JS Precision

Под воздействием тысяч циклов высокой температуры и давления одна и та же пресс-форма снова и снова «печатает» одни и те же пластиковые детали со скоростью несколько деталей в минуту. Современную жизнь невозможно представить без этого производительного процесса, но один основополагающий вопрос не дает покоя всем разработчикам продукции: сколько деталей сможет произвести моя пресс-форма ?

Это не обещание фокусника, а истинное решение, рожденное в результате синергии материаловедения, точного машиностроения и экономики.

В этой книге дан ответ на этот важный вопрос с помощью основ проектирования пресс-форм и их практического применения, что позволяет вам получить полное представление о движущих силах жизнедеятельности пресс-форм и принимать обоснованные решения.

Краткое изложение ключевых ответов

Зачем читать это руководство? JS раскрывает секреты жизни плесени

При выборе пресс-форм для изделий разных объёмов производства вы наверняка задаетесь вопросом, на какие рекомендации следует обратить внимание. Здесь вам поможет опытный партнёр.

Компания JS приобрела бесценный практический опыт работы с литьевыми формами, имея успешный опыт применения алюминиевых форм для создания прототипов, стальных форм P20 для серийного производства по заказу, а также сложных индивидуальных требований к литью под давлением в медицинской и автомобильной отраслях.

Мы помогли клиентам в секторе электроники решить проблемы с микроизносом в пресс-формах для прецизионных разъемов, разработали литниковые системы для производителей автомобильных компонентов с объемом производства 300 000 единиц, а также специальные коррозионно-стойкие пресс-формы для коррозионно-активных упаковочных материалов для пищевых продуктов.

Это руководство представляет собой краткий обзор нашего опыта, накопленного в ходе реализации сотен проектов, и все рекомендации основаны на реальном производстве. Оно является надежным руководством и поможет предотвратить типичные ошибки при проектировании пресс-форм .

Компания JS предлагает индивидуальные решения для литья под давлением, соответствующие потребностям различных отраслей. Наша команда профессионалов оказывает всестороннюю поддержку на каждом этапе, от оценки потребностей до сопровождения после производства, помогая вам выбрать правильную пресс-форму и избежать ошибок.

Анатомия плесени: открытие «гена долголетия», определяющего продолжительность жизни

Чтобы понять, сколько деталей можно изготовить с помощью пресс-формы, необходимо сначала понять её строение. Эффективность её многочисленных основных систем напрямую влияет на срок её службы.

Базовое определение: разрушение основных систем плесени

Мы разделяем литьевые формы на четыре основные системы, и состояние каждой основной системы напрямую влияет на общий срок службы формы:

• Система полостей:она напрямую влияет на форму детали и наиболее подвержена износу. Например, при производстве деталей, армированных стекловолокном, поверхность полостей легко царапается. Особенно в многоместных формах , износ всех полостей должен быть равномерным, иначе размеры некоторых деталей выходят за пределы допусков. Конструкция должна быть спроектирована таким образом, чтобы литники равномерно передавали расплав, чтобы избежать локального чрезмерного износа.
• Литниковая система:используется для переноса расплавленного пластика. Неправильная конструкция литниковой системы может привести к повышению давления и ускорению износа пресс-формы.
• Система охлаждения:контролирует температуру пресс-формы. Неравномерное охлаждение может привести к термической усталости и сокращению срока службы пресс-формы.
• Система выталкивания:выталкивает отформованную деталь. Стабильность формы зависит от плотности прилегания выталкивающего штифта к плите формы.

Знание этих систем позволит вам заранее выявить потенциальные проблемы с литьевыми формами.

Дизайн определяет будущее: три основных фактора системного проектирования, определяющих срок службы пресс-формы

Большинство считает, что срок службы пресс-формы определяется на этапе производства, но на самом деле большая его часть определяется уже на этапе проектирования. Грамотное проектирование — основа продления срока службы пресс-формы, и три основных элемента системного проектирования особенно важны.

Философия дизайна

Хорошая конструкция будет отвечать требованиям к деталям и снижать износ и усталость, формируя основу для срока службы пресс-формы.

Система вентиляции

Отвод воздуха в направлении износа может привести к скоплению газов в полости формы, что вызовет временное повышение давления и повышенный износ. JS корректно рассчитывает размер вентиляционной канавки с учетом материала пластика .

Для тонкостенных корпусов электронных приборов, изготовленных методом литья под давлением, глубина вентиляционной канавки контролируется на уровне 0,01–0,02 мм, а ширина – на уровне 5–8 мм. Это предотвращает перелив расплава и обеспечивает высокоскоростной отвод воздуха, снижая ударные нагрузки в полости литья. Это позволяет поддерживать колебания давления в полости литья на уровне 5%, что дополнительно снижает риск износа.

Допуск и соответствие

Недостаточный зазор между толкателем и плитой пресс-формы или между сердечником и полостью пресс-формы может привести к образованию заусенцев или заклиниванию детали. Мы обеспечиваем строгие допуски в пределах 0,005 мм, что позволяет гарантировать точность посадки, что крайне важно при изготовлении высокоточных деталей методом литья под давлением на заказ.

Стандартизация и взаимозаменяемость

Использование стандартных компонентов позволяет легко заменять их при износе, не прибегая к ремонту пресс-формы, а также продлевая срок службы литьевой формы.

Выбирая услуги JS по изготовлению литьевых форм на заказ, вы получаете качественные пресс-формы, соответствующие отраслевым стандартам. Наши инженеры оптимизируют каждую систему с точки зрения срока службы, чтобы сделать пресс-форму более прочной.

Матрица решений: пять факторов, влияющих на срок службы пресс-формы

Получив знания о структуре и ключевых аспектах проектирования пресс-форм, крайне важно изучить факторы, непосредственно влияющие на срок службы пресс-формы. Приведённая ниже матрица решений поможет вам интуитивно определить важность каждого фактора.

Матрица факторов, влияющих на срок службы пресс-формы

Пятифакторная приоритизация при выборе инъекций в реальных условиях

При проектировании пресс-форм отдавайте приоритет факторам, оказывающим наибольшее влияние с точки зрения объема производства и характера детали.

• При выборе алюминиевых форм для мелкосерийного производства (<10 000 единиц) отдайте предпочтение использованию некоррозионного и неармированного материала деталей.
• Для массового производства простых деталей (10 000–100 000 шт.) и обычных деталей используйте формы из анодированного алюминия с твердостью более HV300 и долговечностью на 50 % больше, чем у обычных алюминиевых форм, и поэтому они лучше всего подходят для массового производства стандартных литьевых деталей .
• При выборе стальных форм для массового производства деталей (>500 000) соблюдайте режим планового обслуживания. Это позволяет лучше оптимизировать срок службы формы.

С помощью матрицы и программы определения приоритетов можно легко определить ключевые факторы на основе материала детали и объема производства.

JS предоставляет прозрачные расценки на литье под давлением с открытыми затратами, разрабатывая экономически эффективные решения с учетом пяти ключевых факторов и приоритетов, чтобы обеспечить открытость в отношении того, куда направляются все затраты, и исключить отходы.

Невидимый износ: как стареют формы помимо износа

Когда речь заходит об износе пресс-форм, большинство людей автоматически имеют в виду износ поверхности, но есть и другие «невидимые убийцы», которые сокращают срок службы литьевых форм и которые часто упускаются из виду.

Три часто упускаемых из виду фактора потерь

1.Коррозия:

При производстве коррозионно-стойких материалов, таких как ПВХ и ППС, а также при использовании пластиков с добавками хлора, высокие температуры создают коррозионно-активные газы, которые разъедают и расширяют поверхность полости формы. Например, при производстве литьевых изделий из ПВХ срок службы формы сокращается вдвое, если не проводится антикоррозионная обработка.

2.Термическая усталость:

Многократный нагрев и охлаждение пресс-формы может привести к возникновению внутренних напряжений, и если такая ситуация сохраняется в течение длительного времени, возможно образование «термоусталостных трещин». При производстве высокотемпературных материалов, таких как ПК и ПА66, температура полости пресс-формы колеблется от 220–280 °C до комнатной. Микротрещины могут появиться после 50 000 деталей. При отсутствии обработки трещины распространяются на более чем 0,1 мм, оставляя царапины на изделии.

3.Пластическая деформация:

Превышение оптимальной температуры пресс-формы или давления, превышающего предел текучести стали , приводит к необратимой деформации полости. Например, недостаточное охлаждение при производстве толстостенных деталей может привести к выпиранию полости.

Если вам нужны услуги литья под давлением онлайн , JS — ваш выбор. Мы тщательно проверяем исходный износ материалов деталей до их изготовления и заранее проводим антикоррозионную и термическую обработку, чтобы гарантировать долговечность пресс-форм.

Борьба за срок службы: как найти оптимальный баланс между инвестициями в пресс-форму и стоимостью единицы продукции

При выборе пресс-формы люди сталкиваются с вопросом: что дешевле, а что долговечнее. Секрет в том, чтобы найти идеальный баланс между стоимостью пресс-формы и её стоимостью.

Создание математической модели совокупной стоимости владения (TCO)

Мы рекомендуем клиентам использовать следующую формулу для расчета совокупной стоимости владения (TCO):

• TCO = (стоимость амортизации пресс-формы / общий объем производства) + стоимость материала за единицу + стоимость обработки за единицу + (стоимость технического обслуживания / общий объем производства).

Эта формула хорошо отражает долгосрочные расходы. Например, стальная пресс-форма марки P20 стоимостью 10 000 долларов США рассчитана на производство 100 000 изделий при амортизации 0,10 доллара США за изделие и расходах на обслуживание 800 долларов США на каждые 20 000 изделий. Стальная пресс-форма марки S136 стоимостью 18 000 долларов США рассчитана на производство 1,5 миллиона изделий при амортизации 0,012 доллара США за изделие и расходах на обслуживание всего 1200 долларов США на каждые 100 000 изделий.

Это необходимо для расчета стоимости литья под давлением.

Рекомендации по выбору пресс-форм для различных объемов производства

При расчетах следует учитывать не только первоначальную стоимость, но и расходы на техническое обслуживание и простой, особенно при выборе высокоточных форм для индивидуального литья под давлением.

Реальный случай: решение на миллион долларов, которое поможет вам жить — Medical Connectors Life Decision

Первоначальные требования заказчика

Медицинский стартап разработал одноразовый коннектор для инфузионной линии. Деталь должна соответствовать требованиям биосовместимости и иметь шероховатость внутренней стенки Ra≤0,8 мкм. Это высокоточное изделие, изготовленное по индивидуальному заказу методом литья под давлением, с объёмом производства первого заказа около 500 000 штук.

Заказчик считал, что использование форм из стали марки P20 (примерно 12 000 долларов США) позволит сэкономить 6 000 долларов США по сравнению с формами из стали марки S136 (примерно 18 000 долларов США), а 500 000 изделий — это не слишком большой объем производства, поэтому он попросил использовать сталь марки P20.

Анализ JS и оповещение о рисках

Компания JS Precision Manufacturing провела анализ, согласно которому материал детали состоял на 30% из полифениленсульфида (PPS), армированного стекловолокном. Стекловолокно разрушало бы полость при высокой температуре и вызывало коррозию. Испытания показали, что срок службы стали P20 в таких условиях эксплуатации может составлять менее 100 000 деталей, тогда как срок службы стали S136 после хромирования может достигать 1,5 миллиона деталей.

Мы бесчисленное количество раз предупреждали заказчика , что использование стали P20 приведет к выпуску продукции низкого качества, однако заказчик упорно отказывался вносить изменения.

Настойчивость клиентов и ее результат:

Качество пресс-формы было приемлемым до 50 000 изделий, прежде чем она была запущена в массовое производство. При производстве 80 000 изделий на матрице образовались царапины от коррозии. Заусенцы на изделиях выходили за пределы допуска, а гладкость внутренних стенок была неудовлетворительной, что привело к остановке производства заказчиком.

Заказчик заплатил 8000 долларов за ремонт пресс-формы и 80 000 долларов за неустойку и временные производственные расходы, связанные с задержкой выполнения заказов. Убытки значительно превысили экономию, а запуск продукта был отложен на 2 месяца.

Окончательное решение

Заказчик принял решение JS и инвестировал 18 000 долларов США в изготовление хромированной пресс-формы из стали S136. Новая пресс-форма позволила стабильно производить более 1,5 миллионов качественных литьевых изделий, при этом процент годности увеличился с 92% до 99,5%, а расходы на техническое обслуживание сократились на 60%.

Этот случай стал типичным уроком «ложной экономии» и одновременно помог заказчику понять, что при выборе формы следует учитывать долгосрочные потребности.

В случае необходимости индивидуального литья под давлением в медицинском секторе компания JS может предоставить профессиональную экспертизу по выбору материалов, чтобы избежать потерь из-за неправильного выбора пресс-формы и обеспечить более эффективное производство.

Часто задаваемые вопросы

В1: Как узнать, подходит ли к концу срок службы моей пресс-формы?

Существует четыре основных признака:

• Повторяющееся появление заусенцев на детали, даже при сбросе параметров литьевой машины, свидетельствует о чрезмерном зазоре.
• Снижение стабильности размеров и повторные измерения, выходящие за пределы допусков, указывают на износ полости.
• Стойкие поверхностные трещины, не поддающиеся полировке.
• Повторное техническое обслуживание для возврата в эксплуатацию указывает на старение основных компонентов.

В2: Могут ли алюминиевые формы действительно изготавливать только несколько сотен деталей?

Не обязательно. Если для производства неармированных, коррозионностойких пластиков использовать хорошо спроектированную алюминиевую форму с эффективной системой охлаждения и вытяжки, а также качественно обработанную, она легко позволит производить десятки тысяч или сотни тысяч качественных литьевых деталей. Её единственным ограничением является износ мягких металлов и термическая усталость.

В3: Можно ли продлить срок службы пресс-формы путем последующего обслуживания?

Нет. Ремонт, направленный на увеличение срока службы, носит временный характер. Сварка и полировка могут изменить внутреннее напряжение. Срок службы пресс-формы зависит от цикла усталости самого слабого компонента. Теоретически каждый компонент имеет предел. Когда несколько компонентов приближаются к пределу своих возможностей, ремонт не может восстановить их работоспособность. Замена пресс-формы должна быть рассмотрена с учетом потребностей индивидуального литьевого производства.

В4: Что мне нужно предоставить, чтобы получить правильную рекомендацию и смету по пресс-форме?

Необходимы три элемента данных:

• 3D-модель детали (файл STEP или IGS) для оценки формы и сложности детали.
• Целевой материал детали: различные материалы влияют на выбор пресс-формы.
• Расчет годового и общего объема производства. JS рассчитает совокупную стоимость владения (TCO), отправит коммерческое предложение на литье под давлением и порекомендует решение.

Краткое содержание

Существование литьевых форм — это тонкий баланс между точностью, долговечностью и стоимостью. Понимание научных принципов, лежащих в их основе, сделает ваш выбор более разумным, а вашу продукцию — чрезвычайно конкурентоспособной на рынке.

Не позволяйте выбору пресс-форм для литья под давлением на десятки тысяч единиц разрушить вашу мечту о миллионном изделии. JS обладает многолетним опытом предоставления услуг литья под давлением онлайн. Будь то опытное производство малыми партиями или крупносерийное производство, мы предлагаем профессиональные решения и доступные цены на литье под давлением, чтобы помочь вам снизить общую стоимость владения и повысить стабильность производства.

Обратитесь к экспертам JS по пресс-формам сегодня , чтобы получить план оптимизации срока службы пресс-формы и затрат с учетом объемов производства, материалов и требований к качеству вашей продукции. Воспользуйтесь нашими профессиональными расчетами, чтобы гарантировать успешное серийное производство.