Deli plesni niso več tako skrivnostni, ko ste za popravilo zlomili nekaj orodij. Jedro tvori notranjo površino, votlina zunanjost, vse ostalo pa je samo za podporo teh dveh kosov ali premikanje stvari. Toda podrobnosti postanejo neurejene, odvisno od tega, kaj oblikujete in kako dolgo mora orodje trajati.
Jeklo P20 je tisto, kar večina domačih trgovin uporablja za orodja za splošne namene. Stane približno 5,40 $/lb pri Castle Metals, ko smo marca 2024 naročili 1800 funtov. To je pred-kaljeno na 30 HRC, tako da ga lahko strojno obdelate brez toplotne obdelave, kar prihrani tedne od urnika. Za srednje{8}}osnovo kalupa, morda 18"x24", potrebujete 400–500 funtov jekla samo za bloke jedra in votline.
H13 stane več in stroji počasnejši, vendar imate boljšo odpornost proti obrabi. Uporabljamo ga samo, kadar stranka uporablja materiale,-polnjene s steklom, ali želi življenjsko dobo 200k+. Trdota po toplotni obdelavi je okoli 50 HRC v primerjavi s 30 za P20, kar pomeni karbidno orodje in počasnejše podajanje. EDM postane potreben za vse fine lastnosti, ker kaljenega jekla ne morete učinkovito rezkati.
Izmetalni zatiči se zdijo preprosti, dokler niso
Standardni okrogli ejektorski zatiči proizvajalca Progressive Components stanejo morda 8-12 USD vsak, odvisno od premera. Težava ni v stroških, temveč v tem, da jih pripravite do tega, da zanesljivo delujejo več deset tisoč ciklov brez draženja v izvrtini.
Lani smo izdelali orodje za izmetalne zatiče - 32 avtomobilskih notranjih oblog, ker je imel del zapleteno geometrijo. Po 8000 ciklih se je občasno zataknilo šest zatičev. Raztrgal sem kalup in našel udrtine na gredi zatičev, kjer so tekli skozi ejektorsko ploščo. Zaključek izvrtine je bil 32 Ra, medtem ko bi moral biti 16 Ra ali boljši. To je naša odgovornost, ker je nismo ujeli med sprejemanjem plesni.
Popravili so ga tako, da so potegnili vse zatiče, polirali izvrtine na 12 Ra in namestili nitrirane zatiče. Nitrirani zatiči stanejo približno 14 USD vsak v primerjavi z 9 USD za standardne, vendar površinska trdota skoči na 65 HRC. Orodje je opravilo nadaljnjih 40.000 ciklov, preden smo opazili kakršne koli težave.
Ejektorji za rezila so drugačni - namesto uporabe okroglega materiala uporabljate erozijo po meri. Traja večno in temu primerno stane. Izdelal je komplet za ohišje baterije, ki je porabilo 2100 $ v strojnem času, ko bi okrogli zatiči stali morda skupaj 400 $. Toda okrogli zatiči ne bi delovali z globokimi rebri v tem delu.
Hladilni kanali so pomembnejši, kot si ljudje mislijo
Čas cikla je v bistvu nadzorovan s tem, kako hitro lahko ohladite del. To smo izmerili na ohišju iz polipropilena - 8 mm debeline stene, temperatura kalupa 180 stopinj F. S hladilnimi linijami s premerom 3/8" in oddaljenimi 1,2" od površine votline je bil čas hlajenja 38 sekund. Premaknili vrstice na 0,7" razmika in jih zmanjšali na 26 sekund.
To 12-sekundno zmanjšanje ne zveni veliko, dokler ne uporabljate 500.000 delov na leto. Letno vam prihrani približno 1660 ur tiskarskega časa, kar je pri stroških stroja 65 USD na uro več kot 100.000 USD zmanjšanih proizvodnih stroškov. Kljub temu je preoblikovanje hladilne linije k stroškom orodja dodalo le morda 3500 USD.
Konformno hlajenje z uporabo 3D natisnjenih vložkov za kalupe lahko skrajša še 20-30 % časa hlajenja, vendar plačate 95–115 USD na kubični palec natisnjenega materiala. Opravili smo analizo stroškov za kalup za medicinske pripomočke - natisnjen vložek je bil 18.000 USD v primerjavi s 4.000 USD za običajno hlajenje z vrtinami. Vračilo je bilo 14 mesecev pri njihovem obsegu proizvodnje, zato so ga prenesli naprej.
Enote za nadzor temperature so druga stvar. Poceni iz Kitajske stanejo 1800 $-2500 $ in imajo grozljivo temperaturno stabilnost - na eni enoti smo izmerili variacijo ±8 stopinj F. Enote Thermal Care stanejo 6500–9000 $, vendar držijo ±1 stopinjo F. Za inženirske smole, kjer je pomembna natančnost temperature plesni, je to vredno plačati.
Stopnja pretoka skozi hladilne kanale mora doseči turbulentni tok - Reynoldsovo število nad 4000 ali tako. To smo preizkusili z različnimi črpalkami na orodju - pri 2 GPM do 3/8" linij, pretok je bil laminaren in hlajenje zanič. Zvišali smo ga na 5 GPM in temperature so se izenačile. Prehod na 8 GPM ni veliko pomagal, samo zapravljena zmogljivost črpalke.
Vrste vrat in nered, ki ga povzročajo
Robna vrata pustijo vidno sled, ki jo je treba obrezati. Enostaven za strojno obdelavo, vendar nekomu plačate za ročno obrezovanje delov ali nastavitev napeljave za obrezovanje. Za industrijske dele nikogar ne zanima, za potrošniške izdelke je to nesprejemljivo.
Podmorniška vrata se med izmetom odrežejo, tako da ni ročnega prirezovanja. Zaporni kanal poteka pod površino dela pri ugrezu 5-7 stopinj. Če je kot ugreza napačen ali je premer vrat prevelik, se vrata ne strižejo čisto in na mestu vrat se strga material.
Če bi se to zgodilo na kozmetičnem delu ohišja, so bila - vrata določena s premerom 0,060", vendar so bila obdelana na 0,072", ker je nekdo napačno prebral risbo. Deli so prišli z grobimi brazgotinami na vratih, ki niso ustrezale specifikacijam videza. Potrebovali smo cel dan, da smo predelali območje vrat in preizkusili posnetke, preden smo se vrnili v specifikacije.
Vroči kanali v celoti odpravijo odpadke kanalov, vendar porabite 18.000 $-30.000 $ za razdelilni sistem za orodje s 4 votlinami. Vzdrževanje je konstantno - šobe se zamašijo, termoelementi odpovedo, grelni trakovi izgorejo. Za popravila vročih kanalov na zmerno zapletenih orodjih predvidevamo 1500–2500 USD na leto.
Nekateri materiali sploh ne bodo delovali v vročih kanalih. Enkrat smo poskusili uporabiti PVC v vročem tekaču - grozna ideja. Material se pri povišanih temperaturah razgradi in pojavi se HCl, ki razjeda vse. Na koncu se je kljub odpadnemu materialu vrnil nazaj na hladno tekaško.
Vrata ventila vam omogočajo natančen nadzor vrat, vendar vsak sklop zatiča ventila stane 1800 $-2400 $. Za orodje z 8-otlinami, ki stane skoraj 20.000 USD samo v strojni opremi vrat, potrebujete še hidravlični ali pnevmatski pogon. Smiselno je le-za aplikacije višjega cenovnega razreda, kjer sta kozmetika vrat in doslednost od posnetka do posnetka kritična.
Stranska dejanja ne uspejo v predvidljivih vzorcih
Kotni zatiči potegnejo diapozitive nazaj, ko se kalup odpre. Standardni kot je 18 stopinj od navpičnice - strmejši od tega in dobite prekomerne stranske obremenitve, plitvejše in zatič mora biti predolg. Uporabljamo območje 15-20 stopinj, odvisno od prostorskih omejitev.
Zatiči odpovejo tam, kjer se premer spreminja -, na primer pri prehodu s premera 0,500" na 0,375". Oster prehodni polmer ustvari koncentracijo napetosti in po 25k-40k ciklih pride do pokanja zaradi utrujenosti. Če bi serija kotnih zatičev odpovedala pri 32.000 ciklih na najlonskem orodju, polnjenem s steklom. Spremenil sem polmer prehoda z 0,020" na 0,080" in zatiče nitriral, kar je rešilo težavo.
Obrabne plošče pod drsniki je treba zamenjati vsakih približno 60.000 ciklov. PTFE, polnjen z bronom-, je standardni material - stane približno 45–65 USD na ploščo, odvisno od velikosti podjetja Misumi. Zamenjava traja morda 90 minut, če ste načrtovali servisiranje. Nekatera orodja imajo obrabne plošče zakopane tam, kjer potrebujete 4 ure razgradnje, da jih dostopate. Slab dizajn.
Hidravlični vleki jedra v celoti preskočijo kotni zatič - hidravlični cilinder samo potisne jedro navznoter in ven. Precej večja prilagodljivost v smeri aktivacije in lahko uporabite večja jedra. Cilinder stane 1400-2200 $, odvisno od velikosti izvrtine in dolžine giba. Večina strojev za oblikovanje ima pomožno hidravliko, ki lahko poganja 2-3 jedra, poleg tega pa potrebujete zunanjo napajalno enoto.
Odzračevanje se prezre, dokler nimate opeklin
Ujeti zrak se med vbrizgavanjem stisne in segreje do 700-800 stopinj F, kar zažge plastiko in pusti črne sledi. Standardne odprtine so globoke 0,0008-0,0012" na ločevalni črti - dovolj globoke za zrak, a preplitke, da bi lahko plastika skoznjo prodrla.
V praksi se odprtine zamašijo s sproščanjem plesni in degradirano smolo. Vsak teden jih čistite z medeninastimi ščetkami ali s peskanjem. Traja približno 30 minut na kalup, če so zračniki dostopni, dlje, če so zakopani v zapletenem območju zapiranja.
Porozni prezračevalni čepi stanejo od 95 do 140 USD vsak, vendar na ozkih mestih delujejo veliko bolje kot obdelani prezračevalni kanali. Sintrana kovina je porozna v velikosti 25-30 mikronov, tako da plin uhaja, plastika pa ne more prodreti. Postavimo jih v globoka območja reber ali zapleteno geometrijo, kjer običajno prezračevanje ne deluje.
Nekateri gradbeniki zdaj uporabljajo lasersko ablacijo za mikro{0}}prezračevanje - opeče kanale 0,0003–0,0006" globoko, ki so manj nagnjeni k utripanju. Sami tega nismo poskusili, ker nimamo laserske opreme. Verjetno moramo opravljati vesoljska ali medicinska dela, da upravičimo to naložbo.
Ko ti cenene komponente uničijo dan
Enkrat sem kupil povratne zatiče ejektorja in prihranil 180 USD pri izdelavi orodja. Keglji so merili 36 HRC namesto določenega minimuma 48 HRC. Po 4200 ciklih so se glave zatičev kot gobe pojavile in se zagozdile v ejektorski plošči. Plesen je popolnoma zaprta.
Vse sem moral podreti, zamenjati vseh šest povratnih zatičev z ustreznimi trdotnimi enotami in očistiti poškodovane luknje na izmetni plošči. Izgubil je tri dni proizvodnje in porabil 1800 $ za nujno popravilo. To se zgodi, ko poceni kupite komponente v vrednosti 30 USD.
Vodilni zatiči in puše nadzorujejo poravnavo kalupa. Standardna zračnost je 0,0007-0,0010" premera za nemoteno delovanje brez drsenja. Specificiramo vodilne zatiče z diamantno-plastjo DME po ceni 135 USD za orodja, ki uporabljajo abrazivne materiale - zdržijo morda 6- do 8-krat dlje kot neprevlečeni zatiči.
Sprue puše proizvajalcev Strack ali Hasco stanejo 80 $-120 vsaka, odvisno od polmera nosu in premera vrat. Pomemben je radij, kjer se ulivnik sreča s šobo – preveč oster in pride do koncentracije napetosti in morebitnega pokanja. Pri orodjih s hladnimi kanali uporabljamo najmanjši polmer 0,500" in večji za razdelilnike z vročimi kanali.
Oblikovanje vložkov postane zapleteno
Kovinski vložki potrebujejo natančno lociranje - celo neusklajenost 0,015" lahko povzroči težave z merami. Vzmetni-namestitveni zatiči držijo vložek ob referenčnih površinah med zapiranjem kalupa. Zatiči stanejo morda 25-40 USD pri Misumi ali Fibro, kar je precej standardna komponenta.
Zadrževanje vložka je odvisno od mehanske zapore. Narebričenje cilindričnih medeninastih vložkov izboljša izvlečno silo za 35-40 % v primerjavi z gladkimi vložki na podlagi testiranja, ki smo ga opravili v najlonu 6/6. Diamantni rebri delujejo bolje kot ravni rebri, ker dobite večjo površino.
Izvedli smo projekt prelivanja, kjer je prvi posnetek ABS potreboval 5 ur izpostavljenosti atmosferi pred drugim posnetkom TPE. Nekaj o stabilizaciji dimenzij pred prelivanjem - inženir ni dobro razložil, vendar je to priporočil dobavitelj smole. To je pomenilo, da potrebujemo vmesni inventar in prostor v omari, kar je zapletlo načrtovanje proizvodnje.
Dvo{0}}kalupi se izognejo težavam z inventarjem tako, da izvedejo oba posnetka v enem ciklu. Kalup se vrti ali indeksira med postajami. Toda stroški orodja poskočijo na 45.000–65.000 USD v primerjavi z 12.000–18.000 USD za zaporedno oblikovanje. Smiselno je le pri res velikih glasnostih.
Zakaj ima aluminijasto orodje še vedno svoje mesto
Aluminij stroji 4x hitrejši od orodnega jekla. Votlina, ki potrebuje 28 ur za rezkanje v H13, potrebuje morda 7 ur v QC-10 aluminiju. Pri ceni trgovine 90 $/uro je to resen denar.
Življenjska doba orodja je težava - aluminij je primeren za 8.000–12.000 ciklov, odvisno od smole in pogojev. Primerno za izdelavo prototipov ali premostitvenih orodij, vendar ne morete izvajati obsega proizvodnje. Aluminij QC-10 stane približno 9,50 USD/lb v primerjavi s 5,40 USD za jeklo P20, zato so stroški materiala višji, a prihranki pri strojni obdelavi to več kot nadomestijo.
Nekateri gradbeniki uporabljajo aluminijaste votline z jeklenimi jedri in zapornimi vložki. To smo naredili za serijo 35.000 delov - smo prihranili približno 6.500 $ pri stroških orodja v primerjavi z vso-jekleno konstrukcijo. Aluminijasta votlina se je obrabila v približno 32.000 ciklih in je bilo potrebno manjše poliranje, vendar je uspelo skozi serijo.
Kirksit je celo cenejši od aluminija, vendar ga še nikoli nisem videl uporabljati za dejansko brizganje. Morda za-nizkotlačne aplikacije, vendar ne za standardno vbrizgavanje.
Predlagani dodatek za konec članka
Če nabavljateDeli za brizganjein se želite izogniti glavobolom, ki smo jih obravnavali tukaj, poiščite trgovino, ki dejansko razume osnove orodja. Poceni citati ne pomenijo nič, ko kalup odpove pri 15.000 ciklih, ker je nekdo uporabil odpadne komponente ali preskočil pravilno odzračevanje.