قطعات قالب تزریق چگونه کار می کنند؟

وقتی چند ابزار را برای تعمیر خراب کنید، قطعات قالب چندان مرموز نیستند. هسته سطح داخلی را می سازد، حفره بیرون را می سازد، و هر چیز دیگری فقط برای حمایت از آن دو قطعه یا جابجایی اشیاء در اطراف وجود دارد. اما بسته به اینکه چه چیزی را قالب‌گیری می‌کنید و مدت زمانی که ابزار نیاز به دوام دارد، جزئیات آشفته می‌شوند.

فولاد P20 همان چیزی است که اکثر مغازه های داخلی برای ابزارآلات عمومی استفاده می کنند. زمانی که ما در مارس 2024 1800 پوند سفارش دادیم، حدود 5.40 دلار در هر پوند از Castle Metals کار می‌کند. این مقدار از قبل به 30 HRC سخت شده است، بنابراین می‌توانید آن را بدون عملیات حرارتی ماشین‌کاری کنید، که باعث صرفه‌جویی در هفته‌ها از برنامه می‌شود. برای یک پایه قالب متوسط-شاید 18 "x24"، شما 400-500 پوند فولاد را فقط برای بلوک های هسته و حفره در نظر دارید.

H13 هزینه بیشتری دارد و ماشین‌ها کندتر هستند، اما مقاومت در برابر سایش بهتری خواهید داشت. ما فقط زمانی از آن استفاده می‌کنیم که مشتری از مواد پر از شیشه استفاده می‌کند یا می‌خواهد بیش از 200 هزار عمر چرخه داشته باشد. سختی پس از عملیات حرارتی حدود 50 HRC در مقابل 30 برای P20 است، که به معنای ابزار کاربید و تغذیه کندتر است. EDM برای هر ویژگی خوب لازم است زیرا شما نمی توانید فولاد سخت شده را به طور موثر آسیاب کنید.

پین های اجکتور تا زمانی که ساده نباشند به نظر می رسند

پین های اجکتور گرد استاندارد از Progressive Components ممکن است بسته به قطر هر کدام 8-12 دلار قیمت داشته باشند. مشکل هزینه نیست، بلکه این است که آنها را وادار می‌کند تا ده‌ها هزار چرخه به‌طور قابل‌اعتماد کار کنند، بدون اینکه در حفره‌ها دچار درد شوند.

ما سال گذشته ابزاری را برای پین‌های اجکتور - 32 تزئینات داخلی خودرو انجام دادیم زیرا این قطعه هندسه پیچیده‌ای داشت. پس از 8000 چرخه، شش پین به طور متناوب گرفتار شدند. قالب را پاره کرد و روی شفت‌های پین که از صفحه اجکتور عبور می‌کردند، گاز گرفتگی پیدا کرد. پایان سوراخ 32 Ra بود در حالی که باید 16 Ra یا بهتر بود. این بر عهده ماست که آن را در طول پذیرش قالب نگیریم.

با کشیدن تمام پین ها، صیقل دادن سوراخ ها به 12 Ra و نصب پین های نیترید شده، آن را رفع کنید. پین های نیترید شده حدود 14 دلار قیمت دارند در مقابل 9 دلار برای استاندارد، اما سختی سطح به 65 HRC می رسد. ابزار قبل از اینکه مشکلی را مشاهده کنیم، 40000 چرخه دیگر را اجرا کرد.

اجکتورهای تیغه متفاوت هستند - شما به جای استفاده از استوک گرد، یک شکل سفارشی EDM را سیم می کنید. برای همیشه طول می کشد و بر این اساس هزینه می کند. مجموعه ای برای محفظه باتری ساخته شده است که در زمان ماشینکاری 2100 دلار کار می کند در حالی که پین ​​های گرد ممکن است در مجموع 400 دلار باشد. اما پین های گرد با دنده های عمیق در آن قسمت کار نمی کنند.

کانال های خنک کننده بسیار بیشتر از آنچه مردم فکر می کنند اهمیت دارند

زمان چرخه اساساً با سرعتی که می توانید قطعه را خنک کنید کنترل می شود. ما این را روی یک محفظه پلی پروپیلن - 8میلی متر ضخامت دیوار، دمای قالب 180 درجه فارنهایت اندازه گیری کردیم. با خطوط خنک کننده با قطر 3/8 اینچ در فاصله 1.2 اینچی از سطح حفره، زمان خنک سازی 38 ثانیه بود. فاصله خطوط را به 0.7 اینچ منتقل کرد و آن را به 26 ثانیه کاهش داد.

این کاهش 12 ثانیه ای تا زمانی که 500000 قطعه در سال را اجرا نکنید زیاد به نظر نمی رسد. در حدود 1660 ساعت در زمان پرس سالانه شما صرفه جویی می کند که با نرخ 65 دلار در ساعت دستگاه بیش از 100 هزار دلار کاهش هزینه تولید است. با این حال، طراحی مجدد خط خنک کننده تنها شاید 3500 دلار به هزینه ابزار اضافه کرد.

خنک‌سازی هماهنگ با استفاده از قالب‌های چاپ‌شده سه بعدی می‌تواند 20-30% دیگر زمان خنک‌سازی را کاهش دهد، اما شما به ازای هر اینچ مکعب مواد چاپی 95 تا 115 دلار پرداخت می‌کنید. ما تجزیه و تحلیل هزینه را در این مورد برای قالب دستگاه پزشکی انجام دادیم - درج چاپ شده 18000 دلار در مقابل 4000 دلار برای خنک کننده مته معمولی بود. بازپرداخت 14 ماه در حجم تولید آنها بود، بنابراین آنها آن را واگذار کردند.

واحدهای کنترل دما چیز دیگری است. ارزان‌های چین 1800 دلار-2500 دلار قیمت دارند و پایداری دمایی وحشتناکی دارند - ما تغییرات 8± درجه فارنهایت را در یک واحد اندازه‌گیری کردیم. واحدهای مراقبت حرارتی 6500 تا 9000 دلار کار می کنند اما دمای 1± درجه فارنهایت را نگه می دارند. برای رزین های مهندسی که دقت دمای قالب اهمیت دارد، ارزش پرداخت را دارد.

سرعت جریان از طریق کانال های خنک کننده باید به جریان آشفته - عدد رینولدز بالای 4000 یا بیشتر برسد. ما این را با پمپ های مختلف روی یک ابزار - در خطوط 2 GPM تا 3/8 اینچ آزمایش کردیم، جریان آرام بود و خنک کننده مکش بود. آن را به 5 GPM رساندیم و دما یکسان شد. رفتن به 8 GPM کمک چندانی نکرد، فقط ظرفیت پمپ را تلف کرد.

انواع دروازه و آشفتگی که ایجاد می کنند

دروازه های لبه ای علامت قابل مشاهده ای از خود به جای می گذارند که نیاز به اصلاح دارد. ماشین‌کاری ساده است، اما به کسی پول می‌دهید که قطعات را به صورت دستی برش دهد یا یک دستگاه پیرایش را راه‌اندازی کند. برای قطعات صنعتی هیچ کس اهمیتی نمی دهد، برای محصولات مصرفی غیرقابل قبول است.

دروازه‌های زیردریایی در حین پرتاب برش می‌شوند، بنابراین هیچ اصلاح دستی وجود ندارد. کانال دروازه تونل های زیر سطح قطعه را با پیش نویس 5-7 درجه ایجاد می کند. هنگامی که زاویه پیش نویس اشتباه باشد یا قطر دروازه بزرگ باشد، دروازه به طور تمیز بریده نمی شود و در محل دروازه مواد پاره می شود.

اگر این اتفاق روی یک قسمت از محفظه لوازم آرایشی می‌افتاد، گیت - با قطر 0.060 اینچ مشخص شده بود، اما در 0.072 اینچ ماشینکاری شد، زیرا کسی نقشه را اشتباه خوانده بود. قطعات با زخم های دروازه خشن بیرون آمدند که با مشخصات ظاهری مطابقت نداشتند. یک روز کامل طول کشید تا محوطه دروازه را دوباره کار کنیم و قبل از اینکه به مشخصات فنی برگردیم، عکس‌ها را آزمایش کنیم.

دونده های داغ ضایعات دونده را به طور کامل حذف می کنند، اما شما 18000-30،000 دلار برای یک سیستم منیفولد برای یک ابزار 4 حفره خرج می کنید. تعمیر و نگهداری ثابت است - نازل ها مسدود می شوند، ترموکوپل ها خراب می شوند، باندهای بخاری می سوزند. ما سالانه 1500 تا 2500 دلار برای تعمیر دونده داغ در ابزارهای نسبتاً پیچیده بودجه اختصاص می دهیم.

برخی از مواد به هیچ وجه در دونده های داغ اجرا نمی شوند. یک بار - ایده وحشتناکی را امتحان کردیم که PVC را در یک دونده داغ اجرا کنیم. مواد در دماهای بالا تخریب می‌شوند و گاز هیدروکلراید دریافت می‌کنید که همه چیز را خورده می‌کند. با وجود ضایعات مواد، دوباره به دونده سرد تبدیل شد.

دریچه‌های سوپاپ به شما کنترل دقیق گیت را می‌دهند، اما هر مجموعه پین ​​سوپاپ 1800 دلار-2400 دلار قیمت دارد. برای یک ابزار حفره 8 که تقریباً 20000 دلار است فقط از نظر سخت افزار دروازه، به علاوه شما نیاز به فعال سازی هیدرولیک یا پنوماتیک دارید. فقط برای برنامه‌های{9}}بالا که لوازم آرایشی گیت و سازگاری شات به شات حیاتی هستند، منطقی است.

اقدامات جانبی در الگوهای قابل پیش بینی شکست می خورند

با باز شدن قالب، پین های زاویه ای، اسلایدها را به عقب می کشند. زاویه استاندارد 18 درجه از عمودی - تندتر از آن است و شما بارهای جانبی بیش از حد دریافت می کنید، کم عمق تر و پین باید بیش از حد طولانی باشد. بسته به محدودیت فضا از برد 15-20 درجه استفاده می کنیم.

پین ها در جایی که قطر تغییر می کند - مانند تغییر قطر از 0.500 اینچ به 0.375 اینچ از کار می افتند. شعاع انتقال تند تمرکز استرس را ایجاد می کند و بعد از 25k{9}}40k چرخه دچار ترک خستگی می شوید. اگر دسته ای از پین های زاویه ای در 32000 چرخه در یک ابزار نایلونی پر از شیشه از کار بیفتند. شعاع انتقال را از 0.020 اینچ به 0.080 اینچ تغییر داد و پین ها را نیترید کرد که حل شد.

صفحات پوشیدنی زیر اسلایدها هر 60000 چرخه یا بیشتر نیاز به تعویض دارند. PTFE پر شده برنز- یک ماده استاندارد است - بسته به اندازه Misumi برای هر بشقاب حدود 45-65 دلار هزینه دارد. اگر برای سرویس دهی طراحی کرده اید، تعویض آن شاید 90 دقیقه طول بکشد. برخی از ابزارها صفحات سایش را در جایی دفن کرده اند که برای دسترسی به آنها به 4 ساعت کار نیاز دارید. طراحی بد

کشش هسته هیدرولیک به طور کامل از پین زاویه پرش کنید - سیلندر هیدرولیک فقط هسته را به داخل و خارج می فشارد. انعطاف پذیری بسیار بیشتری در جهت تحریک و می توانید از هسته های بزرگتر استفاده کنید. قیمت سیلندر 1400 تا 2200 دلار بسته به اندازه سوراخ و طول ضربه است. بیشتر ماشین‌های قالب‌گیری دارای هیدرولیک کمکی هستند که می‌توانند 2-3 هسته را اجرا کنند، فراتر از آن به واحد قدرت خارجی نیاز دارید.

تهویه تا زمانی که علائم سوختگی نداشته باشید نادیده گرفته می شود

هوای محبوس شده در حین تزریق فشرده می شود و تا 700-800 درجه فارنهایت گرم می شود که پلاستیک را می سوزاند و لکه های سیاهی بر جای می گذارد. دریچه های استاندارد 0.0008-0.0012 اینچ در خط جدایی عمق دارند - به اندازه کافی عمیق برای هوا اما بسیار کم عمق برای عبور پلاستیک از آن.

در عمل، دریچه ها با رهاسازی قالب و رزین تجزیه شده مسدود می شوند. شما آنها را هر هفته با برس های برنجی یا انفجار مهره تمیز می کنید. اگر دریچه‌ها در دسترس باشند، هر قالب حدود 30 دقیقه طول می‌کشد، اگر در ناحیه‌های بسته پیچیده دفن شوند، بیشتر طول می‌کشد.

شمع های هواکش متخلخل هر کدام 95 تا 140 دلار قیمت دارند، اما عملکرد بهتری نسبت به دریچه های ماشین کاری شده در نقاط تنگ دارند. فلز متخلخل در مقیاس 30-25 میکرون متخلخل است بنابراین گاز خارج می شود اما پلاستیک نمی تواند نفوذ کند. ما اینها را در نواحی دنده عمیق یا هندسه پیچیده قرار می دهیم که در آن تهویه معمولی کار نمی کند.

برخی از سازندگان از لیزر برای تهویه میکرو استفاده می‌کنند-اکنون - کانال‌هایی به عمق 0.0003-0.0006 اینچ را می‌سوزاند که کمتر مستعد چشمک زدن هستند. خودمان این کار را امتحان نکرده‌ایم زیرا تجهیزات لیزری نداریم. احتمالاً برای توجیه این سرمایه‌گذاری باید در حال انجام کارهای هوافضا یا پزشکی باشیم.

وقتی قطعات ارزان روز شما را خراب می کنند

برای صرفه جویی 180 دلاری در ساخت ابزار، پین های برگشتی اجکتور تخفیف را یک بار خریداری کنید. پین ها 36 HRC را به جای حداقل 48 HRC تعیین شده اندازه گرفتند. پس از 4200 چرخه، سر پین ها قارچ گونه رشد کردند و در صفحه اجکتور گیر کردند. قالب کاملا قفل شد

باید همه چیز را خراب می کرد، هر شش پین برگشتی را با واحدهای سختی مناسب جایگزین می کرد و سوراخ های صفحه اجکتور آسیب دیده را تمیز می کرد. سه روز از تولید را از دست داد و 1800 دلار کار تعمیر اضطراری سوخت. این همان چیزی است که وقتی قطعات 30 دلاری را ارزان می‌کنید، اتفاق می‌افتد.

پین ها و بوش های لیدر تراز قالب را کنترل می کنند. فاصله استاندارد قطر 0.0007-0.0010 اینچ برای عملکرد صاف و بدون شیب است. ما پین‌های لیدر روکش شده الماسی-را از DME با قیمت 135 دلار برای ابزارهایی که مواد ساینده دارند تعیین می‌کنیم - آنها شاید 6 تا 8 برابر بیشتر از پین‌های بدون پوشش دوام داشته باشند.

بوش های اسپرو از Strack یا Hasco بسته به شعاع دماغه و قطر دروازه هر کدام 80-120 دلار قیمت دارند. شعاع محل برخورد اسپرو با نازل مهم است - خیلی تیز است و تمرکز استرس و در نهایت ترک خوردن خواهید داشت. ما از حداقل شعاع 0.500 اینچ در ابزارهای دونده سرد، بزرگتر برای منیفولدهای دونده گرم استفاده می کنیم.

قالب گیری درج پیچیده می شود

درج‌های فلزی به مکان دقیق نیاز دارند - حتی ناهماهنگی 0.015 اینچی می‌تواند باعث مشکلات ابعادی شود. پین‌های مکان‌یابی فنری{3}}درج را در برابر سطوح مبدأ در طول بسته شدن قالب نگه می‌دارند. قیمت پایه‌ها ممکن است 25 تا 40 دلار باشد.

حفظ درج بستگی به قفل مکانیکی دارد. بر اساس آزمایشی که در نایلون 6/6 انجام دادیم، خنجر کردن روی درج‌های برنجی استوانه‌ای، نیروی کشش را 35 تا 40 درصد در مقایسه با درج‌های صاف بهبود می‌بخشد. حلقه الماسی بهتر از حلقه مستقیم عمل می کند زیرا سطح بیشتری را به دست می آورید.

ما یک پروژه overmold انجام دادیم که در آن عکس اول ABS به 5 ساعت قرار گرفتن در معرض اتمسفر قبل از شلیک دوم TPE نیاز داشت. چیزی در مورد تثبیت ابعاد قبل از قالب گیری بیش از حد - مهندس آن را عالی توضیح نداد، اما این چیزی است که عرضه کننده رزین توصیه می کند. به این معنی که ما به موجودی بافر و فضای رک نیاز داشتیم که برنامه ریزی تولید را پیچیده می کرد.

دو قالب شات با انجام هر دو شات در یک چرخه از مشکل موجودی جلوگیری می کنند. قالب بین ایستگاه ها می چرخد ​​یا نمایه می شود. اما هزینه ابزارآلات به 45000-65000 دلار در مقابل 12000-18000 دلار برای قالب گیری متوالی افزایش می یابد. فقط در حجم های واقعاً بالا معنا دارد.

چرا ابزارآلات آلومینیومی هنوز جایگاهی دارد

ماشین آلات آلومینیوم 4 برابر سریعتر از فولاد ابزار. حفره ای که 28 ساعت طول می کشد تا در H13 آسیاب شود، شاید 7 ساعت در آلومینیوم QC-10 طول بکشد. با نرخ 90 دلار در ساعت فروشگاه، این پول جدی است.

عمر ابزار مشکل است - آلومینیوم برای 8000-12000 چرخه بسته به رزین و شرایط خوب است. برای نمونه سازی یا ابزارسازی پل خوب است اما نمی توانید حجم تولید را اجرا کنید. قیمت آلومینیوم QC-10 حدود 9.50 دلار در پوند در مقابل 5.40 دلار برای فولاد P20 است، بنابراین هزینه مواد بالاتر است اما صرفه جویی در ماشینکاری بیش از آن است که آن را جبران کند.

برخی از سازندگان از حفره های آلومینیومی با هسته های فولادی و درج های دروازه استفاده می کنند. ما این کار را برای اجرای 35000 قطعه انجام دادیم - باعث صرفه جویی در حدود 6500 دلار در هزینه ابزارآلات در مقابل تمام ساخت و سازهای فولادی شد. حفره آلومینیومی در حدود 32000 چرخه فرسوده شد و نیاز به پرداخت جزئی داشت، اما آن را طی کرد.

Kirksite حتی ارزانتر از آلومینیوم است، اما من هرگز آن را برای قالب گیری تزریقی واقعی ندیده ام. شاید برای کاربردهای فشار کم-اما نه برای تزریق استاندارد.

افزودنی پیشنهادی برای پایان مقاله

اگر منبع داریقطعات قالب گیری تزریقیو می‌خواهید از سردردهایی که در اینجا به آن پرداخته‌ایم اجتناب کنید، فروشگاهی را پیدا کنید که در واقع اصول ابزارسازی را درک کند. زمانی که قالب در 15000 چرخه از کار بیفتد، قیمت‌های ارزان معنی ندارد، زیرا شخصی از اجزای زباله استفاده کرده یا از تهویه مناسب خودداری کرده است.