เหตุใดการอบชุบด้วยความร้อนจึงเป็นการตัดสินใจในการออกแบบ ไม่ใช่เพียงขั้นตอนการผลิตเท่านั้น
วิศวกรผลิตภัณฑ์และผู้ซื้อส่วนใหญ่คิดว่าการรักษาความร้อนเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตแม่พิมพ์จัดการภายใน - กระบวนการเวิร์กช็อป ในทางปฏิบัติ การตัดสินใจในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและการวางแผนการตัดเฉือนจะกำหนดว่าการอบชุบด้วยความร้อนจะทำให้เม็ดมีดใช้งานได้หรือเกิดการบิดเบี้ยว
การอบชุบด้วยความร้อนเปลี่ยนแปลงสามสิ่งในเหล็กกล้าเครื่องมือซึ่งมีความสำคัญต่อนักออกแบบแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นและใครก็ตามที่ระบุเครื่องมือฉีดที่มีความแม่นยำ:
ความแข็ง:เป้าหมายหลัก. Annealed H13 มีความแข็งประมาณ HRC 18–22 หลังจากผ่านการชุบแข็งและการอบคืนตัวแล้ว จะได้ HRC 48–54 ความแข็งนี้เป็นสิ่งที่ทำให้เครื่องมือประเภทนี้หรือเครื่องมือที่ใช้งานระยะยาวใดๆ-มีความทนทานต่อการสึกหรอและอายุการใช้งาน - แต่กลับมาพร้อมกับต้นทุนมิติที่ต้องจัดการ
การกระจายความเครียดภายใน:การดำเนินการตัดเฉือนทำให้เกิดความเค้นตกค้างในเหล็ก การอบชุบด้วยความร้อน - โดยเฉพาะวงจรการดับ - จะกระจายความเค้นเหล่านี้ใหม่อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เหล็กเคลื่อนที่ หากเกิดความเค้นตกค้างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเม็ดมีดเข้าไปในเตาเผา การบิดเบี้ยวระหว่างการดับอาจทำให้มีมิติอยู่นอกแถบพิกัดความเผื่อได้โดยสิ้นเชิง
การเปลี่ยนแปลงระดับเสียง:เหล็กจะขยายตัวเมื่อเปลี่ยนจากออสเทนไนต์ไปเป็นมาร์เทนไซต์ในระหว่างการชุบแข็ง การขยายปริมาตรตามปริมาตรจะไม่เท่ากันทั่วทั้งเม็ดมีด หากรูปทรงไม่สมมาตร ซึ่งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดที่แตกต่างกัน
การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติด้านเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง(2021) พบว่าเม็ดมีดแม่พิมพ์ H13 ที่มีรูปทรงไม่สมมาตรและไม่มีความเครียดจากการบำบัด-ความร้อน-แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของมิติหลังจากการชุบแข็งสูงถึง 0.15 มม. บนพื้นผิวที่สำคัญ - ซึ่งสูงกว่าเม็ดมีดที่กลึงแบบสมมาตรซึ่งผ่านการบรรเทาความเครียดที่เหมาะสมประมาณสามถึงห้าเท่า สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความคลาดเคลื่อนมิติแผงตัวถัง ±0.05 มม. การเลื่อนการชุบแข็งหลัง 0.15 มม.- จะทำให้เม็ดมีดไม่สามารถใช้งานได้
กระบวนการบำบัดความร้อนหลักที่ใช้สำหรับเหล็กแม่พิมพ์ฉีด
ผ่านการชุบแข็ง - การดับและบรรเทา
การชุบแข็งเป็นวิธีการรักษาความร้อนมาตรฐานสำหรับ H13 และเหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน-ที่คล้ายกัน เม็ดมีดได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิออสเทนไนติงซ์ (ประมาณ 1,020–1,040 องศาสำหรับ H13) โดยคงไว้เพื่อให้เปลี่ยนรูปได้เต็มที่ จากนั้นก๊าซ-จะดับลงในเตาสุญญากาศ หลังจากการดับ เม็ดมีดจะถูกปรับอุณหภูมิสองครั้งที่ 560–600 องศา เพื่อให้ได้ความแข็งเป้าหมายและบรรเทาความเครียดในการดับ
นี่คือกระบวนการที่ทำให้ได้ความแข็งสูงที่จำเป็นสำหรับ-แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่น แม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์ หรือเครื่องมือที่มีความต้องการคล้ายกันที่มีอายุการใช้งานยาวนาน นอกจากนี้ยังสร้างการเปลี่ยนแปลงมิติที่สำคัญที่สุดของกระบวนการบำบัดความร้อน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการออกแบบผ่านการชุบแข็งจึงต้องมีการวางแผนอย่างรอบคอบที่สุด
สำหรับแม่พิมพ์ของเล่นที่กำหนดเป้าหมาย 1,500,000+ ช็อต H13 ที่ผ่านการชุบแข็งจนถึง HRC 50–52 ถือเป็นข้อกำหนดที่เหมาะสม - และลำดับการตัดเฉือนจะต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงขนาดที่จะเกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็ง
การทำไนไตรดิ้ง - การชุบแข็งพื้นผิวโดยมีการบิดเบือนน้อยที่สุด
ไนไตรดิ้งจะกระจายไนโตรเจนไปยังชั้นผิวของเหล็กที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเปลี่ยนรูป (โดยทั่วไปคือ 480–530 องศา) ทำให้เกิดชั้นเคสแข็งขนาด 0.1–0.3 มม. โดยไม่มีการเปลี่ยนเฟสเป็นกลุ่ม เนื่องจากเหล็กไม่ผ่านการเปลี่ยนเฟส การเคลื่อนที่ของมิติระหว่างการทำไนไตรด์จึงน้อยที่สุด - โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 0.01–0.02 มม. ในขนาดวิกฤต
ไนไตรด์สามารถนำไปใช้กับเหล็กชุบแข็งก่อน- (P20 หรือ H13 ที่แข็งแล้ว- แล้ว) เพื่อเป็นการเตรียมพื้นผิวเสริม หรือเป็นวิธีการชุบแข็งเบื้องต้นสำหรับแม่พิมพ์ที่ใช้ ABS หรือ PP ที่ไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน- ซึ่งไม่จำเป็นต้องผ่านการชุบแข็ง แต่ต้องการปรับปรุงความแข็งของพื้นผิวบางส่วน
สำหรับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นในโปรแกรม 500,000–1,000,000 ช็อตใน ABS ที่ยังไม่ได้เติม การทำไนไตรด์ด้วยแก๊สบนเหล็กฐาน P20 เป็นวิธีต้นทุน-ที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานพื้นผิวได้ 50–80% เมื่อเทียบกับ P20 - ที่ไม่ได้รับการบำบัด โดยมีความเสี่ยงต่อการบิดเบือนเล็กน้อย และไม่จำเป็นต้องสร้างลำดับการตัดเฉือนใหม่โดยคำนึงถึงค่าเผื่อการให้ความร้อน
PVD และการเคลือบพื้นผิว
การเคลือบไอทางกายภาพ (PVD) เช่น TiN (ไทเทเนียมไนไตรด์) และ TiAlN จะใช้การเคลือบแข็ง 2–8µm กับพื้นผิวแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิพื้นผิว 200–400 องศา การเปลี่ยนแปลงขนาดนั้นน้อยมาก การเคลือบผิวจะเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและลดแรงเสียดทาน และสามารถนำไปใช้กับเม็ดมีดขัดเงาเสร็จแล้วได้โดยไม่มีผลกระทบด้านมิติใดๆ
การเคลือบ PVD มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับพื้นผิวช่องเครื่องมือของเล่น โดยที่เหล็กฐาน (P20 หรือ H13 ชุบแข็งเล็กน้อย) ให้ความแข็งแรงรวมที่เพียงพอ แต่พื้นผิวอาจได้รับประโยชน์จากการป้องกันการสึกหรอเพิ่มเติม สำหรับเรซินเติมแม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์ที่ใช้กระจก- TiN หรือ TiAlN PVD บน H13 ที่ HRC 52 ให้ความต้านทานการสึกหรอที่ดีที่สุดที่มีอยู่ โดยไม่เสี่ยงต่อการบิดเบือนของการบำบัดความร้อนเพิ่มเติม
การหลอมบรรเทาความเครียด
การบรรเทาความเค้นเป็นขั้นตอนการเตรียมการที่จะช่วยลดความเค้นตกค้างจากการตัดเฉือนหยาบ ก่อนที่เม็ดมีดจะแข็งตัว เม็ดมีดได้รับความร้อนประมาณ 600–650 องศา (ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนรูป) โดยคงไว้เป็นระยะเวลาที่เพียงพอ และเย็นลงช้าๆ-
การคลายความเค้นไม่ใช่ทางเลือกสำหรับเม็ดมีดเครื่องมือที่มีการขจัดเนื้อวัสดุอย่างมากในระหว่างการตัดเฉือนหยาบ การข้ามไปเป็นสาเหตุเดียวที่ทำให้เกิดการบิดเบือนมากเกินไประหว่างการดับ โดยทั่วไปแล้ว การลงทุน - อยู่ที่ 150–$400 ต่อชุดเม็ดมีด บวกกับเวลาการหลอมและเวลาในการทำความเย็น 8–12 ชั่วโมง - ซึ่งถือว่าน้อยเมื่อเทียบกับต้นทุนในการทิ้งเม็ดมีดที่บิดเบี้ยวซึ่งไม่เกิดความเครียด-
เหล็กชุบแข็งขั้นต้น- - หลีกเลี่ยงการชุบแข็งทั้งหมด
สำหรับโปรแกรมแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นในปริมาณปานกลาง และสำหรับ-เครื่องมือวิ่งระยะสั้นหรือเครื่องมือต้นแบบใดๆ เหล็กชุบแข็งก่อน- (P20 ที่ HRC 30–36, NAK80 ที่ HRC 40–43) จะต้องข้ามขั้นตอนการชุบแข็งที่ผ่าน-ทั้งหมด เม็ดมีดถูกกลึงให้เป็นขนาดสุดท้ายโดยตรง และพร้อมสำหรับการประกอบโดยไม่ต้องมีลำดับการให้ความร้อน
ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงจากการบิดเบือนโดยสิ้นเชิงและลดระยะเวลารอคอยสำหรับเครื่องมือรถของเล่นได้อย่างมาก สิ่งที่ต้องแลก-คือความแข็งที่ลดลงและอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ที่สั้นลงสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง - แต่สำหรับแม่พิมพ์รถของเล่นที่ใช้ ABS หรือ PP ที่ยังไม่ได้บรรจุมากถึง 500,000 ช็อต P20 มักจะเพียงพออย่างสมบูรณ์ และระยะเวลารอคอยสินค้าและความได้เปรียบด้านต้นทุนนั้นมีคุณค่าอย่างแท้จริง
แม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์
การใช้เครื่องมือเชลล์เป็นตัวอย่างที่ดีของส่วนที่ไดรเวอร์ต้นทุนหลายตัวโต้ตอบกัน แม่พิมพ์ที่อยู่ 2- ช่องสำหรับเมาส์ไร้สายมาตรฐานแบบ ABS พร้อมด้วยโคลด์รันเนอร์และการขัดเงา A-surface อาจพังได้ดังต่อไปนี้:
ฐานแม่พิมพ์และส่วนประกอบโครงสร้าง: 4,000–6,000 ดอลลาร์
เม็ดมีดในช่องและแกน (NAK80, ขัดเงา): 7,000–12,000 ดอลลาร์
กลไกด้านข้าง (แถบเลื่อน 4–6 อันสำหรับพอร์ตและปุ่ม): 5,000–15,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ
ระบบรันเนอร์ (โคลด์รันเนอร์พร้อมประตูใต้น้ำ): 800–1,500 ดอลลาร์
การขัดตามข้อกำหนดพื้นผิว A-: $4,000–$8,000
รวมช่วงเครื่องมือ: 20,800–42,500 เหรียญสหรัฐ
ช่วงกว้างสะท้อนถึงความแปรผันในข้อกำหนดคุณสมบัติการตกแต่งพื้นผิวและจำนวนการดำเนินการด้านข้าง - ปัจจัยขับเคลื่อนต้นทุนที่ผันแปรมากที่สุดสองตัวในแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์
แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกรถของเล่น
เปลือกของแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นมีรูปทรงที่เรียบง่ายกว่าแม่พิมพ์นี้ - การทำงานด้านข้างน้อยกว่า มีพื้นผิวมากกว่าพื้นผิวกระจก และมีความคลาดเคลื่อนของขนาดปานกลางที่แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกรถของเล่น โครงสร้างต้นทุนมีความตรงไปตรงมามากขึ้น: เหล็กและการตัดเฉือนมีอิทธิพลเหนือ ด้วยการขัดเงาซึ่งมีสัดส่วนน้อยกว่าในบริบทของแม่พิมพ์เปลือกเมาส์ โปรแกรมรถของเล่นแบบหลาย-ชิ้นส่วน (ตัวถัง แชสซี ล้อ ภายใน) ได้ประโยชน์จากการประหยัดจากขนาดเมื่อมีการใช้เครื่องจักรฐานแม่พิมพ์และการตั้งค่ากระบวนการร่วมกันทั่วทั้งโปรแกรม
แม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์
แม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์มีความซับซ้อนทางเรขาคณิตปานกลาง แต่มีต้นทุนการตัดเฉือนและเหล็กสูงกว่าตัวเรือนธรรมดาอย่างมาก ช่องฟันในแม่พิมพ์ฉีดเกียร์มอเตอร์จะต้องตัดเฉือน ±0.02 มม. หรือดีกว่า โดยต้องใช้เหล็ก H13 ที่ HRC 50–52 การเจียรโปรไฟล์ที่แม่นยำ หรือการกัดแข็งด้วย CNC และการตกแต่ง EDM ที่สีข้างฟัน ข้อกำหนดเหล่านี้ทำให้แม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์มีราคาแพงต่อขนาดหน่วยมากกว่าตัวเรือนที่เทียบเคียงได้ และต้นทุนตัดจำหน่ายต่อ-ต่อช็อตสะท้อนถึงคุณภาพการสร้างที่สูงขึ้นที่ต้องการ
การบิดเบือนมิติระหว่างการบำบัดความร้อน: สิ่งที่คาดหวัง
การทำความเข้าใจขนาดความบิดเบี้ยวโดยทั่วไปถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นหรือเครื่องมือที่มีความแม่นยำอื่นๆ ที่ต้องผ่านการชุบแข็ง ช่วยให้สามารถออกแบบค่าเผื่อการตัดเฉือนได้ เพื่อให้การตกแต่งขั้นสุดท้าย-แข็งตัวทำให้เม็ดมีดมีมิติสุดท้าย
การบิดเบือนทั่วไปสำหรับ H13 ผ่านการชุบแข็ง
ข้อมูลที่เผยแพร่จากซัพพลายเออร์การรักษาความร้อนและการศึกษาอุตสาหกรรมแม่พิมพ์เป็นเกณฑ์มาตรฐานที่เป็นประโยชน์สำหรับ H13:
การเปลี่ยนแปลงมิติเชิงเส้น:โดยทั่วไป H13 จะขยายตัว 0.05–0.10% เป็นเส้นตรงในระหว่างการชุบแข็ง ขนาด 100 มม. สามารถเปลี่ยนแปลงได้ 0.05–0.10 มม. สำหรับเม็ดมีดแผงตัวแม่พิมพ์นี้ยาว 180 มม. หมายความว่ามีการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นสูงสุด 0.18 มม.
ความเรียบ:หน้าเรียบของเม็ดมีด H13 โดยทั่วไปจะมีส่วนโค้งหรือบิด 0.02–0.08 มม. หลังจากดับแล้ว เม็ดมีดที่บางลงและไม่สมมาตรมากขึ้นแสดงได้มากขึ้น
การเปลี่ยนแปลงเส้นผ่านศูนย์กลางรู:โดยทั่วไปรูทะลุ-ใน H13 จะเพิ่มขึ้น 0.02–0.06 มม. ต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. ระหว่างการชุบแข็ง
ตัวเลขเหล่านี้ใช้กับการบำบัดความร้อนสุญญากาศที่ดำเนินการอย่างดี- การดับน้ำมันหรืออาบน้ำเกลือทำให้เกิดการบิดเบือนที่สูงขึ้นอย่างมาก - ซึ่งเป็นเหตุผลสำคัญที่ต้องระบุการชุบแข็งแบบสุญญากาศสำหรับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นหรือเครื่องมือฉีดที่มีความแม่นยำ
คุณสมบัติที่ไวต่อการบิดเบือนมากที่สุด
รูปทรงเรขาคณิตบางอย่างมีความเสี่ยงมากกว่าโดยธรรมชาติ:
ส่วนที่บางที่อยู่ติดกับส่วนที่หนา:การระบายความร้อนที่แตกต่างกันระหว่างการดับจะสร้างความเครียดที่ทำให้ชิ้นส่วนโค้งงอเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง เม็ดมีดที่มีคุณสมบัติโค้งล้อบางติดกับส่วนลำตัวที่หนากว่าจะมีความเสี่ยงต่อการบิดเบี้ยวสูงกว่าเม็ดมีดหน้าตัดที่สม่ำเสมอ-
เรขาคณิตไม่สมมาตร:เม็ดมีดที่หนากว่าด้านหนึ่งจะโค้งงอไปทางด้านบางกว่าในระหว่างการดับ
คุณลักษณะขนาดยาวที่มีอัตราส่วนภาพสูง:หมุดหลักที่มีอัตราส่วนความยาว-ถึง-เส้นผ่านศูนย์กลางที่สูงกว่า 6:1 มีแนวโน้มที่จะโค้งงอระหว่างการดับ
กระเป๋าตาบอดลึก:โดยทั่วไปในการผลิตของเล่น แม่พิมพ์แทรกสำหรับคุณลักษณะช่องประตูและหน้าต่าง - สิ่งเหล่านี้เน้นไปที่ความเค้นตกค้างและอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวเฉพาะที่
ผู้ออกแบบแม่พิมพ์สามารถลดความเสี่ยงจากการบิดเบี้ยวได้โดย:
การเพิ่มวัสดุเพื่อสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่สมมาตรมากขึ้น ซึ่งจะถูกลบออกหลังจากการชุบแข็ง
การใช้ Wire EDM หลังจากการชุบแข็งสำหรับสล็อตและคุณสมบัติแบบบาง
การระบุการชุบแข็งแบบสุญญากาศ (การชุบแข็งด้วยแก๊สแรงดันบวก{{0}) อย่างชัดเจนสำหรับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นและการชุบแข็งเม็ดมีดที่มีความแม่นยำ
ลำดับการตัดเฉือนวิธีที่การรักษาความร้อนเหมาะสมกับกระบวนการสร้าง
ลำดับการดำเนินการตัดเฉือนที่เกี่ยวข้องกับการอบชุบจะเป็นตัวกำหนดผลลัพธ์ของมิติสุดท้าย ลำดับมาตรฐาน-อุตสาหกรรมสำหรับเม็ดมีดในแม่พิมพ์รถของเล่นที่ผ่านการชุบแข็ง-คือ:
ขั้นตอนที่ 1 - การตัดเฉือนหยาบ:นำวัสดุจำนวนมากออกจากบล็อกเหล็กอบอ่อนให้อยู่ในระยะ 1–3 มม. ของรูปแบบสุดท้าย เกิดความเค้นตกค้างที่สำคัญ
ขั้นตอนที่ 2 - การบรรเทาความเครียด:ตั้งความร้อนไว้ที่ 600–650 องศา ค้างไว้ ปล่อยให้เย็นช้าๆ ซึ่งจะช่วยลดความเค้นตกค้างจากการตัดเฉือนหยาบโดยไม่ต้องเปลี่ยนเฟสหรือความแข็งของเหล็ก
ขั้นตอน 3 - การตัดเฉือนกึ่งสำเร็จ-:เครื่องจักรถึงระยะเผื่อการเก็บผิวละเอียด - โดยทั่วไป 0.10–0.20 มม. บนหน้าตัดที่มีความเที่ยงตรงสูง ซึ่งจะกำหนดขนาดก่อนการชุบแข็ง
ขั้นตอนที่ 4 - ผ่านการชุบแข็ง (สุญญากาศ):เม็ดมีดเครื่องมือประเภทนี้จะบิดเบี้ยวที่นี่ - ที่คาดหวังและวางแผนไว้
ขั้นตอนที่ 5 - การวัด CMM:เม็ดมีดชุบแข็งจะถูกวัดเพื่อหาปริมาณของโพสต์จริง-ขนาดการชุบแข็งเทียบกับขนาดที่ระบุ ข้อมูลความเบี่ยงเบนจะบอกช่างเครื่องขั้นสุดท้ายอย่างชัดเจนว่าต้องขจัดวัสดุในแต่ละพื้นผิวมากน้อยเพียงใด
ขั้นตอนที่ 6 - เสร็จสิ้นการตัดเฉือน:การกัดแข็ง การเจียร หรือ EDM นำมิติที่สำคัญทั้งหมดมาสู่พิกัดความเผื่อขั้นสุดท้าย สำหรับคุณสมบัติที่มีความแม่นยำ เช่น โปรไฟล์ฟันเฟืองในแม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์ หรือคุณสมบัติที่ติดแน่น-ในแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์ การใช้ลวด EDM หลังจากการชุบแข็งเป็นวิธีมาตรฐาน - ซึ่งจะไม่ได้รับผลกระทบจากความแข็งของเหล็ก และได้ ±0.005–0.010 มม. เป็นประจำ
ขั้นตอนที่ 7 - การขัดเงา:สำหรับพื้นผิวเครื่องสำอางในแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์หรือแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่น การขัดเงาจะเป็นไปตามขั้นตอนการตัดเฉือนทั้งหมด
การข้ามขั้นตอนการบรรเทาความเครียดหรือการวัด CMM หลังจากการชุบแข็งจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการบิดเบี้ยวในส่วนแทรกของแม่พิมพ์ และลบข้อมูลที่จำเป็นในการวางแผนการเก็บผิวขั้นสุดท้ายอย่างแม่นยำ
การตัดสินใจในการอบชุบด้วยความร้อนสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน
แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกรถของเล่น
แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นที่ใช้ ABS หรือ PP ที่ 500,000–2,000,000 ช็อต มีวิธีการรักษาความร้อนได้สองวิธี ขึ้นอยู่กับเป้าหมายอายุการผลิต:
P20 พร้อมแก๊สไนไตรด์:ตัดเฉือนแม่พิมพ์ของเล่นให้เป็นขนาดสุดท้ายใน P20 จากนั้นจึงใช้แก๊สไนไตรด์ การบิดเบือนน้อยที่สุด (ต่ำกว่า 0.02 มม.) ความแข็งของพื้นผิวในตัวเรือนไนไตรด์เทียบเท่ากับ HRC 58–68 สำหรับชั้นพื้นผิวบาง แนวทางนี้คุ้มค่า-และใช้งานได้จริงสำหรับโปรแกรมแม่พิมพ์ที่กำหนดเป้าหมาย 500,000–1,000,000 ช็อตด้วยวัสดุที่ไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน
H13 ผ่านการชุบแข็ง:สำหรับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นที่กำหนดเป้าหมาย 1,500,000+ ช็อต หรือการทำงานที่อุณหภูมิแม่พิมพ์สูงขึ้นด้วยอัตรารอบที่สูงขึ้น H13 ผ่านการชุบแข็งจนถึง HRC 50–52 ให้ความแข็งรวมและความต้านทานความล้าที่เหนือกว่า ต้องปฏิบัติตามลำดับการตัดเฉือนทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้น
แม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์
แม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์สำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำเกือบสากลต้องใช้ผ่านการชุบแข็ง ความคลาดเคลื่อนของโปรไฟล์ฟัน (±0.02–0.05 มม.) และข้อกำหนดการสึกหรอจากเรซินวิศวกรรมที่เติมด้วยแก้ว- ทั้งคู่ต้องการช่องที่มีความแข็งเต็มที่ที่ HRC 50–54
ลำดับการตัดเฉือนที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์: โปรไฟล์ของฟันจะต้องหยาบ-ก่อนที่จะแข็งตัว เม็ดมีดจะแข็งตัว วัดด้วย CMM และโปรไฟล์ของฟันขั้นสุดท้ายทำได้โดยการเจียรโปรไฟล์หรือการตกแต่งด้วย EDM ที่สีข้างของฟัน Wire EDM หลังจากการชุบแข็งเป็นกระบวนการตกแต่งมาตรฐานสำหรับแม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์ - ซึ่งได้ความแม่นยำของมิติที่ต้องการโดยไม่ได้รับผลกระทบจากความแข็งของเหล็ก
แม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์
สำหรับแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์ที่ใช้ NAK80 (HRC 40–43 ที่ผ่านการชุบแข็งก่อน-) ไม่จำเป็นต้องผ่านการชุบแข็งแต่อย่างใด เม็ดมีดถูกกลึงให้เป็นขนาดสุดท้ายและขัดเงาโดยตรง โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการบิดเบี้ยวจากการบำบัดความร้อน ในกรณีที่ระบุ H13 สำหรับแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์ที่มีปริมาตรสูงกว่า- ลำดับมาตรฐานจะใช้ - แต่การได้ผิวเคลือบกระจกที่สูงต้องใช้เวลาและทักษะในการขัดเพิ่มเติมบน H13 ที่แข็งตัวเมื่อเทียบกับ NAK80
งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์เกี่ยวกับการบำบัดความร้อนและประสิทธิภาพของเชื้อรา
วารสารนานาชาติด้านเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง(2021): เม็ดมีดที่กลึงด้วยการกลึงหยาบทั้งหมด → การบรรเทาความเครียด → กึ่ง-เสร็จสิ้น → แข็งตัว → การเสร็จสิ้นแสดงให้เห็นลำดับการเบี่ยงเบนมิติหลังการชุบแข็ง- โดยเฉลี่ย 0.032 มม. เทียบกับ 0.118 มม. สำหรับเม็ดมีดที่ไม่มีขั้นตอนการบรรเทาความเครียด - การลดลง 73% มีสาเหตุมาจากการอบอ่อนเพื่อบรรเทาความเครียดเพียงอย่างเดียว
สวมใส่(2020): พื้นผิวแม่พิมพ์ที่มีไนไตรด์ P20 มีอัตราการสึกหรอต่ำกว่า P20 ที่ไม่ได้รับการบำบัดถึง 68% ภายใต้หน้าสัมผัสการฉีดขึ้นรูป ABS จำลอง - แสดงให้เห็นถึงการยืดอายุการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญซึ่งสามารถทำได้โดยเครื่องมือของเล่นไนไตรด์ AA โดยไม่ต้องผ่านการชุบแข็งจนหมด
SPE (2022): การอบชุบด้วยความร้อนด้วยสุญญากาศทำให้เกิดการบิดเบือนโดยเฉลี่ยน้อยลง 42% เมื่อเทียบกับการดับน้ำมันสำหรับเม็ดมีด H13 ที่เทียบเท่ากัน - ซึ่งยืนยันถึงความได้เปรียบด้านคุณภาพเชิงมิติของการบำบัดด้วยสุญญากาศ
เทคโนโลยีพื้นผิวและการเคลือบ(2021): H13 ที่เคลือบ TiN PVD- มีอัตราการสึกหรอต่ำกว่า H13 ที่ไม่เคลือบ 71% ใต้หน้าสัมผัส PA66 ที่เติมแก้ว- เป็นการยืนยันการปกป้องเพิ่มเติมที่การเคลือบมีให้กับช่องของแม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์ที่ใช้เรซินที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
การวางแผนลำดับการรักษาความร้อนสำหรับโปรแกรมแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่น
ผู้ผลิตของเล่นในประเทศจีนกำลังผลิตรถของเล่น ABS ใหม่ โปรแกรมประกอบด้วยแม่พิมพ์ 6 ชิ้น: เปลือกเครื่องมือเครื่องมือ 2 ชิ้น เครื่องมือแชสซี 2 ชิ้น และแม่พิมพ์ส่วนประกอบขนาดเล็ก 2 ชิ้น เป้าหมายการผลิตคือ 800,000 ชุดต่อปีตลอดระยะเวลาสี่ปี - ประมาณ 3,200,000 ช็อตต่อเครื่องมือสำหรับรถของเล่นทั่วทั้งโครงการ
การประมาณการต้นทุนเริ่มต้นโดยใช้ P20 โดยไม่มีการบำบัดความร้อนสำหรับแม่พิมพ์ทั้งหกชิ้น แสดงให้เห็นว่าการแทรกช่องในเครื่องมือแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นทั้ง 2 ตัวจะต้องมีการเปลี่ยนที่ประมาณ 600,000 ช็อต - ซึ่งหมายความว่าชุดเปลี่ยนสามชุดต่อแม่พิมพ์รถของเล่นในโปรแกรมสี่-ปี ต้นทุนการเปลี่ยนเม็ดมีดทั้งหมดสำหรับเครื่องมือเปลือกแม่พิมพ์ทั้งหมดนี้: 24,000 เหรียญสหรัฐ
Sunhingstones แนะนำแนวทางอื่นสำหรับเครื่องมือแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่นที่มีเปลือกทั้ง 2 ตัว: ช่อง H13 และเม็ดมีดหลัก ผ่านการชุบแข็งจนถึง HRC 50–52 โดยใช้การอบชุบด้วยความร้อนสุญญากาศ หลังจากการหยาบทั้งหมด → การบรรเทาความเครียด → กึ่ง-เสร็จสิ้น → แข็งตัว → การวัด CMM → ลำดับเสร็จสิ้น แม่พิมพ์ขนาดเล็กทั้ง 4 ชิ้นยังคงรักษา P20 ไว้ด้วยแก๊สไนไตรด์
ต้นทุนเม็ดมีด H13 ระดับพรีเมียมสำหรับเครื่องมือตัวโครงเม็ดมีดทั้งสองมีราคา 3,400 ดอลลาร์ ซึ่งสูงกว่ามูลค่าเทียบเท่า P20 เปโซฟิลิปปินส์ ระยะเวลาการปรับปรุงใหม่ที่คาดการณ์ไว้ขยายจาก 600,000 เป็น 1,500,000+ ช็อต - โดยไม่ต้องเปลี่ยนเม็ดมีดภายในโปรแกรมสี่{11}}ปีสำหรับเครื่องมือเหล่านี้
ประหยัดสุทธิ: ประมาณ $8,200 ในการหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนเม็ดมีด ลบด้วยการลงทุนด้านเครื่องมือเพิ่มเติม $3,400 =ประหยัดสุทธิ $4,800ตลอดโปรแกรมสี่-ปี พร้อมทั้งหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานของการผลิต
การตรวจสอบมิติคุณสมบัติหลัง-ของเม็ดมีดสำหรับการผลิตของเล่น H13 ยืนยันขนาดที่สำคัญทั้งหมดภายใน ±0.015 มม. ของขนาดที่ระบุหลังจากลำดับทั้งหมด - เป็นอย่างดี โดยอยู่ภายในค่าเผื่อการพิมพ์ ±0.05 มม.
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: อะไรคือตัวขับเคลื่อนต้นทุนที่ใหญ่ที่สุดในแม่พิมพ์ฉีด Mouse Shell?
ตอบ: สำหรับเคสอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทั่วไป การผสมผสานกลไกด้านข้าง (ตัวเลื่อนแต่ละตัวในแม่พิมพ์เปลือกเมาส์จะมีมูลค่าเพิ่ม 800–3,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ) และการขัดพื้นผิวเพื่อความสวยงาม โดยทั่วไปเป็นตัวขับเคลื่อนต้นทุนผันแปรที่ใหญ่ที่สุดสองตัว เมื่อรวมกันแล้วสามารถคิดเป็น 40–60% ของต้นทุนเครื่องมือที่อยู่อาศัยประเภทนี้ทั้งหมด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการตรวจสอบของ DFM ที่มุ่งเน้นไปที่ทั้งสองด้านนี้จึงช่วยลดต้นทุนได้มากที่สุด
ถาม: โดยทั่วไปแม่พิมพ์เปลือก 2 ช่องมีราคาเท่าไร
ตอบ: แม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์ 2- ช่องสำหรับเมาส์ไร้สายมาตรฐานแบบ ABS พร้อมระบบวิ่งเย็น การทำงาน 4-6 ด้าน และ-การขัดพื้นผิว โดยทั่วไปมีราคา 20,000–42,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการตกแต่งพื้นผิวและจำนวนแถบเลื่อน นักวิ่งที่ร้อนแรงรุ่นแม่พิมพ์เพิ่ม $4,000–$8,000 ตัวเลขเหล่านี้สะท้อนถึง-เครื่องมือคุณภาพการผลิตพร้อมการตรวจสอบ DFM ฉบับสมบูรณ์ ไม่ใช่เครื่องมือแบบอ่อนต้นแบบ
ถาม: เหตุใดทั้งสอง-จึงมองหาโครงการเครื่องมือที่คล้ายกันจึงมีต้นทุนที่แตกต่างกันมาก
ตอบ: มักจะมีความแตกต่างตามข้อกำหนดคุณสมบัติการตกแต่งพื้นผิว (ซึ่งขับเคลื่อนต้นทุนการขัดเงา) จำนวนการดำเนินการด้านข้าง (ตัวเลื่อนแต่ละตัวเป็นรายการต้นทุนอิสระในแม่พิมพ์ตัวเรือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค) และข้อกำหนดความทนทานต่อมิติ (พิกัดความเผื่อที่เข้มงวดยิ่งขึ้นต้องใช้การตกแต่ง EDM) การขอรายละเอียดต้นทุนแยกรายการจากซัพพลายเออร์ทั้งสองรายจะระบุได้อย่างแน่ชัดว่าต้นทุนของแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์อยู่ที่จุดใด
ถาม: การตรวจสอบ DFM สามารถลดต้นทุนเครื่องมือนี้ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนการออกแบบผลิตภัณฑ์ได้หรือไม่
ตอบ: การตรวจสอบของ DFM เปลี่ยนการออกแบบผลิตภัณฑ์ - โดยเฉพาะ โดยระบุคุณลักษณะที่เพิ่มต้นทุนเครื่องมือโดยไม่เพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์ และแนะนำทางเลือกในการออกแบบ โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงจะมีเพียงเล็กน้อย (การวางตำแหน่งคุณลักษณะใหม่เป็นเส้นแบ่งส่วน การผ่อนคลาย-พิกัดความเผื่อการทำงาน) และไม่มีผลกระทบต่อประสบการณ์การใช้งานผลิตภัณฑ์ของผู้ใช้ปลายทาง สำหรับแม่พิมพ์ตัวเรือน สามารถประหยัด DFM ได้ 15–25% เป็นประจำ
ถาม: hot runner คุ้มค่ากับคุณภาพระดับพรีเมียมสำหรับการใช้เปลือกหอยหรือไม่
ตอบ: สำหรับแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์ที่มีปริมาณการผลิตมากกว่า 500,000 ช็อตต่อปี โดยทั่วไปแล้วเศรษฐศาสตร์ของนักวิ่งร้อนจะเอื้ออำนวยต่อ - การกำจัดของเสียที่เป็นวัสดุและการลดเวลาของวงจร จะช่วยประหยัดต้นทุนการดำเนินงาน ซึ่งโดยทั่วไปจะคืนเบี้ยประกันภัยของนักวิ่งร้อนที่ 4,000–8,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ภายใน 12–18 เดือน ที่ต่ำกว่าปริมาตรนี้ Cold runner มักจะคุ้มค่ากว่า-สำหรับแม่พิมพ์ตัวเรือน aa
ถาม: ฉันจะค้นหาผู้ผลิตเครื่องมือที่จะแจกแจงต้นทุนโดยละเอียดได้อย่างไร
ตอบ: มองหาโรงงานแม่พิมพ์แห่งนี้ที่จัดทำเอกสาร DFM อย่างเป็นทางการโดยเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเสนอราคา - รวมถึงการระบุตัวขับเคลื่อนต้นทุนแต่ละรายและการมีส่วนร่วมของต้นทุนเครื่องมือทั้งหมด ผู้ผลิตแม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์ที่สามารถอธิบายต้นทุนได้กำลังแสดงให้เห็นทั้งความรู้ทางเทคนิคและความโปร่งใสในเชิงพาณิชย์ ซึ่งเป็นตัวชี้วัดคุณภาพที่มีความหมาย
วางแผนการรักษาความร้อนก่อนการตัดครั้งแรก ไม่ใช่หลังจากการตัดครั้งสุดท้าย
การบิดเบือนการรักษาความร้อนในแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับรถของเล่น แม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์ หรือเครื่องมือฉีดที่มีความแม่นยำใดๆ สามารถคาดเดาและจัดการได้เมื่อได้รับการออกแบบตั้งแต่เริ่มต้น ผู้ผลิตแม่พิมพ์ที่จัดการมันได้ดีคือผู้ที่ดูแลมันในลำดับการตัดเฉือน: เว้นระยะเผื่อที่เหมาะสม รวมถึงการบรรเทาความเครียด การระบุการชุบแข็งแบบสุญญากาศ และการวัดก่อนการตกแต่งขั้นสุดท้าย ผู้ที่ถือว่ามันเป็นความคิดในภายหลังคือผู้ที่จบลงด้วยการทำงานซ้ำที่มีราคาแพง - หรือเม็ดมีดที่เสียหาย
ที่ Sunhingstones การวางแผนการบำบัดความร้อนเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการทางวิศวกรรมมาตรฐานของเราสำหรับแม่พิมพ์ทุกตัว แม่พิมพ์ฉีดเปลือกเมาส์ และแม่พิมพ์ฉีดมอเตอร์เกียร์ เราจัดทำเอกสารข้อกำหนดเหล็ก เป้าหมายความแข็ง ลำดับการตัดเฉือน และวิธีการเก็บผิวละเอียดก่อนที่จะเริ่มการตัดใดๆ - ดังนั้นผลลัพธ์หลังการบำบัดความร้อนจึงเป็นผลลัพธ์ที่ได้รับการควบคุม ไม่ใช่เรื่องน่าแปลกใจ
การอ้างอิงและการอ่านเพิ่มเติม
โรเบิร์ตส์ จอร์เจีย และคณะเหล็กกล้าเครื่องมือ, ฉบับที่ 5. เอเอสเอ็ม อินเตอร์เนชั่นแนล, 1998.https://www.asminternational.org/
อุดเดโฮล์ม.การรักษาความร้อนของเหล็กกล้าเครื่องมือ. เอกสารเผยแพร่ทางเทคนิค, 2021.https://www.uddeholm.com/
ทอตเทน, จีอีคู่มือการบำบัดความร้อนด้วยเหล็ก, ฉบับที่ 2. สำนักพิมพ์ซีอาร์ซี, 2549https://www.routledge.com





