В прошлом квартале один из нашихмедицинское устройствоклиенты пришли к нам после трех неудачных раундов прототипирования с другим поставщиком. В оригинальном проекте предусматривались вертикальные стены, и каждая попытка заканчивалась застреванием деталей в форме или появлением царапин на поверхности, которые не прошли проверку. Мы добавили конусность на 0,75 градуса к критически важным поверхностям, скорректировали расположение каналов охлаждения, и первый производственный цикл прошел контроль качества с процентом брака менее 2%. Большинство людей, смотрящих на готовую деталь, никогда не заметят конус. Бухгалтерия определенно заметила разницу в стоимости доработок.
Угол уклона при литье под давлением — это небольшой конус, прикладываемый к вертикальным поверхностям, чтобы детали аккуратно выходили из формы. Базовая рекомендация составляет от 1,5 до 2 градусов для глубины до двух дюймов. Вы найдете это число в каждом руководстве по дизайну. Чего вы не найдете, так это объяснения того, почему он перестает работать в тот момент, когда вы добавляете текстурированные поверхности, материалы с высокой-усадкой или каналы охлаждения, которые не были разработаны с учетом выброса.
Механика затрат, которую большинство запросов не учитывают
Усадка является основной проблемой. Когда расплавленный пластик охлаждается внутри полости, он сжимается по направлению к ядру. Полипропилен дает усадку 4-5%; стеклонаполненный нейлон ведет себя иначе;ПЭКприносит свои осложнения из-за высокой жесткости. Эта усадка создает трение, которое препятствует выталкиванию. Без достаточной тяги сила выталкивания резко возрастает, и эта сила проявляется во времени вашего цикла, проценте брака и графике обслуживания пресс-формы.
Правильная тяга может уменьшить силу выброса до 60%. Реальная экономия достигается за счет того, что дает это сокращение: более быстрые циклы, меньшее количество выталкивающих штифтов, конкурирующих за объем стержня с каналами охлаждения, и более длинные интервалы между полировкой формы. При объемах производства более 50 000 единиц в год даже сокращение цикла на пять-секунд приводит к значительной экономии затрат. Но только в том случае, если угол наклона и схема охлаждения спроектированы вместе. Мы видели, как клиенты теряли большую часть этого потенциала, оптимизируя одно без другого.
Одинкорпус датчикав PEEK произошел отказ в 18% при осадке 0,8 градуса. Жесткость материала затрудняла извлечение, и форма требовала незапланированной полировки при 35 000 циклах. После увеличения вытяжки до 1,2 градуса и регулировки времени выталкивания процент брака упал до менее 3%, а до первого планового технического обслуживания пресс-форма прошла 120 000 циклов. Снижение стоимости детали оправдывало установку второй производственной линии.
Где номера учебников перестают работать
Правило «1 градус на дюйм» повторяется до тех пор, пока не станет отраслевым законом. Он также упускает важные переменные, которые будут стоить вам денег, если вы не обнаружите их раньше.
Текстурированные поверхности создают микро-подрезы, которые действуют как крошечные анкеры, удерживающие деталь на месте. Наш стандарт — дополнительный уклон 1,5 градуса на 0,001 дюйм глубины текстуры. Легкая текстура PM-T1 требует минимум 3 градусов; тяжелые текстуры могут потребовать 5 градусов и более. Вот что пропускают большинство рекомендаций: глубина текстуры, указанная вашим дизайнером, и глубина текстуры, фактически вырезанной в стальной форме, редко точно совпадают. Мы измеряем фактическую глубину текстуры на каждом инструменте перед первой статьей, потому что расхождение в 0,0005 дюйма может означать разницу между чистым выбросом и следами перетаскивания на протяжении всего цикла.
Пластмассы,-наполненные стеклом, являются абразивными и быстрее изнашивают поверхности формы, обычно для них требуется осадка в 2-3 градуса. Самосмазывающиеся-материалы, такие как нейлон, теоретически могут работать с почти нулевой тягой. Мы по-прежнему рекомендуем 0,5–1 градус для обеспечения стабильности производства. При запуске прототипа одно или два нажатия дадут вам полезные данные. При ежемесячном производстве 50 000 единиц то же самое застревание превращается в остановку линии и разговор с вашим клиентом о задержках доставки.
Что вы получаете, прежде чем приступить к работе с инструментами
В большинстве запросов, которые мы получаем, углы уклона указаны командой разработчиков продукта, а не проверены на соответствие реальным условиям формования. Эта последовательность является причиной значительной части затрат на доработку оснастки.
В нашем обзоре DFM отмечаются риски, связанные с проектом-, прежде чем будут окончательно определены цены на инструменты. Вы получаете размеченную-версию вашей геометрии с конкретными значениями осадки, отмеченными на каждой критической поверхности, перекрестными-ссылками на профиль усадки вашего материала и указанные вами коды текстуры (SPI, VDI или Mold-Tech). Это не общий контрольный список. Это документ, который вы можете передать непосредственно своей команде инженеров, показывающий, где именно ваша текущая конструкция может вызвать проблемы с выбросом и какой угол решает каждую из них.
Для материалов с высокой-усадкой, таких как полипропилен, мы моделируем профиль силы выталкивания с помощью моделирования Mold Flow и определяем, где стандартной тяги будет недостаточно. Для деталей, требующих почти-нулевой осадки, мы заранее оцениваем альтернативы:складные сердечникис четкой документацией следов, которые они оставляют, вариантов замены материала или обработки после-формы. Каждый путь имеет последствия по стоимости и срокам, которые лучше обсуждать на этапе ценообразования, чем обнаруживать в первой статье.
Простой тест ваших текущих отношений с поставщиком: если вы загрузите файл CAD и получите цену без отчета DFM, проблемы с углом уклона всплывут при первой проверке изделия. К тому времени вы уже готовы использовать инструмент, который, возможно, потребует модификации или замены.
Когда в ваших требованиях появляется нулевой черновик
Инженерные команды иногда запрашиваютнулевая тягапо функциональным причинам. Эти запросы не являются автоматически необоснованными, но они требуют тщательного изучения, помимо проверки осуществимости.
Цилиндр с нулевой-тягой и кольцевым уплотнением -сталкивается с фундаментальным конфликтом: тяга, необходимая для чистого выброса, может поставить под угрозу поверхность соединения уплотнения. Мы работали над цилиндром из полипропилена, где даже 0,2 градуса не позволили бы уплотнительному кольцу занять правильную посадку. Решение потребовало замены материала и специального времени извлечения, что значительно сложнее, чем стандартные инструменты, но достижимо при правильном предварительном планировании.
Когда поставщик соглашается на отсутствие черновика, не представляя альтернатив, он может просто отложить решение проблемы на производстве. Мы фиксируем компромиссы в письменной форме на этапе расчета цены: разница в стоимости инструмента между нулевым уклоном и углом 0,5 градуса обычно составляет 40–70 %, и мы покажем вам, откуда берутся эти затраты. Вы решаете, имея цифры перед собой.
Командам, работающим над проектами с текстурированными-поверхностями, материалами с высокой-усадкой или переходом от прототипа-к-производству, загрузите файлы САПР, и мы вернем вам отзыв DFM в течение 24 часов, показывающий, где именно находятся ваши углы уклона.