Co to jest narzędzie stalowe?
Narzędzie stalowe to tak zwana forma produkcyjna wycięta ze stali narzędziowej. Guma osadza się w zagłębieniu, poddaje się działaniu ciepła i nacisku, a część utwardza się. To wszystko.
Od około sześciu lat pozyskuję formy od firmy ABIS w Shenzhen. W warsztacie tym pracują prasy od 80T do 1600T. Mój przedstawiciel handlowy to Mike, zajmuję się nim od 2019 roku. Większość moich narzędzi gumowych przechodzi przez ich zakład w Longgang.
Dlaczego stal zamiast aluminium
Aluminium jest szybsze w cięciu. Każdy to wie. Ale aluminium nie wytrzymuje, gdy używasz LSR pod kątem 180 stopni, strzał za strzałem. Wnęka zaczyna się wypłukiwać po około 20 tys. cykli. Przekonałem się o tym na własnej skórze podczas serii uszczelek EPDM w 2021 r. Linia podziału na narzędziu aluminiowym była mierzona z szybkością 18 tys. Wyciągnąłem narzędzie, odłożyłem na półkę, zamówiłem stal. Powinienem był to zrobić od pierwszego dnia.
Stal kosztuje więcej z góry. Proste narzędzie do kompresji z czterema-wgłębieniami w P20 firmy ABIS kosztuje od 4500 do 6000 dolarów. Ta sama geometria z aluminium 7075 będzie kosztować 2800, może 3200 dolarów. Ale aluminium nie wytrzyma więcej niż 30 tys. strzałów na większości mieszanek. Wykonaj obliczenia dotyczące rocznego wolumenu.
Gatunki stali ABIS faktycznie posiada w magazynie
P20 to ich chleb i masło do form gumowych. Wstępnie-utwardzony, 28–32 HRC poza magazynem. Dobre do biegów do 150 tys. strzałów na bardziej miękkich mieszankach. NBR, silikon, EPDM, wszystko w porządku.
S136, którego używają w pracy związanej z opieką medyczną i-kontaktem z żywnością. Stal nierdzewna, polerowana na lustro. Kazałem im także uruchomić 420SS w kilku zadaniach, gdy tak określił klient. Droższe w maszynie. Trwa dłużej. Jeśli wybierzesz stal nierdzewną, dodaj dwa tygodnie do czasu realizacji.
H13 jest tym, co wkładają, gdy pleśń doświadcza utrzymujących się wysokich temperatur. Powyżej 200 stopni potrzebujesz H13, w przeciwnym razie bloki wnękowe zmiękną. NAK80 pojawia się w niektórych ich wycenach dotyczących-optyki, ale częściej zdarza się to w przypadku tworzyw sztucznych.
Obróbka cieplna
P20 jest zwykle dostarczany bez dodatkowej obróbki cieplnej. Jest wstępnie-utwardzony. Niektórzy klienci wymagają dodatkowo azotowania w celu zapewnienia odporności na ścieranie, jeśli korzystają z mieszanek o dużej zawartości-wypełniaczy. Sadza 50 phr zużywa się szybciej, niż mogłoby się wydawać.
Zarówno H13, jak i S136 poddawane są obróbce cieplnej po obróbce zgrubnej. ABIS korzysta w tym celu z usług zewnętrznego dostawcy. Dodaje około dziesięciu dni do kompilacji. Części wracają i wymagają szlifowania końcowego, ponieważ nic nie utrzymuje idealnie wymiarów w cyklu hartowania i odpuszczania.
Wykończenie powierzchni
Standardowe wykończenie maszyny CNC wynosi około 63 Ra. W przypadku większości przemysłowych części gumowych jest to dopuszczalne. Na części widać ślady narzędzi, ale nikt nie przejmuje się uszczelką.
Do prac kosmetycznych lub silikonu-spożywczego potrzebny jest środek do polerowania. ABIS zajmuje się-ręcznym polerowaniem we własnym zakresie do poziomu SPI A-2 lub podobnego. Polerowanie lustrzane głębokich ubytków wymaga czasu. Widziałem oferty, w których dodano od 800 do 1500 dolarów za dopracowanie skomplikowanej części.
Przy tworzeniu tekstur współpracują z firmą Mold-Tech. Zrobiłem skórę licową, wzory geometryczne, kilka logo. Tekstura wydłuża czas realizacji, zwykle tydzień lub dwa, w zależności od głębokości i obszaru.
Jak ABIS buduje formy gumowe
Formy tłoczne są proste. Dwie płyty, wgłębienie w jednej lub obu, guma wchodzi, prasa zamyka się, podgrzewanie i ciśnienie. Są tanie i szybkie w cięciu.
Formy transferowe mają na górze garnek, do którego ładuje się gumę. Tłok przepycha go przez wlewy do wgłębień. Lepsze do części o wąskich tolerancjach lub metalowych wkładek. Droższe w budowie ze względu na system garnków i prowadnic.
Formy wtryskowe gumy są podobne do wtrysku tworzyw sztucznych, ale konfiguracja termiczna jest odwrotna. System prowadnic pozostaje zimny, a płyty wnękowe nagrzewają się. ABIS kupuje systemy kanałów zimnych od dostawców zewnętrznych i obrabia je w podstawie formy.
Prawdziwa robota, przejrzałem je
W zeszłym roku miałem niemieckiego klienta z branży motoryzacyjnej, który potrzebował 600 uszczelek skrzyni biegów w cztery tygodnie. Narzędzie stalowe zajmie co najmniej osiem do dziesięciu tygodni. Wykorzystaliśmy formę z gumy silikonowej na pierwsze 200 sztuk i wysłaliśmy je w trakcie cięcia narzędziem P20. Gdy stal była już gotowa, sprawdziliśmy równowagę. Klient dostał części na czas, nie jadaliśmy opłat za spóźnienia.
Kolejnym zleceniem była seria 44 formowanych silikonowych przycisków do urządzenia medycznego. Miał wtopione mosiężne wkładki. ABIS wycenił stalowe narzędzie na 8500 dolarów. Części wyszły czyste, bez przebłysków, wkładki pozostały na swoim miejscu. Dwa lata później nadal prowadzimy produkcję tego narzędzia.
Terminy realizacji z Shenzhen
Typowa forma gumowa firmy ABIS to próbki PO do T1 z sześciu do dziesięciu tygodni. Zależy od złożoności, liczby wgłębień i gatunku stali. Stal nierdzewna dodaje czasu. Wiele-wnęk wydłuża czas. Suwaki i podnośniki dodają czasu.
Wysyłka do USA drogą morską zajmuje kolejne dwa do trzech tygodni. Fracht lotniczy skraca ten czas do tygodnia, ale potraja koszty. Większość moich klientów może poczekać na ocean.
Co mówię nowym inżynierom
Kąt pochylenia ma znaczenie. Co najmniej pół stopnia na każdą ścianę lub część się przykleja. ABIS oznaczy to w DFM, ale powinieneś sam to wyłapać, zanim wyślesz wydruk.
Grubość ścianki powinna przekraczać 0,8 mm na części. Cieńsza i guma pęka przy wyjmowaniu z formy, zwłaszcza na silikonie.
Zaokrąglij wewnętrzne rogi. Ostre narożniki skupiają naprężenia w stali. Wnęka pęka lub część gumowa pęka. Tak czy inaczej, przegrasz.
Odpowietrz linię podziału. Uwięzione powietrze powoduje oparzenia i krótkie strzały. ABIS wycina otwory wentylacyjne o głębokości 0,02 mm w powierzchni podziału. Czasem potrzeba więcej. Rozumiesz to już przy pierwszych strzałach i dostosowujesz się.
Porównanie kosztów
Narzędzie stalowe: od 4500 do 15 000 dolarów w zależności od rozmiaru, wgłębień i gatunku stali.
Narzędzie aluminiowe: od 2000 do 5000 dolarów o tych samych parametrach.
Prototypowa forma z gumy silikonowej: od 350 do 800 dolarów.
Wybierz na podstawie głośności. Poniżej 200 sztuk gumowa forma ma sens. 200 do 5000, aluminium może się sprawdzić, jeśli mieszanka nie jest ścierna. Powyżej 5000 stal to jedyny wybór, który nie wpędzi Cię w późniejsze kłopoty.
To wszystko, co warto wiedzieć na temat oprzyrządowania stalowego do gumy. Nic skomplikowanego, po prostu wiele drobnych szczegółów, które się sumują. Popraw je, a narzędzie będzie działać przez lata. Zrozum ich źle, a będziesz rozmawiać przez telefon ze swoim dostawcą, wyjaśniając, dlaczego potrzebujesz napraw awaryjnych.