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Discussione sulla durata di vita degli stampi industriali: Come prolungare la vita utile degli stampi per iniezione e pressofusione

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durata degli stampi per iniezione e pressofusione

La durata degli stampi è sempre stata un fattore essenziale per la redditività dei progetti industriali. Se riusciamo a utilizzare metodi ragionevoli per estendere la durata dello stampo oltre i requisiti di progetto, miglioreremo significativamente la redditività dell'azienda. Sappiamo che molti fattori influenzano la durata dello stampo. Indipendentemente dal tipo di stampo, il fattore più critico che ne influenza la durata è inevitabilmente il materiale.

Il materiale comunemente utilizzato per gli stampi per iniezione e pressofusione è l'acciaio per stampi. Per capire la durata di uno stampo, partiamo dal materiale.

Requisiti dell'acciaio per stampi industriali

I criteri di selezione dell'acciaio per stampi includono i seguenti:

Requisiti del materiale di iniezione: Plastiche diverse richiedono materiali d'acciaio diversi in base a esigenze specifiche, come l'elevata lucidabilità, la resistenza alla corrosione, ecc.

Considerazioni sul prezzo: Le prestazioni dell'acciaio non dipendono esclusivamente dal suo costo. È essenziale bilanciare i fattori di costo dello stampo. La scelta dell'acciaio per stampi appropriato in base alla durata prevista dello stampo può evitare inutili sprechi. Ad esempio:

L'acciaio generico P20 ha una durata di vita di circa 300.000 cicli.

L'acciaio 2738 può sopportare circa 500.000 cicli senza problemi.

A seconda della situazione, l'acciaio H13/2344 dura in genere da 800.000 a 1.000.000 di cicli o più.

Classificazione degli stampi SPI per spiegare la durata di vita dello stampo e il requisito dell'acciaio

La classificazione degli stampi SPI li suddivide in diverse classi in base alla complessità, ai requisiti di qualità e al volume di produzione previsto.

Classificazione degli stampi SPITipo di stampoDescrizioneNumero di utilizzi
Classe 101Alta produzioneProgettato per produzioni prolungate con elevati requisiti di qualità dei pezziOltre 1000000 cicli
Classe 102Alta produzioneSimile alla Classe 101, ma con requisiti leggermente inferioriDa 500.000 a 1000000 cicli
Classe 103Produzione moderataStampi per produzioni moderate con qualità dei pezzi meno esigentiDa 300.000 a 500.000 cicli
Classe 104Basso volume/prototipazioneStampi per la produzione di bassi volumi o per la prototipazioneDa 100.000 a 300.000 cicli
Classe 105Prototipo/SperimentaleStampi per produzione a breve termine, test o scopi sperimentali500 cicli
Classe AFinitura superficiale criticaStampi per la produzione di pezzi con elevati standard estetici
Classe BFinitura superficiale funzionaleStampi per la produzione di pezzi in cui l'aspetto è meno critico
Classe CFinitura superficiale non specificaStampi per la produzione di parti non visibili o senza problemi di superficie

Gli stampi di classe 101 e 102 richiedono spesso un trattamento termico per raggiungere una durezza di HRC50 o superiore. L'acciaio scelto deve avere buone prestazioni di trattamento termico e di taglio a livelli di durezza elevati. Sebbene la dichiarazione menzioni gradi di acciaio specifici come gli svedesi 8407, S136, gli statunitensi 420, H13, gli europei 2316, 2344, 083 o i giapponesi SKD61, DC53, la scelta effettiva dipende da fattori quali il tipo di plastica, la corrosività, i requisiti estetici e la trasparenza.

Gli stampi di classe 103 utilizzano tipicamente materiali pre-induriti con gradi come S136H, 2316H, 718H, 083H e durezza compresa tra HB270-340.

Gli stampi di classe 104 e 105 utilizzano comunemente acciai come P20, 718, 738, 618, 2311, 2711. Per gli stampi a bassa domanda si possono utilizzare acciai S50C, 45# o lavorare direttamente le cavità dello stampo nell'embrione dello stampo.

Durata di vita dello stampo a iniezione

I fattori che influenzano la durata di vita degli stampi a iniezione

Struttura: Una struttura dello stampo ben progettata aumenta la capacità di carico e riduce le sollecitazioni termiche e meccaniche. Un adeguato meccanismo di guida dello stampo previene l'abrasione e un trattamento speciale dei componenti ad alta resistenza riduce al minimo la concentrazione delle sollecitazioni.

Materiale: La scelta dei materiali dello stampo è fondamentale. I volumi di produzione più elevati impongono carichi maggiori allo stampo, richiedendo materiali con una capacità di carico superiore e una durata di vita prolungata.

Qualità della lavorazione: I difetti dovuti alla lavorazione e al trattamento termico possono influire negativamente sulla durata dello stampo. I segni di coltello residui sulla superficie dello stampo, le crepe microscopiche dovute alla lavorazione a scarica elettrica (EDM) e i difetti superficiali causati dal trattamento termico possono compromettere la capacità portante e la durata dello stampo.

Working conditions: Injection molds undergo repeated cycles of mold closing, locking, injection, holding pressure, cooling, mold opening, and ejection. To ensure optimal performance, we should ensure that all work mechanisms function reliably, operate smoothly, and receive regular maintenance and lubrication.

Condizioni dei pezzi: La qualità della superficie, la durezza, l'allungamento, la precisione dimensionale e altre proprietà meccaniche dei pezzi lavorati influiscono direttamente sulla durata dello stampo. Problemi come i difetti superficiali o l'adesione del materiale possono compromettere il normale funzionamento dello stampo.

Suggerimenti per prolungare la durata di vita dello stampo a iniezione

Impostazione ragionevole della forza di serraggio

Correct clamping force setting is crucial to extend mold life. The correct setting of the clamping force of the injection molding machine is important to improve the life of the mold. Setting the clamping force too high or too low can negatively affect the mold. A low clamping force may cause the mold to open or be damaged due to the injection pressure exceeding the clamping force. Conversely, a high clamping force can exert excessive pressure on the mold, damaging the parting line, exhaust area, and mold parts.

Per evitare questi problemi, possiamo calcolare la forza di serraggio ideale per ogni stampo utilizzando l'analisi del flusso dello stampo o la formula:

Forza di serraggio = area proiettata x fattore di forza di serraggio del materiale x fattore di sicurezza

L'area proiettata comprende il prodotto e il canale di scorrimento, e possiamo ottenere il serraggio

fattore di forza per il materiale dalla tabella delle proprietà del materiale o consultando il fornitore del materiale. Il fattore di sicurezza, in genere da 1,5 a 2, viene selezionato in base a fattori quali la stabilità e la struttura della pressa a iniezione.

Impostazioni ragionevoli di apertura e serraggio dello stampo

La velocità di chiusura ha un impatto sul tempo di ciclo del processo di stampaggio a iniezione. Tuttavia, è essenziale trovare un equilibrio e non puntare semplicemente alla velocità di serraggio più elevata possibile. Una velocità di serraggio eccessiva può portare a un aumento dell'usura e a potenziali danni ai componenti dello stampo. È molto importante garantire una transizione graduale dal serraggio veloce a quello lento, per evitare movimenti bruschi che potrebbero causare disallineamenti o danni allo stampo. Il bloccaggio lento deve avvenire prima che il perno e la parte si incastrino per garantire un allineamento corretto ed evitare interferenze durante il bloccaggio. Allo stesso modo, la transizione tra il rilascio rapido e lento dello stampo deve essere fluida. Il rilascio rapido dello stampo deve avvenire solo dopo che tutti i prodotti e i pezzi sono stati rilasciati con successo dallo stampo, per evitare potenziali danni o interferenze.

Per trovare la velocità di serraggio appropriata occorre considerare vari fattori, come il progetto dello stampo, il materiale utilizzato, la complessità del pezzo e le capacità della macchina. Si consiglia di consultare le linee guida del costruttore della macchina e le specifiche dello stampo, nonché di eseguire test appropriati per determinare la velocità di serraggio ottimale per uno specifico processo di stampaggio a iniezione.

Regolazione corretta dell'espulsore

Le impostazioni errate del meccanismo di espulsione possono compromettere la durata dello stampo a causa dell'espulsione eccessiva o impropria del prodotto, che può danneggiare lo stampo. È importante assicurarsi che la parte stampata venga espulsa correttamente dallo stampo, tenendo conto della separazione richiesta per il prodotto effettivo.

Un volume di espulsione eccessivo può esercitare una pressione estrema sul perno di espulsione. Pertanto, oltre a considerare il volume espulso, è fondamentale impostare la pressione di espulsione a un livello appropriato, in linea con gli effettivi requisiti del prodotto.

Impostazione corretta del canale caldo

Il metodo di avvio e chiusura di un canale caldo può avere un impatto sulla durata dello stampo. Procedure di avvio non corrette possono causare problemi allo stampo, come l'innalzamento dello stesso, che possono richiedere la rimozione e la riparazione dello stampo. Per evitare tali problemi, si consiglia di azionare manualmente la valvola a saracinesca e verificare che le impostazioni siano corrette e funzionino correttamente prima di avviare la produzione completa.

Inoltre, è consigliabile esportare il materiale nel canale caldo attraverso la piastra di distribuzione del materiale e misurarne la temperatura per verificare che sia in linea con quella desiderata. Durante la chiusura del canale caldo, è importante ridurre tempestivamente la temperatura del canale caldo per minimizzare il rischio di degradazione del materiale. Queste pratiche contribuiscono a garantire prestazioni ottimali e a prolungare la vita dello stampo.

Impostazioni di raffreddamento dello stampo ragionevoli

Temperature eccessive possono influire negativamente sulla durata dello stampo. Temperature di stampo eccessive possono ridurre la durata dello stampo. Limitare le temperature dello stampo al minimo necessario per ottenere un aspetto accettabile del pezzo è vantaggioso, poiché questo approccio contribuisce a migliorare la durata dello stampo. Inoltre, è importante mantenere una distribuzione equilibrata della temperatura all'interno dello stampo. La differenza di temperatura tra i lati mobili e fissi dello stampo dovrebbe essere mantenuta entro un intervallo di 6 ℃. Variazioni di temperatura superiori a questo intervallo possono causare differenze significative nella deformazione termica tra i due lati dello stampo, con conseguente scarsa apertura e chiusura e, in ultima analisi, usura o danneggiamento dello stampo. Possiamo migliorare la durata complessiva dello stampo controllando e bilanciando le temperature dello stampo.

Pulizia e manutenzione della muffa

Ispezionare, pulire e lubrificare regolarmente gli stampi nell'ambiente di produzione, preferibilmente almeno una volta per turno. Durante il processo, prestare attenzione ai segni di usura dello stampo, come rigature, usura della linea di separazione e bave. Stabilire un programma di manutenzione preventiva e registrare la manutenzione degli stampi è fondamentale. Esaminando gli eventi di manutenzione ricorrenti, è possibile determinare la frequenza della manutenzione preventiva, che aiuta a ridurre gli eventi di manutenzione non programmati. È essenziale controllare la lubrificazione delle guide e assicurarne il corretto funzionamento. È importante anche monitorare i segni di cedimento dei freni e i ganci allentati. Dopo ogni pulizia e ispezione, è necessario verificare che la slitta sia nella posizione corretta prima di lasciare lo stampo. Inoltre, quando lo stampo rimane inutilizzato per più di 6 ore, l'applicazione di un inibitore di ruggine e il rivestimento accurato delle aree strutturate e lucide possono aiutare a prevenire i danni da ruggine. Seguendo queste pratiche, la manutenzione dello stampo può essere eseguita in modo efficace, migliorando le prestazioni e la durata dello stampo.

Durata di vita dello stampo per pressofusione

Come capire quando uno stampo per pressofusione è giunto a fine vita

In generale, se lo stampo per pressofusione viene utilizzato nel processo dei seguenti fenomeni, indica che lo stampo è vicino alla "fine della vita".

Invecchiamento dello stampo e cricche superficiali: Con l'invecchiamento, lo stampo può sviluppare cricche superficiali che possono compromettere l'aspetto dei getti. Queste cricche possono anche causare tensioni o deformazioni nei getti.

Crepe nella cavità dello stampo: Se la cavità dello stampo presenta grandi crepe, impedisce la corretta formazione del getto. Ciò indica un danno significativo allo stampo e ostacola il processo di colata.

Collasso della superficie di separazione dello stampo: Il collasso della superficie di separazione dello stampo provoca vari difetti. Questa condizione riduce notevolmente l'efficienza della pressofusione e richiede un'ampia post-elaborazione dei getti, con conseguente aumento del carico di lavoro.

Come prolungare la durata di vita degli stampi per pressofusione

Esistono vari modi per prolungare la vita utile degli stampi per pressofusione, che dovrebbero riguardare principalmente quattro aspetti: la selezione del materiale dello stampo, la progettazione dello stampo, la produzione dello stampo, l'uso dello stampo e la manutenzione.

Abbiamo già parlato della selezione dei materiali in precedenza, quindi non la ripeteremo qui.

Design dello stampo per pressofusione

Il design dello stampo di pressofusione svolge un ruolo significativo nel determinare la sua durata. Uno stampo ben progettato può migliorare significativamente la longevità del processo di pressofusione. Pertanto, nella fase di progettazione dello stampo è meglio considerare gli aspetti sottostanti, tenendo conto delle caratteristiche della colata:

Aumentare la resistenza dello stampo: Dobbiamo assicurarci che lo stampo sia progettato con un'ampia resistenza e rigidità per sopportare le sollecitazioni meccaniche e termiche che subisce durante il processo di pressofusione. Ciò può comportare l'utilizzo di materiali di alta qualità, l'ottimizzazione della struttura dello stampo e il rinforzo delle aree critiche soggette a concentrazione di stress.

Migliorare la progettazione del sistema di raffreddamento: Prestare molta attenzione alla progettazione del sistema di raffreddamento dello stampo per controllare efficacemente la temperatura durante il processo di colata. Ottimizzare la disposizione e le dimensioni dei canali di raffreddamento, garantire un raffreddamento uniforme in tutto lo stampo e utilizzare tecniche di raffreddamento avanzate come il raffreddamento conformale per migliorare l'efficienza di raffreddamento e prolungare la durata dello stampo.

Incorporare materiali resistenti all'usura: Considerare l'uso di materiali o rivestimenti resistenti all'usura per i componenti dello stampo soggetti a forte usura, come la cavità, il nucleo e le guide. Questi materiali possono migliorare la resistenza dello stampo all'usura e prolungarne la durata.

Ottimizzare la progettazione del sistema di chiusura: La progettazione del sistema di chiusura gioca un ruolo fondamentale per la qualità della colata e la durata dello stampo. Progettate con cura il canale di colata, il canale di scorrimento e il gate per garantire un flusso regolare e controllato del metallo fuso, ridurre al minimo le turbolenze e l'intrappolamento dell'aria e ridurre l'impatto sulla cavità dello stampo.

Ridurre la concentrazione delle sollecitazioni: Individuare le aree del progetto dello stampo in cui può verificarsi una concentrazione di tensioni, come gli angoli acuti o le variazioni improvvise della sezione trasversale. Modificate il progetto incorporando filetti, raggi o transizioni graduali per distribuire le sollecitazioni in modo più uniforme e ridurre il rischio di rottura.

Implementare uno sfiato adeguato: Uno sfiato adeguato è essenziale per liberare l'aria e i gas dalla cavità dello stampo durante la colata. Uno sfiato insufficiente può causare porosità, difetti e danni allo stampo. Progettare e posizionare con cura gli sfiati in luoghi appropriati per garantire uno sfiato adeguato senza compromettere l'integrità dello stampo.

Eseguire l'analisi del flusso dello stampo: Utilizziamo un software di simulazione del flusso dello stampo per analizzare e ottimizzare il progetto dello stampo prima della produzione. Questo processo ci consente di identificare potenziali problemi quali squilibri di flusso, intrappolamento d'aria o pressione eccessiva, consentendoci di apportare modifiche al progetto per migliorare la durata e le prestazioni dello stampo.

Manutenzione e ispezione regolari: Stabilire un programma di manutenzione regolare per lo stampo di pressofusione, che comprenda pulizia, lubrificazione e ispezione. Ispezionare regolarmente lo stampo per rilevare eventuali segni di usura, danni o affaticamento e affrontare tempestivamente qualsiasi problema per evitare un ulteriore deterioramento e prolungare la vita dello stampo.

Produzione di stampi

Il processo di produzione degli stampi e la loro accuratezza sono fattori cruciali che influiscono sulla durata degli stampi. È essenziale dare priorità e affrontare in modo approfondito i diversi aspetti che influenzano la durata degli stampi durante la fase di produzione. Dedicando attenzione e sforzi a queste aree, possiamo migliorare la durata degli stampi e prolungarne la vita.

Migliorare il processo di produzione degli stampi, migliorare la precisione di produzione degli stampi

Il miglioramento del processo di produzione degli stampi e della loro precisione può avere un impatto positivo sulla durata degli stampi. La generazione di tensioni interne durante la lavorazione dello stampo è un problema importante per gli stampi di pressofusione. Per migliorare la durata dello stampo, è necessario ridurre al minimo le sollecitazioni ed eliminarle tempestivamente. È possibile ottenere questo risultato attraverso un'attenta pianificazione del percorso di processo, la creazione di specifiche di processo dettagliate e il rispetto di procedure di lavorazione precise.

Il rafforzamento delle pratiche di gestione della qualità e l'innalzamento del livello di produzione degli stampi sono essenziali per migliorarne la durata. Ridurre la necessità di saldare le cavità dello stampo è particolarmente importante, poiché i materiali utilizzati per la saldatura, le alte temperature e le tensioni interne che ne derivano possono influenzare in modo significativo la durata dello stampo. In genere, i produttori di stampi per pressofusione mirano a evitare la saldatura delle cavità, ma, se necessario, l'uso di metodi di saldatura a caldo e il rinvenimento per alleviare le tensioni dopo la saldatura possono contribuire a migliorare la durata dello stampo.

Riduzione dello strato duro di impulsi elettrici sulla superficie dello stampo

La riduzione dello strato duro di impulsi elettrici sulla superficie dello stampo è un aspetto importante nella produzione di stampi. Quando si utilizza la lavorazione a scarica elettrica (EDM) per la lavorazione della cavità dello stampo, sulla superficie dello stampo possono formarsi uno strato bianco brillante e uno strato metamorfico. Ciò comporta che la superficie dello stampo sia sottoposta a sollecitazioni di trazione. Se il successivo processo di lucidatura non riesce a rimuovere la tensione dalla superficie, è probabile che lo stampo si rompa o si guasti precocemente una volta entrato in produzione.

Le ricerche hanno dimostrato che dopo l'elettroerosione, la superficie dello stampo può presentare tensioni di trazione comprese tra 700 e 1100 MPa. Inoltre, quando si utilizzano correnti elevate di elettroerosione, sulla superficie dello stampo possono formarsi numerose microfessure. Questi fattori contribuiscono al rischio di cricche precoci o di guasti dello stampo una volta messo in produzione.

Lo spazio di montaggio dello stampo è ragionevole

Un aspetto importante della produzione di stampi per pressofusione è che il gioco di assemblaggio dello stampo sia ragionevole. Il processo di pressofusione comporta alte temperature, alte velocità e alte pressioni. Se l'assemblaggio dello stampo per pressofusione non viene eseguito correttamente, possono verificarsi problemi che possono causare danni allo stampo e comprometterne la durata.

In effetti, l'assemblaggio di uno stampo per pressofusione è generalmente considerato più impegnativo e critico di uno stampo a iniezione. A causa delle caratteristiche uniche del processo di colata, soprattutto nel caso di stampi di grandi dimensioni, il campo di temperatura dello stampo subisce variazioni significative tra le temperature di produzione della pressofusione e la temperatura ambiente. Pertanto, durante il processo di assemblaggio è necessaria una comprensione approfondita delle caratteristiche dello stampo e delle variazioni del campo di temperatura. Ciò consente di effettuare regolazioni mirate dell'assemblaggio per garantire una distanza ragionevole tra gli stampi.

La produzione di pressofusione può essere eseguita senza problemi, senza problemi come il "runout dell'acqua" o l'inceppamento del cursore, grazie al corretto gioco di assemblaggio dello stampo. Ciò migliora l'affidabilità dello stampo e ne prolunga la durata complessiva.

Uso e manutenzione dello stampo

Pulire gli scarti nell'uso dello stampo in tempo utile per evitare l'estrusione dello stampo stesso.

È necessario pulire tempestivamente gli scarti nello stampo per evitare danni. Se lo stampo contiene detriti o scarti, in particolare nell'area del cursore, può provocare il collasso o il danneggiamento del cursore quando la macchina per la pressofusione riprende a funzionare. Pertanto, è necessario pulire lo stampo e risolvere il problema tempestivamente per evitare ulteriori danni. Se si rimanda la riparazione a quando lo stampo è danneggiato, la sua durata può essere notevolmente ridotta.

Ridurre al minimo il raffreddamento e il riscaldamento dello stampo e cercare di produrre in modo continuo.

Ridurre al minimo i cicli di raffreddamento e riscaldamento dello stampo e puntare a una produzione continua è utile per prolungare la durata dello stampo. L'espansione e la contrazione termica reciproca subite dallo stampo di pressofusione durante il processo, con fluttuazioni di temperatura che vanno da 220°C a 450°C, possono portare a danni da fatica. L'avvio della produzione con uno stampo freddo comporta un aumento delle differenze di temperatura, dell'espansione e della contrazione dello stampo e del relativo affaticamento, accelerando il danneggiamento dello stampo e riducendone la durata. Pertanto, è consigliabile puntare a una produzione continua e ridurre al minimo i cicli di raffreddamento e riscaldamento dello stampo per prolungarne la durata.

Inoltre, quando lo stampo è freddo e non ha raggiunto la temperatura media di produzione, è essenziale evitare di aprire l'iniezione e la pressurizzazione ad alta velocità. L'apertura di questi processi con un'ampia fessura dello stampo può causare l'ingresso di residui o detriti in aree critiche dello stampo, come i fori dei cursori e della barra superiore, con conseguenti danni allo stampo e un impatto negativo sulla sua durata.

Manutenzione regolare della muffa

La manutenzione e l'assistenza regolari degli stampi sono fondamentali per garantire la longevità e le prestazioni degli stampi per pressofusione. A causa delle difficili condizioni di alta pressione, alta velocità e alta temperatura durante la produzione continua, gli stampi per pressofusione sono soggetti a danni, guasti e problemi nascosti. Pertanto, è essenziale rafforzare le pratiche di manutenzione degli stampi, comprese le ispezioni regolari, le routine di manutenzione e la sostituzione delle parti danneggiate o usurate. È inoltre necessario pulire la slitta, il foro di espulsione e altre aree critiche. Dando priorità alla manutenzione degli stampi, le aziende di pressofusione possono garantire l'affidabilità dello stampo durante la produzione e prolungarne la durata complessiva.

Conclusione

Inoltre, il controllo della vita delle muffe è di estrema importanza. Sono ansioso di discutere in dettaglio del controllo della vita delle muffe e apprezzo il vostro sostegno e la vostra motivazione in questo campo!

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