От точности и долговечности пресс-форм для литья пластмасс зависит срок эксплуатации оборудования, процент производственного брака, а также качество продукции. Для повышения этих показателей заводы пресс-форм используют разные подходы.
Использование износостойких материалов, специальных покрытий
Для изготовления пресс-форм используют качественные сплавы, такие как H13, P20, S136 и другие, которые обладают высокой износостойкостью и хорошей термостойкостью. Оснастка производится из инструментальной стали 4Х5МФС, 3Х2В8Ф.
Для защиты форм от коррозии используются покрытия на основе титана, хрома и других металлов. С их помощью повышается стойкость к химическому воздействию и механическому износу. Специальные покрытия уменьшают трение, делают оснастку более простой в обслуживании.
Оптимизация конструкции
Правильно спроектированная система охлаждения, расположение и форма каналов позволяет равномерно распределять температуру по всей форме. Это повышает точность литья, минимизирует риск деформаций изделия. Использование пластинчатых теплообменников, а также встраивание микроканалов охлаждения значительно повышает эффективность охлаждения.
Особое внимание уделяется устранению горячих точек и дефектов, так как они повышают процент производственного брака, снижают качество готовых изделий. Для решения этой задачи используется численное моделирование (CAE) и метод конечных элементов (FEA). Оно позволяет точно рассчитать параметры формы, системы охлаждения, спрогнозировать поведение материала в процессе литья. Также важен правильный расчет литниковой системы и точек впрыска.
Еще один способ повышения срока эксплуатации оснастки без ущерба точности – использование съемных вставок в зонах повышенного износа.
Обработка и финишная отделка
Для обеспечения точности геометрической формы оснастки используется прецизионная механическая обработка. Изделия шлифуются на станках с ЧПУ. Также оснастка подвергается азотированию и цементации. Эти виды обработки дают следующие эффекты:
- повышает устойчивость к коррозии;
- повышает твердость пресс-форм, устойчивость к деформации;
- упрочняет верхний слой оснастки.
Электроэрозионная обработка или EDM позволяет вытачивать детали сложной формы. С ее помощью повышается качество поверхности, устраняются дефекты. Эта задача также решается путем нанесения плазменного напыления или нанопокрытия. Использование этого метода точности пресс-форм уменьшить трение при извлечении из них изделий.
Выбор способа обработки и финишной отделки зависит требуемой точности, размеров оснастки, условий эксплуатации и марки пластика, используемого для литья.
Методы повышения износостойкости
Для повышения износостойкости и долговечности пресс-форм используются следующие наноматериалы и нанопокрытия:
- Углеродные нанотрубки.
- Алмазоподобные покрытия (DLC).
Лазерное наплавление металлических покрытий на рабочие поверхности пресс-форм повышает их износостойкость и долговечность.
За счет повышения точности оснастки не только улучшаются ее эксплуатационные характеристики, но и снижается расход полимеров. За счет этого снижаются производственные расходы, себестоимость готовых изделий без ущерба качеству.