Изготовление пресс форм. От чертежа до серийного производства

Очень часто при производстве определенных деталей необходимая точная литая копия. Решить данную проблему можно несколькими способами, одним из которых является использование специальных форм.

Они встречаются нескольких видов, так как подгоняются для конкретного типа заготовки. Сегодня изготовление пресс форм для литья это очень сложная процедура, которой должны заниматься специалисты.

Составные части пресс-формы

1. Матрица – статичный элемент пресс-формы, отвечающая за дизайн внешней поверхности изделия. Матрица соединяется с каналом, куда и осуществляется подача материала под давлением.
2. Пуансон – движущаяся часть устройства, отвечающая за внутреннюю поверхность изделия и давление. Именно из пуансона снимается готова модель изделия.
3. Формирующая полость – пустое пространство внутри самой пресс-формы, точно повторяющая геометрию устройства, это та часть устройства, в которую под давлением подается материал.
4. Линия разъема – область соединения пуансона и матрицы. Линия разъема может быть представлена одной плоскостью. В более сложных пресс-формах плоскость может быть разделена на несколько частей, в зависимости от сложности конфигурации пуансона и матрицы.

Основные понятия

Пресс форма представляет собой специальную заготовку, которая является своеобразным макетом будущей детали. Используются такие механизмы для литья изделий из разных материалов, таких как:

• пластик;
• металл и т.д.

Состоят они зачастую из 2 основных частей:

1. Пуансона, представляющей собой подвижную часть.
2. Матрицы, в которой и формируется форма и размеры будущей детали.

Очень часто они могут дополняться и другими компонентами, которые позволяют создавать очень сложные изделия. Такие конструкции встречаются только на производстве и никак не могут быть изготовлены в домашних условиях.

Виды пресс-форм

В зависимости от предназначения пресс-формы делят на:

1. Для массового производства. Такие формы изготавливают из очень прочных металлов, в связи, с чем долгое время сохраняют свои свойства при массовом производстве. Стоят они достаточно дорого. Металлические формы пригодны для осуществления литья под большим давлением.
2. Для мелкосерийного производства. Если пресс-форму планируется использовать для мелкосерийного производства, то материалом для ее изготовления может быть силикон, дерево, полиуретан, пластик, алюминий, акрил и др. Все зависит от вида изделия, для производства которого будем использована форма.

В зависимости от материала, из которого будут отливаться изделия различают такие виды пресс-форм: пресс-формы для литья стекла, пластмасс, металлов, резины, полимеров, силиконовые формы.

Как сделать форму

Для МиниТПА не требуется полноценная пресс-форма для литья деталей из пластмасс.

Достаточно сделать формообразующую деталь, являющуюся частью любой пресс-формы.

Форма может состоять из одной-двух-трех и так далее деталей. Главное: они должны плотно соединяться и удерживаться в собранном состоянии в момент впрыска пластмассы. Затем после впрыска форма должна легко разбираться на составляющие, а сама деталь без проблем извлекаться после отливки.

Изготовление формы будет показано на примере выполнения задания литья клипсы для шнура. Этот пример для станка с автоматическим узлом смыкания, модификации для ручного станка также описаны ниже.

1. Отрисовываем изделие.

2. Поскольку деталь небольшая, то таких деталей можно отливать по нескольку штук за раз. Принято решение лить 2 штуки за раз, поскольку требуется небольшое количество изделий.

Рисуется компьютерная модель половины формы, содержащей 2 детали. Впрыск планируется в середине между изделиями. Поскольку требование к изделию не являются высоким, то литьевые каналы принято сделать широкими для более легкого литья.

По углам предусматриваются отверстия с резьбой.

Вы можете скачать zip-архив с файлами этой пластины в формате stp и iges по этой ссылке.

3. Передняя пластина (вторая половина формы) представляет собой гладкую поверхность с отверстием посередине для сопла МиниТПА и также четырьмя отверстиями с резьбой для крепления.

4. Для себя мы разработали набор рамок для крепления разногабаритных форм со множеством сквозных отверстий и с большими отверстиями по углам для посадки на направляющие.

Впоследствии, мы отказались от рамок в исходном виде, оставив от них лишь вертикальные части с бронзовыми втулками.

К отверстиям крепятся формы, размеры отверстия для нашего случая указаны на странице «Чертежи». Вы же вправе выбирать их и располагать так, как требует Ваша деталь.

5. Собираем все конструкцию на станке, делаем пробную отливку. Все готово.

6. В нашем случае, мы доработали форму, оснастив ее толкателями для работы в автоматическом режиме.

Пример работы ниже на видео:

Ссылка на Youtube https://youtu.be/U-Puu40pGjw

Форма для литья в ручном режиме на рабочем столе

Форма для литья в ручном режиме будет иметь минимум отличий: отверстие в ровной пластине делать не нужно — впрыск будет происходить по линии смыкания двух пластин (полуформ).

Форму нужно будет закрепить на рабочем столе. Верхний рычаг будет удерживать форму от раскрытия, второй — двигать весь рабочий стол к соплу для впрыска.

Надеемся, эта информация будет полезной для Вас при проектировании и изготовлении формы.

— еще один пример —

Изготовление двойного дюбеля для монтажа теплого пола

Согласно приведенному выше алгоритму была спроектирована и испытана форма для литья

двойного дюбеля для монтажа теплого пола.

Форма

Форму делали из алюминия по двум причинам. Первая — проверить одну гипотезу (техническое решение), вторая — минимизировать риски в случае неудачи и заодно сэкономить в случае удачи. Все получилось.

Решено было делать форму на два места, чтобы уложиться в габарит 120 мм. Форма проектировалась для литья в автоматическом режиме, оснащена толкателями. Были сделаны каналы для охлаждения, поскольку толщина одной пластины (полуформы) составила более 20 мм.

Ниже приведены фото формы, состоящей из двух половинок, фото толкателей и пластины для крепления толкателей.

Детали отливаются не пополам в полуформах, в полуформу с толкателями деталь погружена чуть глубже, примерно на 2 мм, на глубину боковых зацепов. Так сделано для того, чтобы после отливки детали оставались именно в ней.

Это имело смысл. В самом начале, когда доза еще только подбиралась доза впрыска, при малой дозе деталь оставалась на полуформе, которая ближе к носику. При правильной дозе — оставалась там, где толкатели.

Снятие размеров

Фото оригинала, с которого снимались размеры, приведено ниже. Дюбель под трубу 25 мм белого цвета.

Отливки дюбеля

Заказчик привез с собой несколько полимеров для тестирования. Вес отливки составил 21 грамм, то есть чуть больше 10 граммов составляет вес одного двойного дюбеля.

Первый материал — наш стандартный полипропилен (дюбель оранжевого цвета). Льется обычно, никаких сюрпризов или особенностей. Усадки почти не видно. Не замеряли и не запоминали параметры, поскольку материал дорогой. Просто выгоняли материал, заодно проливали в тестовом режиме. Плюс разогревали форму.

Небольшая вмятина вверху дюбеля — это еще не отработанная доза впрыска, не брак и не усадка.

Второй материал — полиэтилен низкого давления (серо-голубой цвет). Температура переработки в максимальной точке 240 градусов Цельсия. Льется хорошо, но из-за высокой температуры цикл даже с охлаждением составил почти 100 секунд, это категорически не устраивало заказчика. По тактильным ощущениям — очень приятная деталь, тяжеловатая, хорошо лежит в руке.

Появился брак из-за плохого охлаждения на краях формы — усадка выше радиуса. Это нетрудно устранить, просверлив дополнительные каналы охлаждения в требуемых частях.

Третий материал — вторичный (не помню название), под кодовым номером «109» у поставщика (узнаю название — поправлю тест [Парфенов О.Н.]), цвет также непонятный. Низкая температура переработки, чудесно льется, сразу вышли на цикл в 57 секунд. Максимальная температура расплава была в диапазоне 180-190 градусов Цельсия.

Заказчик пожелал еще уменьшить цикл. Нами были даны рекомендации: добавить внешнее воздушное охлаждение, сделать дополнительные каналы для водяного охлаждения, уменьшить ход подвижной полуформы. Время цикла для такой отливки в 40 секунд представляется абсолютно реальным.

Поскольку данный набор мероприятий не входит в регламент тестирования фомы, заказчик будет заниматься этим самостоятельно уже у себя на производстве.

Но главное достоинство этого материала — цена в 60 рублей за килограмм, то есть цена отливки в 21 грамм составляет 1 рубль 26 копеек, или цена материала для литья одного двойного дюбеля — 63 копейки. В магазине такой дюбель стоит 5 рублей.

Внешний вид дюбеля совершенно никак не беспокоил заказчика, на ощупь он гладкий, хотя кажется, что поверхность вся испещрена канавами, царапинами, вмятинами. Материал в гранулах выглядел точно так же, как и само изделие.

Для четвертого материала потребовалось повышение температуры, что потянуло за собой увеличение цикла, поэтому тестирование четвертого материала остановили, толком не начав.

Форма в работе

Фотография формы в работе. Видны трубки охлаждения. Толкатели начинают выталкивать отливку.

Финансовая часть

Прямые затраты для получения результата в виде годной отливки двойного дюбеля для теплого пола составили (все цены по прайс-листу):

1. Снятие размеров — 5000 руб.
2. Проектирование — 35000 руб.
3. Изготовление — 30000 руб.
4. Тестирование — 15000 руб. Цена на тестирование указана с учетом последующей скидки при покупке оборудования.
5. Тестирование материала 4 шт. — бесплатно.

Итого: 85ооо рублей.

Мы продолжаем сотрудничество — приступили к проектированию формы (сначала снятию размеров) для следующего в списке изделия: скобы для крепления трубы к пенополистиролу.

Фото оригинала детали ниже.

Последние новости от клиента

Удалось уменьшить цикл до 24 (!!!) секунд.

Наши поздравления!

Этапы создания пресс-формы

1 этап – построение 3d модели изделия на базе таких графических продуктов как 3DMAX, ProEngineering, SolidWork. 2 этап – 3д визуализация – создание 3д-рендера для согласования формы, материала, цвета будущего продукта; 3 этап – изготовление прототипа – создание 3d модели изделия для внесения окончательных исправлений в пресс-форму; 4 этап – производство пресс формы, путем печати на 3д-принтере, 3д фрезерования или гравировки; 5 этап – корректировка изготовленной формы при помощи фрезерного станка с ЧПУ. 6 этап – серийное производство изделий и контроль качества созданной пресс-формы.

Преимущества применения пресс-форм

К основным преимуществам использования пресс-форм относится:

1. Безотходность производства. Отходы расходного материала сводятся к нулю. При производстве изделий с применением форм, в нее аккуратно заливается материал изделия, заполняющий форму. По окончанию процесса полимеризации из пресс-формы уже извлекается готовое изделие.
2. Высокая производительность. Процесс изготовления нового изделия занимает значительно меньше времени, чем традиционная обработка материалов при помощи шлифовального и режущего инструментов.
3. Не нужность обрабатывающего оборудования. Готовые изделия, полученные при помощи пресс-форм, не нуждаются в постобработки поверхности, краев и граней.

Главные недостатки производства и применения пресс форм – это высокая стоимость изготовления формы и длительное время ее создания. Эти недостатки часто ставят под сомнение целесообразность использования пресс форм при производстве небольших партий продукции. Однако для массового производства специфических и сложных деталей, где главный фактор производства — время, пресс-формы просто незаменимы.

Компания KLONA – это проектирование пресс форм и изготовление пресс форм в Харькове, налаживает ваше мелкосерийное производство. Наши специалисты подберут для вас максимально выгодный вариант реализации проекта, не зависимо от того что это создание единичного экземпляра или же производство целой партии продукции.

Ассортимент продукции

Бизнес-идея подойдет инвесторам, располагающим значительной суммой капитала. Чтобы охватить потребности производителей пластмассовых и алюминиевых изделий, требуется широкий ассортимент форм. Это формы для изготовления хозяйственных и бытовых изделий, ПЭТ-тары, электроники, канализационной и водопроводной арматуры, др. При наличии соответствующего оборудования можно обеспечить спрос на пресс-формы таких типов:

• Одно- и многоместные. Используются для отливки одной и нескольких деталей за цикл;
• Семейные. Матрица и пуансон представляют вставки, за счет чего можно разнообразить сферу применения одной формы;
• Холодноканальные. Дешевле в изготовлении, но готовые изделия в них дороже по себестоимости;
• Горячеканальные. Сложнее в изготовлении, но экономят сырье производителям пластиковых изделий;
• С закладными элементами;
• С гидравлическими подвижными знаками;
• С воздушными толкателями;
• Двухкомпонентные и др.

Начать бизнес можно с изготовления самых востребованных пресс-форм в регионе, постепенно дополняя ассортимент с учетом запросов постоянных и новых клиентов.