Noyau de moule et cavité de moule : différences et considérations de conception

Vous avez trois citations sur votre bureau. Les prix varient de 30% ou plus. Les spécifications sont similaires sur le papier -même acier, même nombre de cavités, même finition de surface. La différence réside dans les décisions d'ingénierie concernant les cavités et les noyaux qui n'apparaîtront pas avant la production.

 

Nous avons reconstruit les inserts de cavité l'année dernière pour un moule de récipient alimentaire à 8 cavités. Le fournisseur d'origine avait percé des canaux de refroidissement à des distances incohérentes de la surface de la cavité : 8 mm à certains endroits, plus de 15 mm à d'autres. La variation de température a provoqué un remplissage inégal. Les pièces des cavités intérieures manquaient tandis que les cavités extérieures étaient suremballées. Le client a passé onze mois à ajuster les paramètres du processus avant de vérifier l'acier.

 

Notre reconstruction a maintenu tous les canaux à un espacement constant de 10 mm. Le temps de cycle est passé de 18 secondes à 12 secondes. Sur leur presse de 400 tonnes fonctionnant à 85 $/heure, cette réduction de 6 secondes permet d'économiser 14 280 $ pour 100 000 pièces. L'investissement de reconstruction de 35 000 $ a retrouvé en quatre mois son volume annuel.

La conception du refroidissement détermine le temps de cycle

 

Le refroidissement représente 60-80 % de votre temps de cycle. Lorsque vous demandez des devis, vous spécifiez probablement le matériau, la finition de surface, le nombre de cavités et le volume attendu. Ce que la plupart des appels d'offres ne demandent pas -et la plupart des fournisseurs ne se portent pas volontaires : c'est comment les canaux de refroidissement seront acheminés à travers les blocs de cavité.

 

Les canaux forés conventionnels s'étendent en lignes droites. Ils ne peuvent pas suivre une géométrie de pièce complexe, de sorte que certaines zones refroidissent plus rapidement que d'autres.Canaux de refroidissement conformessuivent la surface de la cavité à une distance constante, mais coûtent plus cher à fabriquer.

 

Voici quand le refroidissement conforme a du sens :

L'investissement est récupéré dès la première année. Pour les séries inférieures à 100 000 pièces, le refroidissement conventionnel est généralement plus judicieux.

Nous citons les deux options et vous montrons les calculs pour vos volumes spécifiques.

La qualité de l'acier affecte la durée de vie de l'outil avec des matériaux abrasifs

L'année dernière, un client de connecteurs automobiles a spécifié l'acier P20 pour ce qu'il prévoyait être 200 000 pièces par an. La demande a dépassé les prévisions. Au huitième mois de la deuxième année, le PBT chargé à 30 % de verre-qu'ils utilisaient avait usé les portes de la cavité au-delà des tolérances.

Le choix s'est porté sur un écart de production de six -semaines ou sur la qualification d'un fournisseur de secours à mi--programme. Ils ont perdu deux nouvelles opportunités commerciales pendant cette période d'arrêt.

Le P20 coûte environ 8 à 12 $/kg. Le S136 coûte entre 25 et 35 $/kg. Pour un bloc à cavité typique nécessitant 50 kg d'acier, la différence de coût du matériau est d'environ 850 à 1 150 $.

Le S136 dure trois à quatre fois plus longtemps sous des composés chargés de verre-. L'écart de production de six -semaines a coûté plus cher que ce qu'aurait coûté la mise à niveau de l'acier.

Pour les matériaux non-abrasifs à volumes modérés, le P20 convient. Nous spécifions ce dont l'application a besoin.

Balance de remplissage de plusieurs-cavités

Les configurations de canaux géométriquement symétriques doivent remplir toutes les cavités de manière identique. Ce n’est pas le cas. Le chauffage par cisaillement le long des parois des canaux crée des gradients de température qui dirigent les matériaux les plus chauds vers les cavités internes.

Changement de base dans les applications-à parois minces

Sur les-pièces à paroi mince-flacons médicaux, corps de stylos, inserts d'emballage-une pression d'injection inégale peut dévier le noyau pendant le remplissage. Le résultat est une variation de l’épaisseur de la paroi qui peut ne pas apparaître jusqu’à ce que les pièces échouent au test d’étanchéité.

Nous concevons des noyaux pour ces applications avec des dispositions de support dimensionnées pour la charge de déflexion attendue. Cela ajoute 3 à 5 jours à la phase de conception, mais évite les problèmes qui apparaissent dix-huit mois après le début de la production, lorsque les noyaux commencent à se fissurer.

Conception du système d'éjection

 

Les pièces qui collent dans le moule ralentissent votre cycle et peuvent endommager l'outil. La conception du système d'éjection dépend de la géométrie de la pièce, des angles de dépouille et de la texture de la surface.

 

Les broches d'éjection standard fonctionnent pour la plupart des applications. Les éjecteurs de lame répartissent la force sur des parois minces qui se déformeraient sous la pression des broches. Les plaques de dévêtissage soulèvent les pièces uniformément des noyaux d'emboutissage profond-. Des clapets à air complètent l'éjection mécanique des pièces avec sas à vide.

 

Un client de l’emballage utilisait des couvercles avec une surface intérieure texturée. Leur outil d'origine utilisait des broches standard et les pièces raccrochaient lors de l'éjection. L'ajout de quatre clapets d'air pour briser le vide a réduit les rejets de pièces-collées de 2,3 % à moins de 0,1 %.

 

La modification du clapet d'air a coûté 1 800 $. Avec un coût de rejet d'environ 0,08 $/pièce et un volume annuel de 800 000 pièces, le retour sur investissement a été inférieur à quatre mois.

Angles de dépouille et finition de surface

La relation entre l'angle de dépouille et l'état de surface est simple : les surfaces texturées ont besoin de plus de dépouille pour se libérer proprement.

SPI-Les surfaces polies (finition miroir) peuvent fonctionner avec une dépouille de 0,5 degré. Les surfaces texturées SPI-D nécessitent généralement 3 degrés ou plus, en fonction de la profondeur de la texture. Une dépouille insuffisante sur les cavités texturées provoque des marques de traînée et des pièces coincées.

Un client d'articles ménagers nous a envoyé un fichier de pièces avec un tirage de 1 degré spécifié sur toutes les surfaces. Le design nécessitait une texture légère à l’extérieur. Nous avons signalé lors de l'examen DFM-que la combinaison brouillon/texture entraînerait des problèmes de version.

Réviser à 2,5 degrés le dépouille sur les surfaces texturées avant de couper l'acier ne coûte rien. Découvrir le problème une fois l'outil terminé aurait nécessité de recouper la cavité-environ 4 000 à 6 000 $ de coût de modification plus deux semaines de retard.

Nous effectuons un examen DFM sur chaque projet avant de proposer un devis. Il est plus rapide de fixer une géométrie en CAO qu'en acier trempé.

Ce qui est livré avec le moule

Nous avons vu des moules arriver d'autres fournisseurs avec une facture d'une seule page-et rien d'autre. Pas de dessins, pas de certificats de matériaux, pas de données de processus. Quand quelque chose ne va pas-et finalement, quelque chose ne va toujours pas-il n'y a aucune base de référence pour établir un diagnostic.