Проектирование многогнёздной пресс-формы
Число гнёзд это решение по стоимости, а не значение по умолчанию. Мы балансируем литники и охлаждение для пресс-форм на 2, 4, 8, 16 и 32 гнезда, чтобы каждое гнездо заполнялось с одинаковой скоростью, выдерживало одинаковый допуск и изнашивалось одинаково, со стальной оснасткой за 4-6 недель.
Бесплатная консультация24h
Быстрый расчёт
от 2 до 32
Число гнёзд оснастки
±0.05mm
Допуск между гнёздами
250k литей
Стойкость пресс-формы
Материалы
| Марка | Свойства | Типичные области применения |
|---|---|---|
| Сталь P20 (предварительно закалённая) | 28-34 HRC по сечению, равномерная твёрдость, хорошая полируемость и обрабатываемость без дополнительной термообработки, экономична при средних объёмах | Прототипные и малосерийные пресс-формы, вставки гнёзд, серийные формы на 4-8 гнёзд |
| Инструментальная сталь 1.2344 (H13) | Марка для горячих работ, 48-52 HRC после закалки и отпуска, высокая твёрдость при нагреве и стойкость к тепловой усталости, стандартный выбор для закалённых сердечников гнёзд | Серийные пресс-формы для инженерных пластмасс, формы с горячим литником, высокогнёздные формы, гнёзда с большим ресурсом |
| Нержавеющая сталь 1.2316 (420) для пресс-форм | Предварительно закалена до 30-36 HRC, коррозионностойкая, допускает высокую полировку, подходит для прозрачных и оптических деталей | Гнёзда для оптических и прозрачных деталей, косметические пресс-формы, формы для пищевого контакта, оснастка для медицинских изделий |
| Нержавеющая сталь 1.2083 (420 модифицированная) | Предварительно закалена до 48-52 HRC, коррозионностойкая и твёрдая, подходит для прозрачных деталей, которым нужны и полировка, и износостойкость | Глянцевые прозрачные корпуса, пресс-формы для оптических линз, косметические формы для литья пластмасс |
| Коррозионностойкая сталь S136 (1.2083 предварительно закалённая) | Держит 48-52 HRC, отлично сохраняет полировку, устойчива к агрессивным продуктам смол со стекловолокном и галогенированных смол | Пресс-формы для PA и PBT со стекловолокном, применения с галогенированными антипиренами, медицинские формы |
| Медные и алюминиевые вставки в пресс-формы | Сплав меди для быстрого отвода тепла в соплах горячего литника, алюминий для конформного охлаждения в высокогнёздных формах, и то и другое применяется вставками, а не как целая форма | Сопла горячего литника, конформные каналы охлаждения, высокогнёздные формы с равномерным охлаждением |
Параметры процесса
| Параметр | Стандартный диапазон |
|---|---|
| Доступное число гнёзд | 1, 2, 4, 8, 16, 32 и до 64 для простых геометрий |
| Срок изготовления оснастки (сталь, 4-32 гнезда) | 4 - 6 недель |
| Срок изготовления оснастки (алюминиевая мягкая пресс-форма) | 2 - 3 недели |
| Разброс массы между гнёздами | в пределах 1.5% от номинальной массы литья |
| Разброс размеров между гнёздами | ±0.05 mm, жёстче по запросу |
| Масса детали за одно литьё | до 2.5 kg, больше по запросу |
| Тип литниковой системы | горячий литник, клапанный впуск, изолированный горячий литник, холодный литник безразводной компоновки |
| Габариты пресс-формы | до 1200 x 900 x 800 mm и 35 тонн |
| Требуемое усилие смыкания | до 2500 kN |
| Ожидаемый ресурс пресс-формы | 250 000 - 500 000 литей в зависимости от смолы и заполнения |
Отделка поверхности
Текстура VDI 3400 (зернистая поверхность)
Химически травленая сталь гнёзд даёт мелкое матовое зерно, которое переносится на деталь. Это стандартная косметическая отделка видимых корпусов, а глубина зерна задаётся как 0.025 mm на каждый градус требуемого угла скоса, поэтому скос и текстура проектируются вместе, а не по отдельности.
Полировка до глянца
Многоступенчатая полировка гнезда алмазными инструментами до зеркального блеска для прозрачных и высокоглянцевых деталей. Если нужны и полировка, и текстура, полировку наносят до любого текстурирования, а обзор компоновки гнёзд отмечает зоны, где полировка будет потеряна внутри текстурированной зоны.
Струйное текстурирование и дробеструйная обработка
Дробеструйная обработка стеклянным или керамическим абразивом даёт равномерную сатиновую поверхность, скрывающую следы инструмента и обеспечивающую стабильный хват. Текстуры этого семейства не требуют угла скоса, что делает их практичным выбором для стенок, которым иначе потребовался бы дополнительный скос для переноса зерна.
Электрополирование и очистка гнёзд
Электрохимическая полировка убирает микровыступы с поверхности гнезда и снижает риск появления линий течения на отполированной детали. Финальный цикл очистки удаляет остатки полировальной пасты перед первыми литьями, и именно там обычно возникают следы загрязнения на прозрачных деталях.
Отделка горячего литника и клапанных впусков
Манифолды горячего литника, сопла и элементы клапанных впусков доводятся и проверяются по размерам до установки в пресс-форму. Сопла подбираются под смолу, чтобы температура расплава в точке впрыска оставалась выше предела деструкции на протяжении всего времени цикла.
Обработка поверхности выталкивателей и гнёзд
Выталкиватели, гильзовые выталкиватели и поверхности съёмников полируются и при необходимости покрываются там, где косметическая деталь иначе показала бы след от инструмента. Гнездо осматривается при боковом освещении до пробных литьев, чтобы облой по линии разъёма и следы инструмента обнаруживались на оснастке, а не на детали.
Проектирование с учётом технологичности (DFM)
- Выбирайте число гнёзд по годовому объёму и числу различных номеров деталей, а не по минимальной цене за деталь, потому что пресс-форма на 16 гнёзд для детали объёмом 20 000 шт в год простаивает и замораживает капитал
- Балансируйте литник так, чтобы каждое гнездо получало одинаковый объём расплава при одинаковой температуре, потому что небалансированный литник приводит к тому, что последнее гнездо заполняется холодным и недоливным
- Держите длину литника симметричной и применяйте безразводную компоновку для круглых деталей, где впуск может входить прямо в деталь и литник исключается полностью
- Проверяйте тоннаж пресса до фиксации компоновки, поскольку компоновка на 16 гнёзд для детали с массой литья 400 граммов требует пресса, которого в проекте может не быть
- Рассмотрите семейную пресс-форму для почти одинаковых деталей, она использует одни и те же гнёзда для разных номеров деталей и окупается, когда несколько деталей имеют общую геометрию и материал
- Применяйте клапанные впуски на косметических видимых поверхностях, потому что след от впуска прячется внутри детали, а не зачищается шкуркой
- Планируйте охлаждение по самому толстому сечению и добавляйте конформное охлаждение в высокогнёздных формах, где просверлённый канал не достигает центра гнезда
- Оставляйте доступ для выталкивателей и для обслуживания пресс-формы, потому что высокогнёздная форма, которую нельзя открыть без повреждений, обойдётся дороже в обслуживании, чем сэкономила на смоле
- Задавайте горячий литник только тогда, когда объём это оправдывает, поскольку оснастка с горячим литником дороже, а экономия идёт от времени цикла и отходов литника, а не от самих деталей
- Загрузите файлы STEP, IGES или DXF и получите бесплатный расчёт числа гнёзд в течение 24ч с балансом литника, оценкой времени цикла и сравнением годовых затрат
Оснастка и производственные мощности
| Тип | Срок поставки | Подходит для |
|---|---|---|
| Алюминиевая мягкая оснастка | 2 - 3 недели | Пилотные партии 25-500 шт, проверка рынка, проверка числа гнёзд до инвестиций в сталь |
| Стальная пресс-форма с холодным литником | 4 - 6 недель | Серийные программы, где отходы литника составляют малую долю общих затрат, обычно до 100 000 шт в год |
| Стальная пресс-форма с горячим литником | 5 - 7 недель | Крупносерийные программы выше 100 000 шт в год, где время цикла и отходы литника определяют себестоимость |
| Семейная пресс-форма (несколько номеров деталей) | 5 - 7 недель | Несколько почти одинаковых номеров деталей с общими гнёздами, что снижает стоимость оснастки на каждый номер |
Обеспечение качества
- Число гнёзд и баланс гнёзд подтверждаются на первом изделии с записью массы и размеров по каждому гнезду
- Отчёт о первом изделии (FAI) по первому гнезду, а остальные гнёзда проверяются по массе и критичным размерам
- Разброс массы между гнёздами измеряется и сообщается относительно цели 1.5%
- Заводской сертификат на инструментальную сталь и отчёт о термообработке архивируются вместе с форой при поставке
- Пробные литья с недоливом и полным заполнением проводятся на производственных настройках, чтобы подтвердить правильность заполнения и вентиляции
- Отчёт об испытании пресс-формы выдаётся вместе с ней с указанием давления в гнёздах, времени цикла и массы детали
- След от впуска и косметические поверхности проверяются на первом изделии по сравнению с утверждённым образцом
- Внешних инспекторов SGS, Bureau Veritas или TUV подключаем по вашему запросу на любой операции
- Интервалы обслуживания и полировки оснастки документируются в передаваемом комплекте
- К каждой партии прилагаем сертификат о происхождении, размерный отчёт и документ на материал
Применение
- Корпуса и рамки бытовой электроники в серийном объёме
- Автомобильные внутренние и наружные декоративные модули
- Упаковочные закрывающие элементы и семейства контейнеров
- Внутренние рамы бытовых приборов и корпуса управления
- Корпуса для LED и тела радиаторов
- Семейства разъёмов и клеммных колодок
- Семейства деталей игрушек и аксессуаров
- Компоненты одноразовых медицинских изделий
- Мебельная фурнитура и модульные крепёжные элементы
Почему выбирают FHY Precision
Число гнёзд определяется по вашему годовому объёму и набору номеров деталей, а цена за деталь и стоимость оснастки показываются вместе
Сбалансированная конструкция литника и охлаждения, чтобы каждое гнездо заполнялось с одинаковой скоростью и выдерживало одинаковый допуск, что подтверждается на первом изделии
Разброс между гнёздами удерживается в пределах 1.5% по номинальной массе и ±0.05mm по размерам, что измеряется и сообщается
Бесплатный расчёт числа гнёзд в течение 24ч с компоновкой литника, оценкой времени цикла и сравнением годовых затрат
Заводской сертификат на инструментальную сталь и отчёт о термообработке архивируются вместе с форой при поставке
Качество задокументировано: внешние инспекторы и сертификаты EN 10204 3.1 на материалы привлекаются по вашему желанию
Цех в Китае с прямыми заводскими ценами Китая и без торгового посредника
Испытания, оснастка, анализ и серийные детали закрываются одним заказ-нарядом
Часто задаваемые вопросы
1. Как выбрать правильное число гнёзд для моей детали?
Начните с годового объёма, делённого на число номеров деталей, и двигайтесь обратно от времени цикла. Одногнёздная пресс-форма обычно правильна ниже примерно 20 000 шт в год для одного номера детали. Выше этого гнёзда начинают окупаться, а практические пределы задаются массой литья относительно тоннажа пресса и временем охлаждения самой толстой стенки в детали. Расчёт, который мы предоставляем, показывает цену за деталь по числу гнёзд с амортизацией стоимости оснастки, и именно это сравнение действительно решает вопрос.
2. Какова реальная разница в стоимости между 4 и 16 гнёздами?
Цена за деталь падает примерно пропорционально числу гнёзд при одинаковом цикле, но не точно, потому что время цикла на одно литьё немного растёт по мере усложнения сети литников и по мере того, как пресс должен заполнить большую массу. Стоимость оснастки растёт с числом гнёзд, поэтому точка перелома зависит от объёма и от того, сколько месяцев вы планируете вести программу. Для детали объёмом 200 000 шт в год разница существенна, а для детали объёмом 15 000 шт в год пресс-форма на 16 гнёзд редко окупается.
3. Все 16 гнёзд дадут одинаковые детали?
В пределах заданной полосы, да. Мы удерживаем разброс массы между гнёздами в пределах 1.5% от номинальной и разброс размеров в пределах ±0.05mm на первом изделии и сообщаем фактические измерения по каждому гнезду. Одинаково выглядящий результат дают сбалансированный литник и симметричная схема охлаждения, а не само число гнёзд, при этом гнёзда в конце плохо сбалансированного литника работают на холодном расплаве и дают заметно более лёгкие детали.
4. Когда горячий литник оправдывает дополнительную стоимость?
Когда годовой объём настолько велик, что время цикла и отходы литника определяют себестоимость, что на практике означает выше примерно 100 000 шт в год для типового корпуса. Горячий литник убирает литниковую систему, поэтому материал литника становится частью детали, и он убирает время охлаждения самого литника, что сокращает цикл. Обратная сторона состоит в том, что оснастка с горячим литником дороже, пресс-форма изготавливается дольше и добавляется ещё один элемент обслуживания. Мы моделируем оба варианта в расчёте числа гнёзд, чтобы сравнение шло по вашим цифрам.
5. Что такое семейная пресс-форма и когда она имеет смысл?
Семейная пресс-форма использует одно и то же гнездо для нескольких номеров деталей, а различия реализуются сменными вставками в форме, а не отдельным гнездом для каждой детали. Это работает, когда детали геометрически близки, например серия одного корпуса разной длины или один кронштейн с разными рисунками отверстий. Стоимость оснастки тогда покрывает сразу несколько номеров деталей, а не по одному на каждый. Стоит оценивать, когда у вас три и более почти одинаковых детали, и не стоит, когда детали существенно различаются.
6. Сколько занимает изготовление многогнёздной пресс-формы?
Алюминиевая мягкая оснастка занимает 2-3 недели, и это правильный выбор для пилотных объёмов и для проверки числа гнёзд до инвестиций в сталь. Стальная серийная оснастка занимает 4-6 недель для пресс-формы на 4-32 гнезда, а форма с горячим литником требует 5-7 недель. Пробные литья и приёмка первого изделия входят в эти сроки, а отсчёт начинается с момента, когда конструкция зафиксирована и результат заполнения утверждён.
7. Что произойдёт с числом гнёзд, если мой объём изменится?
Предусмотрите это в пресс-форме. Хорошая практика это изготовить пресс-форму на 8 гнёзд в компоновке, допускающей добавление ещё 8 гнёзд позже, чтобы сторона пресса была готова, когда объём оправдает инвестиции, и остаётся добавить только дополнительные вставки гнёзд и перебалансировать литник. Это называется перспективной или расширяемой компоновкой, она стоит почти ничего на старте и избавляет от повторных вложений в оснастку позже.
8. Как выбирается инструментальная сталь под мою смолу?
Предварительно закалённая сталь P20 подходит для прототипных и среднесерийных пресс-форм, потому что ей не нужна термообработка и это экономит стоимость оснастки. Закалённая H13 с твёрдостью 48-52 HRC является стандартом для серийных гнёзд. Для прозрачных и оптических деталей коррозионностойкая сталь 1.2316 или 1.2083 даёт сохранение полировки, которое этим деталям необходимо. Для смол со стекловолокном нужна коррозионностойкая сталь, потому что выделяемая во время переработки сера со временем разрушает незащищённую инструментальную сталь.
9. Вы предоставляете чертежи пресс-формы и план обслуживания?
Да. Передаваемый комплект включает компоновку гнёзд, компоновку литников и охлаждения, записи по стали формы и термообработке, позиции впусков, схему выталкивания, интервалы обслуживания и полировки и рекомендуемые настройки литья по результатам пробных литьев. Именно этот комплект позволяет вашей собственной службе обслуживания вести форму, и это разница между пресс-формой, которая отработает 400 000 литей, и той, которую придётся переделывать на 150 000.
10. Можете ли вы вести серийное производство на пресс-форме после поставки?
Да, и для большинства заказчиков это более простой вариант. Один заказ-наряд может покрыть анализ, пресс-форму, пробные литья и серийные детали, а себестоимость детали рассчитывается после амортизации формы. Альтернативно форму можно передать вам для ваших собственных прессов, и тогда передаваемый комплект включает настройки с пробных запусков, чтобы ваши операторы начинали с проверенного процесса.
11. Какая информация нужна для расчёта многогнёздной формы?
3D-модель в STEP или IGES, 2D-чертёж с допусками и косметическими указаниями, марка смолы и содержание наполнителя, годовой объём, число различных номеров деталей и целевая себестоимость детали, если она у вас есть. Если смола не выбрана, сообщите условия эксплуатации и механические требования, и мы смоделируем две кандидатные марки. Расчёт числа гнёзд приходит в течение 24 часов в рабочие дни.
12. Как вы гарантируете, что из каждого гнезда выходит одинаковая деталь?
Это делают три вещи. Симметричная компоновка литника даёт каждому гнезду одинаковый объём расплава и одинаковую температуру. Одинаковые вставки гнёзд, а не заглушки гнёзд в изношенной плите, сохраняют геометрию по всей пресс-форме. И определённая схема охлаждения означает, что каждое гнездо остывает с одинаковой скоростью, а именно это не даёт размерам расходиться между гнёздами за ресурс пресс-формы. Мы проверяем это по массе каждого гнезда на первом изделии и сообщаем разброс, цель составляет в пределах 1.5% от номинала.
13. Какое максимальное число гнёзд вы можете изготовить?
Мы делаем до 32 гнёзд для обычной компоновки и до 64 для простых круглых геометрий с безразводной компоновкой. Дальше ограничение редко связано с пресс-формой, оно связано с прессом, поскольку литьё с большим числом гнёзд требует достаточного усилия смыкания для проектируемой площади и достаточного объёма пластмассы для стабильной массы литья. Расчёт числа гнёзд определяет тоннаж и массу литья по вашему списку оборудования до отрисовки компоновки, поэтому число на чертеже это число, которое вы действительно сможете отрабатывать.
14. Вы делаете пресс-форму под один номер детали или под несколько?
И то и другое. Пресс-форма под один номер детали это простой случай. Семейная пресс-форма использует сменные вставки в общем гнезде для нескольких геометрически похожих номеров деталей, что распределяет стоимость оснастки на все. Мы также можем сделать выделенную форму под одну деталь, а позже добавить второй блок гнёзд, и расчёт числа гнёзд показывает стоимость каждого пути, чтобы вы приняли решение с цифрами на руках.
15. Вы предлагаете стороннюю инспекцию?
Да. Инспекторов SGS, Bureau Veritas или TUV мы подключаем на любой стадии по вашему указанию — начиная с приёмки инструментальной стали и заканчивая предотгрузочными измерениями размеров и функциональными испытаниями отливок. Отчёт составляет нейтральный специалист, которого вы не назначали; именно этого нередко требует конечный заказчик, принимая первую партию от нового поставщика.
16. Каков минимальный объём заказа?
Минимум это один комплект деталей, потому что пресс-форма это разовая инвестиция и детали снимаются с неё. Для алюминиевой мягкой оснастки практический минимум составляет 25-500 шт, это тот объём, который оправдывает мягкую оснастку вместо обработки деталей на станке. Для стальной оснастки осмысленный объём начинается примерно с 20 000 шт в год для одного номера детали, и расчёт числа гнёзд точно показывает, где находится экономическая граница для вашей конкретной детали.