В чем обратная сторона литья под давлением?
Первоначальные затраты, как правило, очень высоки из-за требований к конструкции, тестированию и инструментам. Если вы собираетесь производить крупносерийные детали, вам нужно убедиться, что вы получите правильный дизайн с первого раза. Это сложнее, чем вы думаете. Правильный дизайн включает в себя:
• Разработка самой детали по спецификации, а затем создание прототипа.
1. Первоначальная разработка прототипа обычно выполняется на 3D-принтере и часто из другого материала (например, АБС-пластика), чем тот, который будет построен из окончательной части.
• Разработка пресс-формы для первого производственного цикла.
1. Обычно необходимо разработать инструмент для литья под давлением для производства 300-1000 прототипов, изготовленных методом литья под давлением на производственном материале.
• Доработка всех деталей инструмента для литья под давлением перед массовым производством на предприятии по производству литьевых форм.
Потенциально отрицательные аспекты литья под давлением включают:
• Два самых больших недостатка литья под давлением – высокая стоимость формования и длительное время выполнения заказа. Инструментальная оснастка – это почти самостоятельный проект и только одна фаза всего процесса литья под давлением. Прежде чем вы сможете изготавливать отлитую под давлением деталь, вы должны сначала спроектировать и создать прототип детали (возможно, с помощью ЧПУ или 3D-печати), а затем спроектировать и создать прототип инструмента для формования, который может производить объемные копии детали. Наконец, как правило, после обширных испытаний на обоих вышеупомянутых этапах вы отливаете деталь под давлением. Как вы понимаете, вся итерация, необходимая для исправления инструмента перед массовым производством, требует как времени, так и денег. Редко можно создать прототип инструмента для литья под давлением. Тем не менее, это случается, особенно с деталями, которые будут изготавливаться многогнездным инструментом. Например, предположим, что мы собираемся приобрести новую форму для литья под давлением крышки бутылки шампуня. Эта крышка, скорее всего, будет иметь зубцы, чтобы прикрепить ее к бутылке, подвижный шарнир, защелкивающееся закрытие и, возможно, некоторую отливку. Компания может сделать инструмент с одной полостью для этой детали, чтобы гарантировать, что все элементы будут отформованы по желанию. После утверждения они сделают новый инструмент, который, например, может одновременно формовать 16 крышек. Сначала они используют инструмент с одним пространством, поэтому, если есть какие-либо проблемы, им не нужно ждать, пока он будет исправлен 16 раз для каждого пространства.
• Поскольку инструменты обычно изготавливаются из стали (очень твердого материала) или алюминия, модификации могут быть затруднены. Если вы хотите добавить в деталь пластик, вы всегда можете увеличить зазор инструмента, разрезав сталь или алюминий. Но если вы пытаетесь удалить пластик, вам нужно уменьшить размер полости инструмента, добавив в нее алюминий или металл. Это чрезвычайно сложно и во многих случаях может означать полное соскабливание инструмента (или его части) и начало работы заново. В остальных случаях можно приварить металл к нежелательному зазору.
• Литье под давлением требует равномерной толщины стенок. Если вы вырежете часть формы Panasonic выше, вы заметите, что толщина стенки составляет около 2-3 мм. Важно избегать слишком толстых стен, чтобы избежать несоответствий в процессе охлаждения, которые вызывают дефекты, такие как вмятины. Хорошее практическое правило – стены должны быть меньше или равны 4 мм. Чем толще стенки, чем больше материала вы используете, тем больше продолжительность цикла и выше стоимость детали. И наоборот, если толщина стенки меньше 1 мм, у вас могут возникнуть проблемы с заполнением пресс-формы (это может вызвать зазоры или короткие выстрелы). Дизайнеры могут компенсировать этот потенциал, используя материал с более высоким индексом текучести, такой как нейлон, который обычно подходит для стен толщиной от 0,5 мм. Различные технологии производства, такие как ЧПУ, не требуют одинаковой толщины стенок.
• Часто крупные детали невозможно изготавливать за одно целое с помощью литья под давлением. Это связано с ограничениями размеров машин для литья под давлением и самих формовочных инструментов. Например, рассмотрим большие цельные тележки для покупок, изготовленные методом литья под давлением. Хотя машина доступна для формования очень больших деталей (например, прессования кабины 1000-тонного поезда), ее использование очень дорогое. По этой причине объекты, превышающие возможности типичной машины для литья под давлением, часто создаются из нескольких частей. В то время как 3D-печать имеет больше ограничений, станки с ЧПУ имеют аналогичные ограничения в отношении размера продукта. ЧПУ ограничено перемещением и размером станины в фрезерном станке, большие детали, напечатанные на 3D-принтере, часто необходимо распечатать на нескольких деталях, а затем склеить.
• Чтобы избежать больших разрезов, требуется опытный дизайнер, и они часто могут увеличить стоимость проекта.
