Zarządzanie procesem produkcyjnym, zarządzanie produkcją
Narzedziownie.pl - portal dla firm produkujących formy wtryskowe, tłoczniki, wykrojniki i inne narzędzia

Drukuj | Prześlij link znajomemu | Wyszukaj w serwisie

Stopy miedzi w produkcji form

Producenci form wtryskowych do tej pory raczej niechętnie wykorzystywali dobrze przewodzące stopy miedzi do produkcji. Było tak głównie dlatego, że jej koszt przewyższa koszt standardowych stali narzędziowych.

Wysoko przewodzące stopy miedzi – w kontekście tego artykułu- są to materiały wykorzystujące miedź w procesie topienia i przetwarzania, dzięki czemu uzyskują one bardzo wysokie przewodnictwo cieplne (charakterystyczne dla miedzi) lecz osiągają jednocześnie stopień twardości charakterystyczny dla stali narzędziowych, umożliwiający dalszą obróbkę w standardowych warunkach produkcyjnych.

Korzyści



Powody, dla których warto rozważyć zastosowanie stopów miedzi w produkcji form wtryskowych:
  • Czas cyklu może ulec redukcji o przynajmniej 20 procent (niektórzy producenci zanotowali nawet 80 procentowy spadek czasu cyklu), co jest efektem wyraźnie szybszych czasów chłodzenia formy (doskonałe przewodnictwo cieplne formy).
  • Zdolności wytwórcze warsztatu wzrastają przynajmniej o 25 procent (niektórzy producenci reflektorów samochodowych zgłosili nawet 500 procentowy wzrost możliwości produkcyjnych) głównie dlatego, że dzięki szybszemu procesowi chłodzenia formy w trakcie jednej zmiany można wyprodukować znacznie więcej wyprasek.
  • Wypaczenia wyprasek ulegają znacznej redukcji- głównie ze względu na lepsze chłodzenie. Wypraski przez krótszy czas przebywają w wysokiej temperaturze, dzięki czemu ilość odkształceń jest mniejsza, a jakość produkcji ulega znacznej poprawie.
  • Ze względu na bardzo dobrą przewodność cieplną stopów miedzi, (zwykle jest ona 5 do 10 razy lepsza niż w przypadku zwykłej stali narzędziowej), ciepło może być odprowadzone z wrażliwych obszarów formy na takim poziomie, że można zredukować liczbę kanałów chłodzących, a w niektórych przypadkach nawet je wyeliminować.
    Ponieważ w formie wykonanej z takiego stopu jest mniej kanałów chłodzących- redukcji ulegają również same koszty wytworzenia narzędzia- nawet czterokrotnie.

Główne korzyści z zastosowania stopów miedzi obejmują:

  • Przewodność temperaturowa
    Dobrze przewodzące ciepło stopy miedzi absorbują fale ciepła w trakcie wtrysku części plastikowej. Wstępna absorpcja ciepła jest czynnikiem kluczowym. Chłodzenie w kolejnej fazie, z wykorzystaniem systemów chłodzących odbywa się bardzo szybko. Właśnie w tym momencie cyklu można docenić korzyści z zastosowania takiego rodzaju materiału. Stopy miedzi są w stanie absorbować ciepło i schładzać się w bardzo krótkim czasie, wtrysk po wtrysku.
  • Łatwość polerowania
    Doskonałe właściwości jeśli chodzi o łatwość polerowania. Ta zaleta stopów miedzi została wykorzystana między innymi przy produkcji opakowań do soczewek kontaktowych. Ze względu na bardzo obostrzone wymagania co do przeźroczystości opakowania – soczewki są sprawdzane pod względem jakościowym bez wyciągania ich z opakowań- są one produkowane przy wykorzystaniu specjalnych, wysoko-polerowanych wkładek wykonanych ze stopów miedzi.
    Udowodniono, że czas polerowania takich wkładek jest cztery razy krótszy niż zwykłych stali narzędziowych, a czas jednego cyklu wtrysku ulega redukcji o 57 procent.
  • Powłoki
    By zwiększyć odporność na zużycie łatwo-przewodzące stopy miedzi mogą być pokrywane różnymi powłokami- niklowane bezprądowo, twardo chromowane, pokrywane PVD lub CVD. Niklowanie bezprądowe pozwala na pokrycie każdego nawet najdrobniejszego wgłębienia, z zachowaniem jednolitej (na całej powierzchni) grubości powłoki. Takich efektów nie osiąga się przy procesie galwanizacji, np.: przy chromowaniu twardym. Możliwe jest uzyskanie twardości powłoki nawet do 60 lub nawet 70 HRC.
    By umożliwić łatwiejsze wyciągnięcie wypraski z formy, nikiel można połączyć z Teflonem (PTFE) lub azotkiem boru. Wnętrze formy zachowuje się wtedy tak, jakby było śliskie jak mydło, dzięki czemu wypraski nie będą przywierały do formy i będzie je można w bardzo łatwy sposób z niej wyjąć.

Ograniczenia

Gdy zdecydują się Państwo na użycie dobrze przewodzących ciepło stopów miedzi, należy przedsięwziąć działania mające na celu zapobieżenie napinaniu się i wyżarzaniu stopu (czyli mające za cel utrzymanie odpowiedniej twardości stopu). Forma musi być tak zaprojektowana, by uchronić ją przed długotrwałą ekspozycją na temperaturę powyżej 480 stopni C.

Zastosowania


Forma do produkcji krzesełek stadionowych ze stopu Ampcoloy 940.


Forma do produkcji zderzaka dla mini-wana wykonana ze stopu Ampcoloy 940.


Poniżej prezentujemy kilka zastosowań, dla których warto jest rozważyć wykorzystanie stopów miedzi:
  • Produkcja form wtryskowych i ich elementów
  • Matryce wykorzystywane w wytłaczaniu złożonych kształtów i profili. Wykorzystanie stopów miedzi znacząco podnosi produktywność, głównie ze względu na bardzo dobre przewodnictwo cieplne stopów i ich odporność na odkształcenia.
  • Formy rozdmuchowe do produkcji butelek. Wykorzystanie wkładek wykonanych ze stopów miedzi skutkuje poprawą produktywności oraz jakości wyrobów.
  • Dysze wtryskowe. Użycie stopów miedzi pozwala na dużo łatwiejszą kontrolę nad temperaturą, a także na redukcję kosztów energii

Podsumowanie

W czasach kiedy zapotrzebowanie na wyroby plastikowe, a co za tym idzie również na formy, stale rośnie, a konkurencja ze strony krajów o bardzo niskich kosztach produkcji jest coraz silniejsza, warto pomyśleć o wprowadzeniu nowości, które zagwarantują przewagę konkurencyjną zarówno warsztatom wytwarzającym formy jak i wtryskowniom. Wprowadzenie stopów miedzi do produkcji narzędzi specjalnych z pewnością pomoże wytworzyć formy o większej produktywności, pozwalające na obniżenie kosztów jak i podniesienie jakości produkowanych wyrobów.


Artykuł przygotowany na podstawie informacji
udostępnionych przez firmę AMPCO Metal
http://www.ampcometal.com


Liczba wyświetleń tego artykułu: 17425

Artykuł pochodzi ze strony: www.Narzedziownie.pl
© 2005 - Galactica Sp.j.