Qu'est-ce qu'un outil en acier ?
L'outil en acier est exactement ce que nous appelons un moule de production découpé dans de l'acier à outils. Le caoutchouc repose dans la cavité, vous appliquez de la chaleur et de la pression, la pièce durcit. C'est ça.
Je m'approvisionne en moules auprès d'ABIS à Shenzhen depuis environ six ans maintenant. Ils utilisent des presses de 80T à 1600T dans cet atelier. Mon représentant de compte là-bas est Mike, il fait affaire avec lui depuis 2019. La plupart de mes outils en caoutchouc passent par leur usine de Longgang.
Pourquoi l'acier plutôt que l'aluminium
L'aluminium est plus rapide à couper. Tout le monde le sait. Mais l'aluminium ne résiste pas lorsque vous utilisez du LSR à 180 degrés, tir après tir. La cavité commence à être lavée environ 20 000 cycles. J'ai appris cela à mes dépens lors d'une série de joints EPDM en 2021. La ligne de joint sur l'outil en aluminium a été tirée par balle à 18 carats. J'ai sorti l'outil, je l'ai rangé, j'ai commandé de l'acier. J'aurais dû le faire dès le premier jour.
L’acier coûte plus cher au départ. Un simple outil de compression à quatre -cavités dans P20 d'ABIS coûte entre 4 500 $ et 6 000 $. La même géométrie en aluminium 7075 coûterait 2 800 $, peut-être 3 200 $. Mais l'aluminium ne dépassera pas les 30 000 tirs sur la plupart des composés. Faites le calcul de votre volume annuel.
Nuances d'acier qu'ABIS stocke actuellement
P20 est leur pain et leur beurre pour les moules en caoutchouc. Pré-durci, 28 à 32 HRC hors entrepôt. Idéal pour des courses allant jusqu'à peut-être 150 000 tirs sur des composés plus tendres. NBR, silicone, EPDM, tout va bien.
S136 qu'ils utilisent pour les travaux médicaux et-en contact avec les aliments. Inox, se polit comme un miroir. Je leur ai également fait exécuter du 420SS sur quelques travaux lorsque le client l'avait spécifié. Plus cher à usiner. Cela prend plus de temps. Ajoutez deux semaines à votre délai de livraison si vous optez pour l'acier inoxydable.
H13 est ce qu'ils mettent lorsque le moule connaît des températures élevées et soutenues. Au-dessus de 200 degrés, vous voulez du H13 ou vous obtiendrez un ramollissement dans les blocs de cavité. NAK80 apparaît sur certains de leurs devis pour des travaux de qualité optique-, mais c'est plus courant du côté du plastique.
Traitement thermique
Le P20 est généralement expédié sans traitement thermique supplémentaire. Il est pré-durci. Certains clients souhaitent ajouter de la nitruration pour la résistance à l'abrasion s'ils utilisent des composés de charge à haute teneur en -. Le noir de carbone à 50 pce s'use plus rapidement qu'on ne le pense.
H13 et S136 sont tous deux soumis à un traitement thermique après un usinage grossier. ABIS fait appel à un fournisseur externe pour cela. Ajoute une dizaine de jours à la construction. Les pièces reviennent et doivent être rectifiées car rien ne conserve parfaitement leurs dimensions tout au long du cycle de trempe et de revenu.
Finition superficielle
La finition standard de la machine CNC est d'environ 63 Ra. Pour la plupart des pièces industrielles en caoutchouc, c'est acceptable. Vous pouvez voir des marques d'outils sur la pièce, mais personne ne s'en soucie sur un joint d'étanchéité.
Pour les travaux cosmétiques ou le silicone de qualité alimentaire-, vous avez besoin d'un vernis. ABIS effectue le polissage manuel en interne-jusqu'à SPI A-2 environ. Le polissage miroir d’une cavité profonde prend du temps. J'ai vu des devis revenir avec 800 $ à 1 500 $ ajoutés juste pour peaufiner une pièce compliquée.
Ils travaillent avec Mold-Tech pour les textures. J'ai fait du cuir grainé, des motifs géométriques, quelques logos. La texture ajoute un délai de livraison, généralement une semaine ou deux selon la profondeur et la zone.
Comment ABIS fabrique des moules en caoutchouc
Les moules à compression sont simples. Deux plaques, cavité dans l'une ou dans les deux, le caoutchouc entre, la presse se ferme, la chaleur et la pression. Ce sont des produits bon marché et rapides à couper.
Les moules de transfert ont un pot sur le dessus où vous chargez le caoutchouc. Le piston le pousse à travers les carottes dans les cavités. Idéal pour les pièces avec des tolérances serrées ou des inserts métalliques. Plus cher à construire en raison du système de pot et de coureur.
Les moules d'injection de caoutchouc sont similaires à l'injection de plastique mais la configuration thermique est inversée. Le système de canaux reste froid, les plaques creuses chauffent. ABIS achète des systèmes de canaux froids auprès de fournisseurs extérieurs et les usine dans la base du moule.
Un vrai travail, je les ai parcourus
L'année dernière, j'avais un client automobile allemand qui avait besoin de 600 joints de transmission en quatre semaines. L'outillage en acier prendrait au minimum huit à dix semaines. Nous avons utilisé un moule en caoutchouc de silicone pour les 200 premières pièces et les avons expédiées pendant la découpe de l'outil P20. Une fois l’acier prêt, nous avons fait le bilan. Le client a reçu ses pièces à temps, nous n'avons pas payé de frais de retard.
Un autre travail consistait en une série de 44 boutons en silicone surmoulés pour un dispositif médical. Des inserts en laiton avaient été moulés. ABIS a coté l'outil en acier à 8 500 $. Les pièces sont sorties propres, pas de flash, les inserts sont restés en place. Nous sommes toujours en production sur cet outil deux ans plus tard.
Délais de livraison depuis Shenzhen
Un moule en caoutchouc typique d'ABIS contient des échantillons PO à T1 de six à dix semaines. Cela dépend de la complexité, du nombre de cavités et de la qualité de l'acier. L'inox ajoute du temps. La multi-cavité ajoute du temps. Les curseurs et les élévateurs ajoutent du temps.
L'expédition vers les États-Unis prend encore deux à trois semaines par voie maritime. Le fret aérien le réduit à une semaine mais triple le coût. La plupart de mes clients peuvent attendre l'océan.
Ce que je dis aux nouveaux ingénieurs
L’angle de dépouille est important. Un demi degré minimum sur chaque mur ou la pièce colle. ABIS le signalera dans DFM, mais vous devez le détecter vous-même avant d'envoyer l'impression.
L'épaisseur de paroi doit rester supérieure à 0,8 mm sur la pièce. Plus fin que ça et le caoutchouc se déchire au démoulage, surtout sur le silicone.
Arrondissez vos coins intérieurs. Les angles vifs concentrent les contraintes dans l'acier. La cavité se fissure ou la partie en caoutchouc se déchire. De toute façon, vous perdez.
Aérez votre ligne de séparation. L'air emprisonné provoque des brûlures et des tirs courts. ABIS découpe des évents de 0,02 mm de profondeur dans la face de joint. Parfois, il en faut plus. Vous comprenez cela dès les premiers plans et vous ajustez.
Comparaison des coûts
Outil en acier : 4 500 $ à 15 000 $ selon la taille, les cavités et la qualité de l'acier.
Outil en aluminium : 2 000 $ à 5 000 $ mêmes paramètres.
Moule prototype en caoutchouc de silicone : 350 $ à 800 $.
Choisissez en fonction de votre volume. En dessous de 200 pièces, un moule en caoutchouc est logique . 200 pour 5 000 pièces, l'aluminium peut fonctionner si le composé n'est pas abrasif. Au-dessus de 5 000, l'acier est le seul choix qui ne vous causera pas d'ennuis plus tard.
C'est à peu près tout ce qu'il faut savoir sur les outils en acier pour le caoutchouc. Rien de compliqué, juste plein de petits détails qui s'additionnent. Faites-les correctement et l’outil fonctionnera pendant des années. Si vous vous trompez, vous êtes au téléphone avec votre fournisseur pour lui expliquer pourquoi vous avez besoin de réparations d'urgence.