Núcleo e cavidade do molde: diferenças e considerações de projeto

Você tem três citações em sua mesa. Os preços variam em 30% ou mais. As especificações são semelhantes no papel-mesmo aço, mesmo número de cavidades, mesmo acabamento superficial. A diferença está nas decisões de engenharia de cavidades e núcleos que não aparecerão até a produção.

 

Reconstruímos as inserções de cavidade no ano passado para um molde de recipiente para alimentos com 8 cavidades. O fornecedor original havia perfurado canais de resfriamento a distâncias inconsistentes da superfície da cavidade – 8 mm em alguns pontos, mais de 15 mm em outros. A variação de temperatura causou preenchimento irregular. As peças das cavidades internas ficaram curtas, enquanto as cavidades externas ficaram sobrecarregadas. O cliente passou onze meses ajustando as configurações do processo antes de verificar o aço.

 

Nossa reconstrução manteve todos os canais com espaçamento consistente de 10 mm. O tempo de ciclo caiu de 18 segundos para 12 segundos. Em sua impressora de 400 toneladas, que custa US$ 85/hora, essa redução de 6 segundos economiza US$ 14.280 por 100.000 peças. O investimento de reconstrução de US$ 35.000 se recuperou em quatro meses em seu volume anual.

O projeto de resfriamento determina o tempo de ciclo

 

O resfriamento é responsável por 60{3}}80% do tempo do seu ciclo. Ao solicitar orçamentos, você provavelmente especifica o material, o acabamento superficial, o número de cavidades e o volume esperado. O que a maioria das RFQs não pergunta-e a maioria dos fornecedores não se voluntaria é como os canais de resfriamento serão direcionados através dos blocos de cavidades.

 

Canais perfurados convencionais correm em linha reta. Eles não conseguem seguir geometrias complexas de peças, então algumas áreas esfriam mais rápido que outras.Canais de resfriamento conformadosseguem a superfície da cavidade a uma distância consistente, mas custam mais para fabricar.

 

É aqui que o resfriamento conformal faz sentido:

O investimento recupera no primeiro ano. Para tiragens inferiores a 100.000 peças, o resfriamento convencional geralmente faz mais sentido.

Citamos ambas as opções e mostramos a matemática para seus volumes específicos.

A classe do aço afeta a vida útil da ferramenta sob materiais abrasivos

No ano passado, um cliente de conectores automotivos especificou o aço P20 para o que projetou como 200.000 peças anuais. A demanda superou as previsões. No oitavo mês do segundo ano, o PBT com 30% de vidro-que eles estavam executando havia desgastado as comportas da cavidade além da tolerância.

A escolha passou a ser uma lacuna de produção de seis{0}}semanas ou a qualificação de um fornecedor reserva no meio-do programa. Eles perderam duas novas oportunidades de negócios durante o período de inatividade.

O P20 custa cerca de US$ 8-12/kg. S136 custa US$ 25-35/kg. Para um bloco de cavidade típico que requer 50 kg de aço, a diferença de custo do material é de cerca de US$ 850-1.150.

S136 dura de três a quatro vezes mais sob compostos-cheios de vidro. A lacuna de produção de seis{3}}semanas custou mais do que a atualização do aço custaria.

Para materiais não{0}}abrasivos em volumes moderados, P20 é adequado. Especificamos o que a aplicação exige.

Equilíbrio de preenchimento-de múltiplas cavidades

Layouts de canais com simetria geométrica devem preencher todas as cavidades de forma idêntica. Eles não. O aquecimento por cisalhamento ao longo das paredes do canal cria gradientes de temperatura que direcionam o material mais quente para as cavidades internas.

Mudança fundamental em aplicações de parede-fina

Em-peças de parede-finas, frascos médicos, corpos de canetas e bulas-a pressão de injeção desigual pode desviar o núcleo durante o preenchimento. O resultado é uma variação na espessura da parede que pode não aparecer até que as peças falhem no teste de vazamento.

Projetamos núcleos para essas aplicações com provisões de suporte dimensionadas para a carga de deflexão esperada. Isso acrescenta 3 a 5 dias à fase de projeto, mas evita problemas que surgem dezoito meses após a produção, quando os núcleos começam a rachar.

Projeto do sistema de ejeção

 

Peças que grudam no molde retardam o ciclo e podem danificar a ferramenta. O projeto do sistema de ejeção depende da geometria da peça, dos ângulos de inclinação e da textura da superfície.

 

Os pinos ejetores padrão funcionam para a maioria das aplicações. Os ejetores de lâmina distribuem a força pelas paredes finas que se deformariam sob a pressão do pino. As placas de decapagem levantam as peças uniformemente dos núcleos de estampagem-profunda. Os gatilhos de ar complementam a ejeção mecânica para peças com trava a vácuo.

 

Tínhamos um cliente de embalagens que usava tampas com superfície interna texturizada. Sua ferramenta original usava pinos padrão e as peças ficavam penduradas na ejeção. A adição de quatro gatilhos de ar para quebrar o vácuo reduziu as rejeições de-peças presas de 2,3% para menos de 0,1%.

 

A modificação do gatilho aéreo custou US$ 1.800. Com seu custo de rejeição de aproximadamente US$ 0,08/peça e volume anual de 800.000, o retorno foi inferior a quatro meses.

Ângulos de inclinação e acabamento superficial

A relação entre o ângulo de inclinação e o acabamento da superfície é direta: as superfícies texturizadas precisam de mais inclinação para serem liberadas de forma limpa.

SPI-Uma superfície polida (acabamento espelhado) pode funcionar com inclinação de 0,5 grau. Superfícies texturizadas SPI-D normalmente precisam de 3 graus ou mais, dependendo da profundidade da textura. Calado insuficiente em cavidades texturizadas causa marcas de arrasto e peças presas.

Um cliente de utilidades domésticas nos enviou um arquivo de peça com calado de 1 grau especificado em todas as superfícies. O design pedia uma textura leve no exterior. Sinalizamos na revisão do DFM-que a combinação rascunho/textura causaria problemas de lançamento.

Revisar a inclinação de 2,5 graus em superfícies texturizadas antes de cortar o aço não custa nada. Descobrir o problema após a conclusão da ferramenta exigiria o novo corte da cavidade-cerca de US$ 4.000 a 6.000 em custo de modificação, mais duas semanas de atraso.

Executamos a revisão do DFM em cada projeto antes de cotá-lo. É mais rápido corrigir geometria em CAD do que em aço temperado.

O que vem com o molde

Vimos moldes chegarem de outros fornecedores com uma fatura de{0}}página única e nada mais. Sem desenhos, sem certificados de materiais, sem dados de processo. Quando algo dá errado-e eventualmente algo sempre dá errado-não há uma linha de base para diagnosticar.