Что такое мягкая оснастка?
Мы часто получаем этот вопрос от клиентов, которым просто нужно несколько сотен деталей, но которые слышали, что им нужно потратить 40 000 долларов на пресс-форму. Эта цифра отпугивает людей, и, честно говоря, так и должно быть,-если вы еще не уверены, что ваш дизайн является окончательным.
Мягкие инструменты — это ответ, о котором вам никто не говорил
Это стальная форма, изготовленная из предварительно-закаленного материала (большинство мастерских в Шэньчжэне используют NAK80 от Daido Steel, твердость на заводе составляет около 37–43 HRC), в которой полностью отсутствует этап термообработки. Вы обрабатываете его, полируете, изготавливаете детали. Сделанный. Никакого ожидания трех дополнительных недель для закалки и отпуска, никакого риска деформации во время термообработки, никаких дополнительных затрат.
Почему термическая обработка так важна?
Вот что происходит с производственной формой: вы разрезаете сталь, а затем отправляете ее на термообработку, чтобы довести ее твердость до 48-52 HRC или выше. Этот процесс включает нагрев до 880-900 градусов, закалку в масле, циклы отпуска. Требуется время. Стоит денег. А иногда деталь возвращается слегка деформированной, особенно на сложных геометриях с тонкими стенками, и теперь приходится шлифовать и подгонять.
У НАК80 жесткость уже есть. Daido достигает этого за счет дисперсионного твердения-в процессе производства в стали образуются крошечные осадки алюминия и никеля. Материал прибывает к вам уже готовый к резке. Вот почему мягкие инструменты могут сократить ваши сроки на 2–3 недели по сравнению с закаленными производственными инструментами.
Так в чем подвох?
Носить. В этом и есть загвоздка. Мягкий инструмент с твердостью 40 HRC изнашивается быстрее, чем закаленный инструмент с твердостью 52 HRC. Область ворот идет в первую очередь, особенно если вы используете PA66 со стеклом-наполнителем или любой абразивный материал. Мы видели, как ворота теряют преимущество после 800 выстрелов из 30% нейлона GF. С незаполненным АБС или ПП вы можете сделать 5000–8000 выстрелов, прежде чем начнет проявляться линия разъема.
Настоящий вопрос не в том, «мягкий или жесткий?» Это «сколько деталей мне на самом деле нужно?»
Если вам нужно 500 образцов для выставки в следующем месяце, имеет смысл использовать мягкие инструменты. Если вы запускаете потребительский продукт и планируете произвести 200 000 единиц в первый год, откажитесь от мягких инструментов и сразу переходите к закаленной стали. Иначе математика не работает.
Когда мы на самом деле рекомендуем программные инструменты
В наших обсуждениях DFM с клиентами неоднократно возникают три сценария:
Проверка проекта перед вложением капитала.
У вас пластиковый корпус с защелками, выступами и ребрами. CAD выглядит хорошо, моделирование потока пресс-формы показывает приемлемое заполнение. Но пока вы не держите в руках саму деталь, вы не знаете, подходят ли эти защелки или расположение выступа мешает сборке. Программный инструмент позволяет вам протестировать 50-200 реальных деталей, отлитых под давлением из производственного материала. Найти проблему? Модифицируйте инструмент (легко для предварительно закаленной стали), запустите еще одну партию. Гораздо дешевле, чем модифицировать закаленную производственную форму, когда вам могут потребоваться новые вставки или полная доработка.
Мост к производству.
Запуск вашего продукта состоится через 8 недель. Изготовление оснастки занимает минимум 10-12 недель. Мягкий инструмент дает вам первоначальный инвентарь, пока создается жесткий инструмент. Недавно мы сделали это для детали внутренней отделки автомобиля.-Изготовили 3000 деталей из мягкой оснастки, пока многоместная производственная форма все еще находилась на окончательной полировке. Заказчик уложился в срок запуска; производственная форма была введена в эксплуатацию через три недели.
Товары небольшого-объема или товары с истекшим-сроком-срока эксплуатации.
Некоторых деталей никогда не требуется более нескольких тысяч штук. Сменные крышки для снятого с производства оборудования, корпусов специальных медицинских приборов, корпусов промышленных датчиков. Проект литья под давлением прототипа для 2000 единиц в течение трех лет не оправдывает 35 долларов США000+ на закаленную оснастку. Программное обеспечение стоимостью 8000–12 000 долларов делает программу жизнеспособной.
Выбор материала: дело не только в марке стали
NAK80 подходит для большинства приложений. Но мы сталкивались с ситуациями, когда клиенты указывали его для форм, предназначенных для обработки ПВХ или огнестойкого-АБС-пластика. Плохая идея. Эти смолы выделяют едкие газы во время обработки. После нескольких сотен выстрелов на поверхности полости начинают появляться питтинги. Для коррозийных материалов вам нужны марки нержавеющей стали, такие как S136 (даже в предварительно-закаленном состоянии) или как минимум никелирование полости.
Другая проблема – теплопроводность. NAK80 работает холоднее, чем вставки из бериллиевой меди, что означает более длительное время цикла. В производственной форме для толстостенной детали-это может добавить 5–8 секунд за цикл. Более 100 000 выстрелов – это важно. На мягкий инструмент, состоящий из 2000 деталей, никого не волнует.
А как насчет алюминиевых форм?
Некоторые магазины предлагают мягкий инструмент из алюминия, обычно 7075-T6 или QC-7. Алюминий обрабатывается быстрее и стоит дешевле, чем сталь. Но это раздражает. Направляющие и подъемники быстро изнашиваются, поскольку алюминий не любит контакта металла с металлом под давлением. Отверстия для выбрасывателей удлиняются. А если вы используете какой-либо конструкционный пластик при температуре плавления выше 250 градусов, алюминий размягчается и теряет стабильность размеров.
Мы видели, что алюминиевые формы отлично подходят для-низкотемпературных материалов, таких как ПЭНП, некоторых ТПЭ и стандартного ПП. Кроме того, придерживайтесь стали.
Ожидания от качества поверхности
Вы можете довести NAK80 до SPI A-2 или выше-мы это сделали. Но вот реальность: поддержание этого блеска требует работы. На более мягкой основе легче видны следы обработки во время настройки инструмента. После 500 снимков полированной оптической части-вам может потребоваться повторная полировка. При использовании закаленной формы H13 между циклами полировки потребуется 3000–5000 выстрелов.
Для текстурированных поверхностей (электроэрозионная обработка, химическое травление) мягкие инструменты работают практически так же, как и твердые. Текстура фактически помогает маскировать любые незначительные повреждения поверхности.
Сроки и процесс
Наш типичный проект по программному инструментированию выглядит следующим образом:
Клиент отправляет 3D CAD, мы проверяем формуемость в течение 24 часов. Цитата следует. После подтверждения мы проводим полный анализ DFM, включая расположение литников, расположение линий разъема, углы уклона, потенциальные углубления-с тем же уровнем инженерной строгости, что и производственный инструмент. Изготовление пресс-формы занимает 3-5 дней в зависимости от сложности. Резка стали, электроэрозионная обработка и полировка занимают еще 10-15 дней. Образцы T1 доставляются через 2–3 недели с момента начала проекта.
Эта временная шкала объясняет, почему наша команда посетила недавнюю выставку Plast Eurasia в Стамбуле.-Клиенты из Европы и Ближнего Востока все чаще хотят использовать быстродействующие-инструменты для токарной обработки, которые не ставят под угрозу подлинность материала.. 3Образцы, напечатанные на D, и уретановые отливки имеют свое место, но это не детали, отлитые под давлением в производственной смоле. Когда вам нужно функциональное тестирование, проверка сборки или соответствие нормативным требованиям, вам нужны настоящие вещи.
Поиск подходящего производителя индивидуальных литьевых форм
Не каждая мастерская хорошо занимается мягкой оснасткой. Инженерная дисциплина должна соответствовать производственному инструменту-надлежащая проверка DFM, анализ текучести пресс-формы, если это необходимо, контроль размеров на Т1. Некоторые магазины относятся к мягким инструментам как к одноразовым предметам и срезают углы при подгонке и отделке. Вы получаете то, за что платите.
Мы храним сертификаты на материалы для нашего запаса стали (NAK80 поступает от авторизованных дистрибьюторов Daido, а не на вторичном рынке), составляем полноразмерные отчеты по образцам Т1 и поддерживаем те же процессы управления качеством для мягких инструментов, что и для наших автомобильных форм с высокой-кавитацией. Сертификаты ISO 9001 и TS/16949 применяются независимо от ожидаемого срока службы.
Когда мягкие инструменты не имеют смысла
Не используйте мягкие инструменты, если:
- Ваш прогноз объема превышает 25 000 частей. Инструмент изнашивается, и вам все равно придется создавать второй. Потратьте деньги заранее на подходящее производственное оборудование.
- Для этой детали требуются микро-элементы с жесткими допусками. Мягкая сталь не выдерживает детали размером менее 0,02 мм, как закаленная инструментальная сталь. Износ происходит быстрее на острых углах и тонких ребрах.
- Вы обрабатываете высокоабразивные материалы, такие как-нейлон со стеклонаполнителем или минеральные-компаунды. Они прогрызают мягкие инструменты. У нас были клиенты, которые настаивали на мягких инструментах с 40% GF PA6, а затем удивлялись, почему ворота выглядели ужасно после 400 выстрелов. Подберите инструмент к материалу.
- Для обеспечения экономической эффективности вам нужны планировки с несколькими-полостями. Создание мягкого инструмента с 8 гнездами редко имеет смысл. Стоимость приближается к производственной оснастке, но жизнь ее не оправдывает.
Работа с поставщиком литьевого оборудования по мягкой оснастке
Хорошее общение предотвращает проблемы. Сообщите своему поставщику:
Ожидаемое общее количество в течение срока действия программы
Материал и любой наполнитель
Требования к отделке поверхности (косметические и функциональные)
Критические размеры, которые должны сохраняться на протяжении всего цикла
Давление по срокам и почему
Опытный изготовитель пластиковых форм для литья под давлением подскажет вам правильный подход. Иногда это мягкие инструменты. Иногда это алюминий. Иногда честный ответ: «Потратьте лишние три недели и сделайте все правильно, используя закаленную сталь». Цель состоит в том, чтобы ваши детали были изготовлены правильно, а не в том, чтобы продавать вам один инструментальный подход лучше другого.
В этом техническом обзоре отражен наш опыт реализации более 400 проектов по производству пресс-форм ежегодно в компании ABIS Mold Technology, Шэньчжэнь. Наша команда инженеров работает с клиентами из автомобильной промышленности, бытовой электроники, медицинского оборудования и промышленного применения,-соблюдая сроки, бюджет и требования к качеству, чтобы рекомендовать подходящие инструментальные решения для каждого проекта.