Изготовление пресс-форм

Сроки производства пресс-формы

Зависят от следующих факторов (в порядке убывания):

• загруженности производства на момент заключения контракта;
• требований к шероховатости, точности и сложности изделия;
• материала формообразующих;
• размера пресс-формы;
• гарантированного ресурса пресс-формы.

Основные этапы изготовления пресс-формы

В основе любого массового изделия из пластмассы лежит пресс-форма — его точный стальной негатив, который и делает возможным серийное производство. Процесс её изготовления — это череда взаимосвязанных и строго регламентированных этапов, где результат каждого последующего шага всецело зависит от исполнения предыдущего.

Подготовительный этап

На данном этапе очень важно уточнить техническое задание от заказчика. Для правильного проектирования модели пресс-формы необходимо учитывать особенности технологии литья под давлением, чтобы в итоге изготовленная пресс-форма была технологичной именно для литья на термопластавтомате (ТПА) с учетом выбранных материалов.

Часто конструкторские отделы предприятий формируют 3D модель или чертеж на готовое изделие, которое даже теоретически не может быть отлито на ТПА. Например, годами изделие производилось на собственном токарном или фрезерном участке заказчика из текстолита, или металла, и в целях экономии принято решение о необходимости изготовления пресс-формы для литья данного изделия, например, из стеклонаполненного полиамида, который по своим многим качествам не уступает металлу, но при этом себестоимость изделия будет на порядок ниже.

В итоге производитель пресс-формы получает чертежи на готовое изделие, которое не может быть отлито. Такие чертежи надо дорабатывать с учетом специфики литья на термопластавтомате. В частности, необходимо учесть усадку, равно и разнотолщинность материалов, добавить ребра жесткости, задать не параллельность плоскостей и т.п. Также на этапе согласования технического задания необходимо уточнить шероховатость поверхности, необходимость и тип нанесения шагрени, и другие важные параметры, непосредственно влияющие на стоимость и сроки изготовления пресс-формы. Если заказчик понимает всю необходимость прохождения стадии промышленного дизайна, то это упрощает процесс согласования технического задания, так как промышленный дизайн выполняется с учетом специфики литья на ТПА.

Проектирование пресс-формы

Конструкторский этап чрезвычайно важен, так как ошибки, допущенные на этапе проектирования очень дорого исправлять. Мы считаем принципиальным моментом, что конструктор должен располагаться непосредственно на производстве и сопровождать процесс изготовления, (осуществлять авторский надзор) на всех стадиях изготовления пресс-формы. Это в свою очередь обеспечивает своевременный обмен информацией и позволяет учитывать специфику выполнения работ. Происходит процесс постоянного развития персонала, снижается стоимость и срок изготовления, выявленные ошибки исправляются быстро, не приобретая необратимый характер.

Конструирование пресс-формы должно учитывать множество факторов, в том числе выбор литьевой машины (ТПА), на которой будет осуществляться литье (усилие смыкания и объем впрыска, расстояние между колоннами), материал литья, количество гнезд, материал из которого будет изготовлена пресс-форма, учитывающий ее плановый ресурс. Работа над проектом начинается с определения типа пресс-формы, наличия или отсутствия горячего канала, подвижных знаков, определения плоскости разъема (граница между подвижной и неподвижной частями), проектируются литники, определяются места расположения толкателей или съемных плит. Проектируются системы охлаждения (термостабилизации), системы вентиляции (выпара).

В итоге, на выходе конструкторского этапа мы получаем полный комплект 3D моделей, спецификации, эскизы и чертежи, листы раскроя и другую необходимую для выполнения работ документацию.

На большинстве современных предприятий практически нет необходимости готовить бумажные чертежи или эскизы. У нас, например, каждое рабочее место специалиста, нуждающегося в чертежах оборудовано компьютером, на котором он может посмотреть любую деталь, ее размеры, повертеть ее с любой стороны определить ее назначение и место в пресс-форме. Это значительно упрощает работу, экономит время, а главное минимизирует производственный брак.

Производство пресс-формы

Заготовка

Всё начинается с выбора материала — будущего «тела» пресс-формы. От качества заготовки зависит долговечность и стойкость всего инструмента в условиях многотысячных циклов литья.

Механообработка

С помощью фрезерных, токарных и шлифовальных операций формируются основные контуры будущей пресс-формы, создаются посадочные места и технологические полости. Это черновая работа, которая, однако, требует высочайшей квалификации, чтобы заложить основу для последующей точности.

Термообработка

Чтобы сталь могла противостоять абразивному воздействию расплавленного пластика и постоянным циклическим нагрузкам, её подвергают термообработке. Путем закалки и отпуска материал приобретает необходимую твёрдость и прочность.

Чистовая обработка

В зависимости от задачи используются ЧПУ фрезерные станции с высокой скоростью вращения шпинделя, применяются методы ЭЭРО (электроэрозионной обработки) .

Шлифовка и полировка

От качества поверхности формы напрямую зависит внешний вид готовой детали. Финишная шлифовка и многоступенчатая полировка вручную позволяют добиться требуемой шероховатости — от матовой текстуры до зеркального блеска.

Нанесение шагрени

Если изделие должно иметь матовую или текстурированную поверхность, эту текстуру (шагрень) необходимо перенести на саму пресс-форму. Это делается с помощью химического травления, которое воспроизводит заданный узор на стали, создавая уникальный эстетический эффект на отлитой детали.

Сборка изготовленной пресс-формы

Все изготовленные компоненты — матрицы, пуансоны, литниковые системы, система охлаждения — собираются в единый, сложный механизм. Сборка подобна работе часовщика: каждый элемент должен встать на своё место, обеспечивая идеальную соосность и работоспособность.

Тестовое литье

Момент истины. Собранную пресс-форму устанавливают в термопластавтомат и проводят пилотную отливку. Первые изделия — это не просто продукт, а главный источник информации. Они показывают, как ведёт себя материал, выявляют возможные дефекты усадки, следы от линий разъёма или проблемы с заполнением.

Доработка пресс-формы и повторное тестовое литье

Результаты тестового литья анализируются и на основе этих данных производится финальная доводка пресс-формы. Корректируются допуски, полируются проблемные зоны, оптимизируется система вентиляции. Этот цикл повторяется до тех пор, пока отлитая деталь не будет в точности соответствовать всем требованиям.