формі

 

Говорячи про кількість місць в прес-формі, зрозуміло, що чим менша їх кількість, тим менше часу витрачатиметься на обробку/шліфування самої форми, чим відповідно знизить вартість виконаної роботи. Водночас, досвідчені виробники прес-форм зазвичай збільшують кількість гнізд з метою підвищення рівня продуктивності наступного лиття деталей. В загальному, більшість виробників прес-форм рекомендують виготовляти одномісну прес-форму для лиття деталі, а ніж створювати багатогніздну прес-форму. Багатогніздні форми виготовляють з кількома місцями/отворами для комплектуючих. За допомогою таких форм, як правило, виробляють більш низькоякісні деталі, а сам процес викликає більше простоїв через проблеми з технічним обслуговуванням.

 

Блоки як основа прес-форми

 

Блок прес-форми зазвичай містить в собі гнізда прес-форм, сопла та комплектуючі. Вартість блоку оцінюється на основі даних щодо розміру самого блоку, сталі, з якої він виготовлений, та складності виготовлення за технічними характеристиками замовника. Більшість блоків приходять в стандартних розмірах та в подальшому обробляються, щоб відповідати необхідним характеристикам.

 

Механічна обробка прес-форми

 

Усі прес-форми повинні відповідати вимогам та технічним характеристикам, які надає замовник. Підгонка під вимоги включає розташування сердечників, гнізд, ливників, охолоджуючих систем тощо. Сталь, яку використовують при виготовленні прес-форм, теж впливає на вартість самої форми. Прес-форми із загартованої сталі довше служать у використанні, але вимагають більших коштів та довшої обробки. Проте, коли така форма готова, термін її використання для виробництва/лиття деталей досить тривала.

 

Складність деталі

 

Так само як і кількість гнізд, складність самої деталі впливає на вартість виготовлення прес-форми. Це включає обробку поверхні кінцевої деталі так само, як і кількість необхідних різьб. Деталі, виготовлення яких вимагає чіткого допуску, також впливають на складність виготовлення прес-форми.

 

Деякі виробники прес-форм паралельно займаються й виготовленням деталей. Таке поєднання двох завдань: виготовлення прес-форми та саме лиття деталі дозволяє покрити витрати на виготовлення форми. Зазвичай, виробники, що надають повний комплекс послуг включають частину чи всі кошти на виготовлення прес-форми у вартість контакту. Такі виробники зможуть амортизувати вартість форми таким чином, щоб досягти маржі (отримати прибуток), забезпечують найнижчий рівень витрат для клієнтів.

 

Підсумовуючи, варто зазначити, що оскільки виготовлення прес-форм – є досить трудомістким, дорогим і часозатратним процесом, правильна підготовка та налагодження виробництва прес-форми є важливим процесом.

 

Джерело: Паула Хінес, The Rodon Group