Τι είναι το Soft Tooling;
Λαμβάνουμε αυτή την ερώτηση πολύ από πελάτες που θέλουν απλώς μερικές εκατοντάδες ανταλλακτικά, αλλά άκουσαν ότι πρέπει να ξοδέψουν 40.000 $ για ένα καλούπι. Αυτός ο αριθμός τρομάζει τους ανθρώπους και, ειλικρινά, θα έπρεπε-εάν δεν είστε σίγουροι ότι το σχέδιό σας είναι ακόμη οριστικό.
Τα μαλακά εργαλεία είναι η απάντηση που κανείς δεν σας είπε
Είναι ένα καλούπι από χάλυβα κατασκευασμένο από προ-σκληρυμένο υλικό (τα περισσότερα καταστήματα στο Shenzhen χρησιμοποιούν NAK80 από την Daido Steel, σκληρότητα περίπου 37-43 HRC από το εργοστάσιο) που παρακάμπτει εντελώς το βήμα της θερμικής επεξεργασίας. Το επεξεργάζεσαι, το γυαλίζεις, το τρέχεις εξαρτήματα. Γινώμενος. Χωρίς αναμονή τριών επιπλέον εβδομάδων για σκλήρυνση και σκλήρυνση, χωρίς κίνδυνο παραμόρφωσης κατά τη θερμική επεξεργασία, χωρίς επιπλέον κόστος.
Γιατί έχει τόση σημασία η θερμική επεξεργασία;
Δείτε τι συμβαίνει με ένα καλούπι παραγωγής: κόβετε το ατσάλι και το στέλνετε για θερμική επεξεργασία για να φτάσει τα 48-52 HRC ή υψηλότερα. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει θέρμανση στους 880-900 βαθμούς, σβήσιμο λαδιού, κύκλους σκλήρυνσης. Παίρνει χρόνο. Κοστίζει χρήματα. Και μερικές φορές το εξάρτημα επιστρέφει ελαφρώς στρεβλό, ειδικά σε περίπλοκες γεωμετρίες με λεπτά τοιχώματα, και τώρα αλέθετε και επανατοποθετείτε.
Με το NAK80, η σκληρότητα είναι ήδη εκεί. Η Daido το επιτυγχάνει μέσω της σκλήρυνσης με καθίζηση-μικροσκοπικά ιζήματα αλουμινίου και νικελίου που σχηματίζονται στον χάλυβα κατά την κατασκευή. Το υλικό φτάνει στην πόρτα σας έτοιμο για κοπή. Αυτός είναι ο λόγος που τα μαλακά εργαλεία μπορούν να μειώσουν 2-3 εβδομάδες από το χρονοδιάγραμμά σας σε σύγκριση με ένα σκληρυμένο εργαλείο παραγωγής.
Τι είναι λοιπόν το Catch;
Φθορά. Αυτό είναι το πιάσιμο. Ένα μαλακό εργαλείο στα 40 HRC θα εμφανίσει φθορά πιο γρήγορα από ένα σκληρυμένο εργαλείο στα 52 HRC. Η περιοχή της πύλης είναι πρώτη, ειδικά αν χρησιμοποιείτε PA66 με γυαλί-ή οποιοδήποτε λειαντικό υλικό. Έχουμε δει πύλες να χάνουν την άκρη τους μετά από 800 βολές σε νάιλον 30% GF. Σε μη συμπληρωμένο ABS ή PP, ενδέχεται να λάβετε 5.000-8.000 λήψεις πριν αρχίσει να εμφανίζεται η γραμμή διαχωρισμού.
Το πραγματικό ερώτημα δεν είναι "μαλακό ή σκληρό;" Είναι "πόσα εξαρτήματα χρειάζομαι πραγματικά;"
Εάν χρειάζεστε 500 δείγματα για μια εμπορική έκθεση τον επόμενο μήνα, το soft tooling έχει νόημα. Εάν λανσάρετε ένα καταναλωτικό προϊόν και προβάλλετε 200.000 μονάδες το πρώτο έτος, παραλείψτε τα μαλακά εργαλεία και πηγαίνετε κατευθείαν στον σκληρυμένο χάλυβα. Τα μαθηματικά δεν λειτουργούν αλλιώς.
Όταν στην πραγματικότητα προτείνουμε μαλακά εργαλεία
Τρία σενάρια εμφανίζονται επανειλημμένα στις συζητήσεις μας για το DFM με πελάτες:
Επικύρωση σχεδίου πριν από τη δέσμευση κεφαλαίου.
Έχετε ένα πλαστικό περίβλημα με κουμπωτά, μπότες, νευρώσεις. Το CAD φαίνεται καλό, η προσομοίωση ροής καλουπιού δείχνει αποδεκτό γέμισμα. Αλλά μέχρι να κρατήσετε το πραγματικό εξάρτημα, δεν ξέρετε αν αυτές οι κουμπωτικές προσαρμογές αισθάνονται σωστά ή εάν η τοποθέτηση του αφεντικού παρεμβαίνει στη συναρμολόγηση. Με ένα μαλακό εργαλείο μπορείτε να δοκιμάσετε 50-200 πραγματικά χυτά εξαρτήματα με έγχυση σε υλικό παραγωγής. Βρείτε πρόβλημα; Τροποποιήστε το εργαλείο (εύκολο σε προ-σκληρυμένο χάλυβα), εκτελέστε άλλη μια παρτίδα. Πολύ φθηνότερο από την τροποποίηση ενός σκληρυμένου καλουπιού παραγωγής όπου μπορεί να χρειαστείτε νέα ένθετα ή πλήρη επανεπεξεργασία.
Γέφυρα στην παραγωγή.
Η κυκλοφορία του προϊόντος σας είναι σε 8 εβδομάδες. Τα εργαλεία παραγωγής χρειάζονται τουλάχιστον 10-12 εβδομάδες. Ένα μαλακό εργαλείο σάς παρέχει αρχικό απόθεμα κατά την κατασκευή του σκληρού εργαλείου. Το κάναμε πρόσφατα για μια επένδυση εσωτερικού αυτοκινήτου-που παραδόθηκαν 3.000 εξαρτήματα από μαλακά εργαλεία ενώ το καλούπι παραγωγής πολλαπλών κοιλοτήτων βρισκόταν ακόμα στο τελικό γυάλισμα. Ο πελάτης τήρησε την προθεσμία κυκλοφορίας του. το καλούπι παραγωγής ήρθε στο διαδίκτυο τρεις εβδομάδες αργότερα.
Προϊόντα χαμηλού-όγκου ή λήξης--ζωής.
Μερικά εξαρτήματα απλά δεν χρειάζονται περισσότερα από μερικές χιλιάδες τεμάχια συνολικά. Ανταλλακτικά καλύμματα για εξοπλισμό που έχει διακοπεί, περιβλήματα ειδικών ιατρικών συσκευών, περιβλήματα βιομηχανικών αισθητήρων. Ένα πρωτότυπο έργο χύτευσης με έγχυση για 2.000 μονάδες σε διάστημα τριών ετών δεν δικαιολογεί $35,000+ σε σκληρυμένα εργαλεία. Η χρήση μαλακών εργαλείων στα $8.000-$12.000 καθιστά το πρόγραμμα βιώσιμο.
Επιλογή υλικού: Δεν αφορά μόνο την ποιότητα χάλυβα
Το NAK80 λειτουργεί για τις περισσότερες εφαρμογές. Αλλά έχουμε αντιμετωπίσει περιπτώσεις όπου οι πελάτες το καθόρισαν για καλούπια που επεξεργάζονται PVC ή επιβραδυντικό φλόγας ABS. Κακή ιδέα. Αυτές οι ρητίνες απελευθερώνουν διαβρωτικά αέρια κατά την επεξεργασία. Μετά από μερικές εκατοντάδες λήψεις, αρχίζετε να βλέπετε κοιλώματα στην επιφάνεια της κοιλότητας. Για διαβρωτικά υλικά, χρειάζεστε ποιότητες ανοξείδωτου όπως το S136 (ακόμη και σε προ{8}}σκληρυνθείσα κατάσταση) ή τουλάχιστον μια επινικελωμένη επένδυση στην κοιλότητα.
Το άλλο θέμα είναι η θερμική αγωγιμότητα. Το NAK80 λειτουργεί πιο δροσερά από τα ένθετα από χαλκό βηρυλλίου, πράγμα που σημαίνει μεγαλύτερους χρόνους κύκλου. Σε ένα καλούπι παραγωγής για ένα μέρος με παχύ- τοίχωμα, αυτό μπορεί να προσθέσει 5-8 δευτερόλεπτα ανά κύκλο. Πάνω από 100.000 βολές, αυτό είναι σημαντικό. Σε ένα μαλακό εργαλείο με 2.000 εξαρτήματα, κανείς δεν νοιάζεται.
Τι γίνεται με τα καλούπια αλουμινίου;
Ορισμένα καταστήματα προσφέρουν μαλακά εργαλεία αλουμινίου, συνήθως 7075-T6 ή QC-7. Μηχανές αλουμινίου πιο γρήγορα και κοστίζει λιγότερο από το χάλυβα. Αλλά χολώνει. Οι τσουλήθρες και τα ανυψωτικά φθείρονται γρήγορα επειδή στο αλουμίνιο δεν αρέσει η επαφή μετάλλου με μέταλλο υπό πίεση. Οι τρύπες των πείρων του εκτοξευτήρα επιμηκύνονται. Και αν χρησιμοποιείτε οποιοδήποτε πλαστικό μηχανικής πάνω από τη θερμοκρασία τήξης 250 μοιρών, το αλουμίνιο μαλακώνει και χάνει τη σταθερότητα των διαστάσεων.
Έχουμε δει τα καλούπια αλουμινίου να λειτουργούν καλά για υλικά χαμηλής-θερμοκρασίας όπως το LDPE, ορισμένα TPE και το τυπικό PP. Από εκεί και πέρα, κολλήστε με ατσάλι.
Προσδοκίες φινιρίσματος επιφάνειας
Μπορείτε να γυαλίσετε το NAK80 σε SPI A-2 ή καλύτερα-το έχουμε κάνει. Αλλά εδώ είναι η πραγματικότητα: η διατήρηση αυτού του γυαλίσματος απαιτεί δουλειά. Το μαλακότερο υπόστρωμα εμφανίζει σημάδια χειρισμού πιο εύκολα κατά τη ρύθμιση του εργαλείου. Μετά από 500 λήψεις σε ένα οπτικό μέρος-υψηλού γυαλίσματος, ίσως χρειαστεί να γυαλίσετε ξανά. Σε ένα σκληρυμένο καλούπι H13, μπορείτε να κάνετε 3.000-5.000 λήψεις μεταξύ των κύκλων γυαλίσματος.
Για επιφάνειες με ανάγλυφη υφή (φινιρίσματα με σπινθήρα EDM, χημική χάραξη), τα μαλακά εργαλεία έχουν ουσιαστικά την ίδια απόδοση με τα σκληρά εργαλεία. Η υφή στην πραγματικότητα βοηθά να καλύψει οποιαδήποτε μικρή υποβάθμιση της επιφάνειας.
Χρονοδιάγραμμα και Διαδικασία
Το τυπικό μας έργο μαλακών εργαλείων εκτελείται ως εξής:
Ο πελάτης στέλνει 3D CAD, εξετάζουμε τη δυνατότητα χύτευσης εντός 24 ωρών. Ακολουθεί απόσπασμα. Μόλις επιβεβαιωθεί, κάνουμε πλήρη ανάλυση DFM, συμπεριλαμβανομένης της θέσης της πύλης, της τοποθέτησης της διαχωριστικής γραμμής, των γωνιών βύθισης, των πιθανών σημαδιών του νεροχύτη-του ίδιου επιπέδου μηχανικής αυστηρότητας με το εργαλείο παραγωγής. Ο σχεδιασμός του καλουπιού διαρκεί 3-5 ημέρες ανάλογα με την πολυπλοκότητα. Η κοπή, το EDM και το γυάλισμα χάλυβα διαρκούν άλλες 10-15 ημέρες. Τα δείγματα T1 αποστέλλονται 2-3 εβδομάδες από την έναρξη του έργου.
Αυτό το χρονοδιάγραμμα εξηγεί γιατί η ομάδα μας παρακολούθησε την πρόσφατη έκθεση Plast Eurasia στην Κωνσταντινούπολη-πελάτες από την Ευρώπη και τη Μέση Ανατολή θέλουν όλο και περισσότερο-επιλογές εργαλείων γρήγορης περιστροφής που δεν θέτουν σε κίνδυνο την αυθεντικότητα του υλικού{2}}Τα εκτυπωμένα δείγματα D και τα χυτά ουρεθάνης έχουν τη θέση τους, αλλά δεν είναι εξαρτήματα με χύτευση με έγχυση. Όταν χρειάζεστε λειτουργικές δοκιμές, επικύρωση συναρμολόγησης ή ρυθμιστικές υποβολές, χρειάζεστε το πραγματικό.
Εύρεση του κατάλληλου κατασκευαστή καλουπιών έγχυσης
Δεν κάνουν όλα τα καταστήματα καλά τα μαλακά εργαλεία. Ο κλάδος της μηχανικής θα πρέπει να ταιριάζει με τα εργαλεία παραγωγής-την κατάλληλη αναθεώρηση DFM, την ανάλυση ροής καλουπιού όταν απαιτείται, την επιθεώρηση διαστάσεων στο T1. Ορισμένα καταστήματα αντιμετωπίζουν τα μαλακά εργαλεία ως αντικείμενα που πετάμε και κόβουν τις γωνίες σε εφαρμογή και φινίρισμα. Παίρνετε αυτό που πληρώνετε.
Διατηρούμε πιστοποιητικά υλικού για το απόθεμα χάλυβα μας (NAK80 που προέρχεται από εξουσιοδοτημένους διανομείς Daido, όχι δευτερογενή αγορά), εκτελούμε αναφορές πλήρους διαστάσεων σε δείγματα T1 και διατηρούμε τις ίδιες διαδικασίες διαχείρισης ποιότητας για τα μαλακά εργαλεία όπως και για τα καλούπια αυτοκινήτων υψηλής-σπηλαίωσης. Οι πιστοποιήσεις ISO 9001 και TS/16949 ισχύουν ανεξάρτητα από την αναμενόμενη διάρκεια ζωής της βολής.
Όταν τα μαλακά εργαλεία δεν έχουν νόημα
Μην κάνετε μαλακά εργαλεία εάν:
- Η προβολή όγκου υπερβαίνει τα 25.000 μέρη. Το εργαλείο θα φθαρεί και θα χρειαστεί να φτιάξετε ένα δεύτερο ούτως ή άλλως. Ξοδέψτε τα χρήματα εκ των προτέρων για τα κατάλληλα εργαλεία παραγωγής.
- Το εξάρτημα απαιτεί μικρο-χαρακτηριστικά με αυστηρές ανοχές. Ο μαλακός χάλυβας δεν θα έχει χαρακτηριστικά κάτω των 0,02 mm όσο ο σκληρυμένος χάλυβας εργαλείων. Η φθορά συμβαίνει πιο γρήγορα σε αιχμηρές γωνίες και λεπτές νευρώσεις.
- Επεξεργάζεστε υλικά με υψηλή περιεκτικότητα σε λειαντικά υλικά, όπως νάιλον-γεμάτο από γυαλί ή ενώσεις γεμάτες με ορυκτά-. Αυτά μασούν μέσω μαλακών εργαλείων. Είχαμε πελάτες να επιμείνουν στα μαλακά εργαλεία για 40% GF PA6, και μετά αναρωτήθηκαν γιατί η πύλη φαινόταν τρομερή μετά από 400 βολές. Ταιριάξτε το εργαλείο με το υλικό.
- Χρειάζεστε πολλαπλές-διατάξεις κοιλοτήτων για οικονομική αποδοτικότητα. Η κατασκευή ενός μαλακού εργαλείου 8 κοιλοτήτων σπάνια έχει νόημα. Το κόστος πλησιάζει τα εργαλεία παραγωγής, αλλά η ζωή δεν το δικαιολογεί.
Εργασία με έναν προμηθευτή χύτευσης με έγχυση σε μαλακά εργαλεία
Η καλή επικοινωνία αποτρέπει προβλήματα. Πείτε στον προμηθευτή σας:
Αναμενόμενη συνολική ποσότητα κατά τη διάρκεια ζωής του προγράμματος
Υλικό και οποιοδήποτε περιεχόμενο πλήρωσης
Απαιτήσεις φινιρίσματος επιφανειών (καλλυντικό έναντι λειτουργικού)
Κρίσιμες διαστάσεις που πρέπει να ισχύουν σε όλη τη διάρκεια της διαδρομής
Πίεση στο χρονοδιάγραμμα και γιατί
Ένας έμπειρος κατασκευαστής καλουπιών έγχυσης πλαστικού θα σας κατευθύνει προς τη σωστή προσέγγιση. Μερικές φορές αυτό είναι μαλακό εργαλείο. Μερικές φορές είναι αλουμίνιο. Μερικές φορές η ειλικρινής απάντηση είναι «πέρασε τις επιπλέον τρεις εβδομάδες και κάνε το σωστά με σκληρυμένο χάλυβα». Ο στόχος είναι να φτιάξετε τα εξαρτήματά σας σωστά, όχι να σας πουλήσει μια προσέγγιση εργαλείων έναντι μιας άλλης.
Αυτή η τεχνική επισκόπηση αντικατοπτρίζει την εμπειρία μας από περισσότερα από 400 έργα καλουπιών ετησίως στην ABIS Mold Technology, Shenzhen. Η ομάδα μηχανικών μας συνεργάζεται με πελάτες σε αυτοκίνητα, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ιατρικές συσκευές και βιομηχανικές εφαρμογές-εξισορροπώντας το χρονοδιάγραμμα, τον προϋπολογισμό και τις απαιτήσεις ποιότητας για να προτείνει κατάλληλες λύσεις εργαλείων για κάθε έργο.