FirstMold Half Logo

Bespreking van de levensduur van industriële matrijzen: Hoe de levensduur van de spuitgiet- en spuitgietmatrijs verlengen

Deel dit artikel:
levensduur van spuitgietmatrijzen en spuitgietmatrijzen

De levensduur van matrijzen is altijd een essentiële factor geweest in de winstgevendheid van industriële projecten. Als we redelijke methoden kunnen gebruiken om de levensduur van de mal te verlengen tot boven de ontwerpvereisten, zal dit de winstgevendheid van het bedrijf aanzienlijk verbeteren. We weten dat veel factoren de levensduur van de matrijs beïnvloeden. Ongeacht het type matrijs is de meest kritieke factor die de levensduur beïnvloedt onvermijdelijk het materiaal.

The common material used for plastic mold and die-casting molds is mold steel. In order to understand the life of a mold, let’s start with the material.

Staalvereisten voor industriële mallen

De selectiecriteria voor gietstaal omvatten het volgende:

Eisen aan het injectiemateriaal: Verschillende kunststoffen vereisen verschillende staalmaterialen op basis van specifieke behoeften zoals hoge polijstbaarheid, corrosiebestendigheid enz.

Prijsoverwegingen: De prestaties van het staal hangen niet alleen af van de kosten. Het is essentieel om de kostenfactoren van de mal tegen elkaar af te wegen. Door het juiste matrijsstaal te kiezen in overeenstemming met de verwachte levensduur van de matrijs kun je onnodige verspilling voorkomen. Bijvoorbeeld:

Algemeen P20 staal heeft een levensduur van ongeveer 300.000 cycli.

2738 staal kan ongeveer 500.000 cycli aan zonder problemen.

Afhankelijk van de situatie gaat H13/2344 staal meestal 800.000 tot 1.000.000 cycli of meer mee.

SPI-schimmelclassificatie om de levensduur van de schimmel en staalvereisten uit te leggen

De SPI matrijsclassificatie deelt matrijzen in verschillende klassen in op basis van complexiteit, kwaliteitseisen en verwacht productievolume.

SPI SchimmelclassificatieType schimmelBeschrijvingAantal toepassingen
Klas 101Hoogwaardige productieOntworpen voor grote productieruns met hoge productkwaliteitseisenMeer dan 1000000 cycli
Klasse 102Hoogwaardige productieVergelijkbaar met Klasse 101, maar met iets lagere eisen500.000 tot 1000000 cycli
Klasse 103Matige productieMatrijzen voor gemiddelde productieruns met minder veeleisende onderdeelkwaliteit300.000 tot 500.000 cycli
Klasse 104Laag-Volume/PrototypingMallen voor productie van kleine aantallen of prototypes100.000 tot 300.000 cycli
Klasse 105Prototype/ExperimenteelMallen voor kleine series, testen of experimentele doeleinden500 cycli
Klasse AKritische oppervlakteafwerkingMallen voor de productie van onderdelen met hoge esthetische normen
Klasse BFunctionele oppervlakteafwerkingMallen voor de productie van onderdelen waarbij het uiterlijk minder belangrijk is
Klasse CNiet-specifieke oppervlakteafwerkingMallen voor de productie van niet-zichtbare onderdelen of onderdelen zonder zorgen over het oppervlak

Matrijzen van klasse 101 en 102 hebben vaak een warmtebehandeling nodig om een hardheid van HRC50 of hoger te bereiken. Het geselecteerde staal moet goed presteren op het gebied van warmtebehandeling en snijden bij hoge hardheden. Hoewel in de verklaring specifieke staalsoorten worden genoemd zoals 8407, S136 uit Zweden, 420, H13 uit de Verenigde Staten, 2316, 2344, 083 uit Europa of SKD61, DC53 uit Japan, hangt de daadwerkelijke keuze af van factoren zoals het type kunststof, corrosiviteit, uiterlijk en transparantie.

Matrijzen van klasse 103 gebruiken meestal voorgeharde materialen met kwaliteiten zoals S136H, 2316H, 718H, 083H en een hardheid van HB270-340.

Voor matrijzen van klasse 104 en 105 worden gewoonlijk staalsoorten gebruikt zoals P20, 718, 738, 618, 2311, 2711. S50C, 45# staal of het rechtstreeks machinaal bewerken van de vormholtes in het vormembryo kan worden gebruikt voor matrijzen met een lage vraag.

Levensduur van spuitgietmatrijzen

Factoren die de levensduur van spuitgietmatrijzen beïnvloeden

Structuur: Een goed ontworpen matrijsstructuur verbetert het draagvermogen en vermindert thermische en mechanische spanning. De juiste matrijsgeleidingsmechanismen voorkomen slijtage en een speciale behandeling van onderdelen met hoge sterkte minimaliseert spanningsconcentratie.

Materiaal: De keuze van matrijsmaterialen is cruciaal. Hogere productievolumes belasten de matrijs zwaarder, waardoor materialen met een superieure belastbaarheid en een langere levensduur nodig zijn.

Verwerkingskwaliteit: Defecten tijdens verwerking en warmtebehandeling kunnen de levensduur van de matrijs negatief beïnvloeden. Overblijvende messporen op het matrijsoppervlak, microscopische scheurtjes door elektrische ontladingsbewerking (EDM) en oppervlaktedefecten veroorzaakt door warmtebehandeling kunnen de draagkracht en levensduur van de matrijs aantasten.

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.

Condities van het onderdeel: De oppervlaktekwaliteit, hardheid, rek, maatnauwkeurigheid en andere mechanische eigenschappen van de verwerkte onderdelen hebben een directe invloed op de levensduur van de matrijs. Problemen zoals oppervlaktedefecten of materiaalhechting kunnen de normale werking van de matrijs verstoren.

Tips om de levensduur van spuitgietmatrijzen te verlengen

De redelijke instelling van klemkracht

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.

Om deze problemen te vermijden, kunnen we de ideale klemkracht voor elke matrijs berekenen met behulp van de matrijsstroomanalyse of de formule:

Klemkracht = geprojecteerd oppervlak x materiaalklemkrachtfactor x veiligheidsfactor

Het geprojecteerde gebied omvat het product en de loopwagen, en we kunnen de klemming verkrijgen

krachtfactor voor het materiaal uit de materiaaleigenschappen tabel of door de leverancier van het materiaal te raadplegen. De veiligheidsfactor, meestal 1,5 tot 2, wordt gekozen op basis van factoren zoals de stabiliteit en structuur van de spuitgietmachine.

Redelijke matrijsopening en kleminstellingen

De opspansnelheid heeft een invloed op de cyclustijd van het spuitgietproces. Het is echter essentieel om een evenwicht te vinden en niet simpelweg te streven naar de snelst mogelijke klemsnelheid. Een te hoge klemsnelheid kan leiden tot verhoogde slijtage en mogelijke schade aan de matrijsonderdelen. Zorg voor een soepele overgang van snel naar langzaam klemmen om abrupte bewegingen te voorkomen die kunnen leiden tot uitlijnfouten of schade aan de matrijs. Langzaam klemmen moet gebeuren voordat de pen en het onderdeel op elkaar passen om de juiste uitlijning te garanderen en interferentie tijdens het klemmen te voorkomen. Ook de overgang tussen snel en langzaam vrijgeven van de mal moet vloeiend verlopen. Snelle vrijgave van de matrijs mag pas plaatsvinden nadat alle producten en onderdelen met succes uit de matrijs zijn vrijgegeven om mogelijke schade of interferentie te voorkomen.

Om de juiste opspansnelheid te vinden, moet rekening worden gehouden met verschillende factoren zoals het matrijsontwerp, het gebruikte materiaal, de complexiteit van het product en de mogelijkheden van de machine. We raden aan om de richtlijnen en matrijsspecificaties van de machinefabrikant te raadplegen en de juiste tests uit te voeren om de optimale opspansnelheid voor een specifiek spuitgietproces te bepalen.

Juiste uitwerperinstelling

Onjuiste instellingen van het uitwerpmechanisme kunnen de levensduur van de matrijs in gevaar brengen doordat het product te ver of onjuist wordt uitgeworpen, wat de matrijs kan beschadigen. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat het gevormde onderdeel op de juiste manier uit de matrijs wordt uitgeworpen, rekening houdend met de vereiste scheiding voor het eigenlijke product.

Een te groot uitwerpvolume kan extreme druk uitoefenen op de uitwerppin. Daarom is het cruciaal om de uitwerperdruk in te stellen op een geschikt niveau dat overeenkomt met de werkelijke productvereisten, naast het uitwerpvolume.

Juiste instelling van de warmloper

De methode voor het starten en sluiten van een hotrunner kan inderdaad de levensduur van de matrijs beïnvloeden. Verkeerde opstartprocedures kunnen leiden tot problemen met de matrijs, zoals opstijgen van de matrijs, waardoor de matrijs moet worden verwijderd en gerepareerd. Om dergelijke problemen te voorkomen, raden we aan om de klepafsluiter handmatig te bedienen en te controleren of de instellingen correct zijn en goed functioneren voordat de volledige productie wordt opgestart.

Daarnaast is het raadzaam om het materiaal in de hotrunner door de materiaalverdeelplaat te voeren en de temperatuur te meten om te controleren of deze overeenkomt met de gewenste temperatuur. Tijdens het sluiten van de hotrunner is het belangrijk om de temperatuur van de hotrunner onmiddellijk te verlagen om het risico op materiaaldegradatie te minimaliseren. Deze werkwijzen dragen bij aan optimale prestaties en een langere levensduur van de matrijs.

Redelijke instellingen voor matrijskoeling

Een te hoge schimmeltemperatuur kan de levensduur van de schimmel negatief beïnvloeden. Te hoge matrijstemperaturen kunnen de levensduur van de matrijs verkorten. Het is gunstig om de matrijstemperaturen te beperken tot het minimum dat nodig is om een aanvaardbaar uiterlijk van het product te krijgen, omdat deze aanpak de levensduur van de matrijs helpt verbeteren. Daarnaast is het belangrijk om een evenwichtige temperatuurverdeling binnen de matrijs te behouden. Idealiter houden we het temperatuurverschil tussen de bewegende en de vaste kant van de mal binnen een bereik van 6 ℃. Temperatuurschommelingen buiten dit bereik kunnen leiden tot aanzienlijke verschillen in thermische vervorming tussen de twee zijden van de mal, wat leidt tot slecht openen en sluiten en uiteindelijk slijtage of schade aan de mal tot gevolg heeft. We kunnen de totale levensduur van de matrijs verlengen door de matrijstemperaturen te regelen en in balans te brengen.

Schimmelreiniging en -onderhoud

Inspect, clean, and lubricate molds regularly in the production environment, preferably at least once per shift. During the process, pay attention to signs of mold wear, such as scuffing, parting line wear, and burrs. Establishing a preventive maintenance schedule and keeping records of mold maintenance is crucial. By reviewing recurring maintenance events, the frequency of preventative maintenance can be determined, which helps reduce unscheduled maintenance events. It is essential to check the lubrication of slides and ensure their proper functioning. Monitoring signs of brake failure and loose hooks is also important. After each cleaning and inspection, it is necessary to verify that the slide is in the correct position before leaving the mold.

Additionally, when the mold remains unused for more than 6 hours, applying a rust inhibitor and thoroughly coating textured and polished areas can help prevent rust damage. By following these practices, mold maintenance can be effectively carried out, enhancing mold performance and lifespan.

De Levensduur van de Matrijzenafgietselvorm

Hoe je kunt zien of een spuitgietmatrijs het einde van zijn levensduur heeft bereikt

In het algemeen, als de spuitgietmatrijs wordt gebruikt in het proces van de volgende verschijnselen, wat aangeeft dat de matrijs dicht bij het "einde van het leven" is.

Veroudering van de mal en barsten in het oppervlak: Als de mal veroudert, kunnen er oppervlaktescheurtjes ontstaan die het uiterlijk van de gietstukken kunnen aantasten. Deze scheurtjes kunnen ook leiden tot rek of vervorming in de gietstukken.

Barsten in de vormholte: Als de vormholte grote scheuren vertoont, kan het gietstuk zich niet goed vormen. Dit duidt op aanzienlijke schade aan de mal en belemmert het gietproces.

Inzakking van het gietvormoppervlak: Wanneer het scheidingsoppervlak van de matrijs instort, leidt dit tot verschillende defecten. Deze toestand vermindert de efficiëntie van het spuitgieten aanzienlijk en vereist uitgebreide nabewerking van de gietstukken, waardoor de werkbelasting toeneemt.

Manieren om de levensduur van de spuitgietmatrijs te verlengen

There are various ways to extend the service life of die-casting molds, which should be mainly from four aspects: mold material selection, mold design, mold manufacturing, mold use and maintenance.

We hebben de materiaalselectie hierboven al besproken, dus we zullen het hier niet herhalen.

Ontwerp spuitgietmatrijs

Het ontwerp van de spuitgietmatrijs speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de levensduur. Een goed ontworpen matrijs kan de levensduur van het spuitgietproces aanzienlijk verlengen. Daarom is het beter om onderstaande aspecten te bekijken tijdens de ontwerpfase van de matrijs, rekening houdend met de kenmerken van het gietstuk:

Increase mold strength:

We need to ensure that the mold is designed with ample strength and rigidity to withstand the mechanical and thermal stresses it experiences throughout the die-casting process. This can involve using high-quality materials, optimizing the mold structure, and reinforcing critical areas prone to stress concentration.

Enhance cooling system design:

Pay close attention to the mold cooling system design to effectively control the temperature during the casting process. Optimize the layout and size of cooling channels, ensure uniform cooling throughout the mold, and use advanced cooling techniques such as conformal cooling to improve cooling efficiency and extend mold life.

Incorporate wear-resistant materials:

Consider using wear-resistant materials or coatings for mold components that are subjected to high wear, such as the cavity, core, and slides. These materials can improve the mold’s resistance to wear and extend its lifespan.

Optimize gating system design:

The design of the gating system plays a crucial role in the quality of the casting and the life of the mold. Carefully design the sprue, runner, and gate to ensure a smooth and controlled flow of molten metal, minimize turbulence and air entrapment, and reduce the impact on the mold cavity.

Reduce stress concentration:

Identify areas in the mold design where stress concentration may occur, such as sharp corners or sudden changes in cross-section. Modify the design by incorporating fillets, radii, or gradual transitions to distribute stresses more evenly and reduce the risk of failure.

Implement proper venting:

Adequate venting is essential to release air and gases from the mold cavity during casting. Insufficient venting can lead to porosity, defects, and mold damage. Carefully design and place vents in appropriate locations to ensure proper venting without compromising the integrity of the mold.

Conduct mold flow analysis:

Utilize mold flow simulation software to analyze and optimize the mold design before manufacturing. By conducting this process, we can identify potential issues such as flow imbalances, air entrapment, or excessive pressure, enabling us to make design adjustments that improve the service life and performance of the mold.

Regular maintenance and inspection:

Establish a regular maintenance schedule for the die-casting mold, including cleaning, lubrication, and inspection. Regularly inspect the mold for signs of wear, damage, or fatigue and address any issues promptly to prevent further deterioration and extend the mold’s life.

Mallen maken

Het fabricageproces van de matrijs en de nauwkeurigheid van het maken van de matrijs zijn cruciale factoren die de levensduur van matrijzen beïnvloeden. Het is essentieel om de verschillende aspecten die de levensduur van mallen beïnvloeden tijdens de productiefase prioriteit te geven en grondig aan te pakken. Door aandacht te besteden aan deze aspecten kunnen we de duurzaamheid van matrijzen verbeteren en hun levensduur verlengen.

Proces voor matrijsfabricage verbeteren, precisie voor matrijsfabricage verbeteren

Het verbeteren van het matrijsfabricageproces en het verhogen van de matrijsfabricageprecisie kan de levensduur van de matrijs positief beïnvloeden. Het ontstaan van interne spanning tijdens het verwerken van de matrijs is een belangrijk probleem voor spuitgietmatrijzen. Om de levensduur van mallen te verbeteren, is het noodzakelijk om stress te minimaliseren en onmiddellijk te elimineren. Het is mogelijk om dit te bereiken door een zorgvuldige planning van de procesroute, het creëren van gedetailleerde processpecificaties en het naleven van nauwkeurige verwerkingsprocedures.

Het versterken van kwaliteitsbeheerpraktijken en het verhogen van het niveau van matrijsproductie is essentieel voor het verbeteren van de levensduur van matrijzen. Het is vooral belangrijk om de noodzaak van het oplassen van matrijzen te verminderen, omdat de materialen die gebruikt worden voor het oplassen, de hoge temperaturen en de resulterende interne spanning de duurzaamheid van de matrijs aanzienlijk kunnen beïnvloeden. Fabrikanten van spuitgietmatrijzen streven er over het algemeen naar om het oplassen van caviteiten te vermijden, maar als het toch nodig is, kan het gebruik van hete lasmethoden en het ontlaten van de matrijs na het lassen helpen om de levensduur van de matrijs te verlengen.

Vermindering van de harde laag van elektrische impulsen op het matrijsoppervlak

Het verminderen van de harde laag van elektrische impulsen op het matrijsoppervlak is een belangrijke overweging bij de productie van matrijzen. Bij het gebruik van elektrische ontladingsmachines (EDM) voor het bewerken van de matrijsholte kan zich een heldere witte laag en een metamorfe laag vormen op het oppervlak van de matrijs. Dit leidt tot trekspanning op het matrijsoppervlak. Als het daaropvolgende polijstproces er niet in slaagt de spanning van het oppervlak te verwijderen, is de kans groot dat de matrijs vroegtijdig barst of defect raakt zodra hij in productie gaat.

Onderzoek heeft aangetoond dat het oppervlak van de matrijs na EDM trekspanningen van 700 tot 1100 MPa kan hebben. Bovendien kunnen er talrijke microscheurtjes ontstaan op het matrijsoppervlak wanneer er hoge elektrische ontladingsstromen worden gebruikt. Deze factoren dragen bij aan het risico op vroegtijdig scheuren of falen van de matrijs zodra deze in productie wordt genomen.

Schimmelassemblage speling is redelijk

Redelijke speling bij de matrijsassemblage is een belangrijk aspect bij de productie van matrijzen voor spuitgieten. Het spuitgietproces gaat gepaard met hoge temperaturen, hoge snelheden en hoge druk. Als de assemblage van de spuitgietmatrijs niet correct wordt uitgevoerd, kan dit tot problemen leiden die schade aan de matrijs kunnen veroorzaken en de levensduur kunnen beïnvloeden.

In feite wordt het assembleren van een spuitgietmatrijs over het algemeen als uitdagender en kritischer beschouwd dan een spuitgietmatrijs. Door de unieke eigenschappen van het gietproces, vooral bij grote matrijzen, ondergaat het temperatuurveld van de matrijs aanzienlijke veranderingen tussen de productietemperatuur van het spuitgieten en de kamertemperatuur. Daarom is een grondig begrip van de eigenschappen van de mal en de variaties in het temperatuurveld noodzakelijk tijdens het assemblageproces. Hierdoor kunnen gerichte assemblageaanpassingen worden uitgevoerd om een redelijke tussenruimte bij de assemblage van de matrijs te garanderen.

De spuitgietproductie kan soepel worden uitgevoerd zonder problemen zoals "wateruitloop" of vastlopen van schuiven door een goede speling in de matrijsassemblage. Dit verbetert de betrouwbaarheid van de matrijs en verlengt de algehele levensduur.

Gebruik en onderhoud van schimmels

Ruim het schroot tijdens het gebruik van de mal op tijd op om extrusie van de mal te voorkomen

We moeten het schroot in de mal snel opruimen om schade te voorkomen. Als de mal afval of schroot bevat, met name in het gebied van de glijder, kan dit leiden tot het instorten of beschadigen van de glijder wanneer de spuitgietmachine weer werkt. Reinig daarom de matrijs en los het probleem onmiddellijk op om verdere schade te voorkomen. Reparaties uitstellen tot na de beschadiging van de matrijs kan de levensduur aanzienlijk beïnvloeden.

Minimaliseer het koelen en verwarmen van de mal en probeer continu te produceren

Minimizing the cooling and heating cycles of the mold and aiming for continuous production is beneficial for extending the mold’s lifespan. The reciprocal thermal expansion and contraction experienced by the die-casting mold during the process, with temperature fluctuations ranging from 220°C to 450°C, can lead to fatigue damage. Starting production with a cold mold results in increased temperature differences, mold expansion and contraction, and corresponding fatigue, accelerating mold damage and shortening its lifespan. Therefore, it is advisable to strive for continuous production and minimize mold cooling and heating cycles to prolong its life.

Als de matrijs koud is en nog niet de gemiddelde productietemperatuur heeft bereikt, is het bovendien essentieel om te vermijden dat hogedrukinjectie en -druk worden geopend. Als deze processen worden geopend met een grote matrijsopening, kan er afval of vuil in kritieke delen van de matrijs terechtkomen, zoals schuif- en bovenbalkgaten, wat kan leiden tot schade aan de matrijs en een negatieve invloed kan hebben op de levensduur.

Regelmatig onderhoud van schimmels

Regelmatig matrijsonderhoud en -onderhoud zijn cruciaal om de levensduur en prestaties van spuitgietmatrijzen te garanderen. Door de veeleisende omstandigheden van hoge druk, hoge snelheid en hoge temperatuur tijdens continue productie, zijn spuitgietmatrijzen gevoelig voor schade, defecten en verborgen problemen. Daarom is het essentieel om de onderhoudspraktijken voor matrijzen te verbeteren, met inbegrip van regelmatige inspecties, onderhoudsroutines en vervanging van beschadigde of versleten onderdelen. Het reinigen van de slede, het uitwerpgat en andere kritieke delen is ook noodzakelijk. Door prioriteit te geven aan matrijsonderhoud kunnen spuitgietbedrijven de betrouwbaarheid van de matrijs tijdens de productie garanderen en de totale levensduur verlengen.

Conclusie

Bovendien is beheersing van de levensduur van schimmels van het grootste belang. Ik kijk ernaar uit om de beheersing van schimmellevensduur in detail te bespreken en waardeer uw steun en motivatie in deze zaak!

Inhoudsopgave
Tags
Reacties