Анализ ключевых факторов, влияющих на срок службы литьевых форм

I. Основные факторы состояния

1. Выбор материалов формы

Материалы пресс-форм являются важной основой для определения срока их службы. Различные марки стали имеют существенно разные свойства. Например, формы из стали P20 могут производить не более 300 000 циклов формования; а если вместо этого используется сталь S136, срок службы формы может достигать более миллиона циклов формования.

2. Рациональность конструкции пресс-формы

Дизайн — это «врожденная основа» жизни плесени. Неразумная конструкция приведет к тому, что пресс-форма будет испытывать дополнительные нагрузки во время производства и ускорит износ.

• Структурная прочность: если толщина стенок полости формы и стержня слишком мала или расположение опорных конструкций (таких как выталкивающие штифты и направляющие стойки) неравномерно, во время производства могут возникнуть деформация и разрушение из-за чрезмерной силы. Например, в больших формах без ребер жесткости полость будет разрушаться после длительного впрыска под высоким давлением.

• Плавность извлечения из формы: неправильная конструкция механизмов извлечения из формы (таких как выталкивающие штифты и угловые штифты) приводит к прилипанию продукта к форме и чрезмерному усилию извлечения из формы, что приводит к многократному износу поверхности полости или выталкивающих штифтов. Например, если положение выталкивателя смещено, внутренняя стенка полости будет царапаться каждый раз при извлечении из формы.

• Система вентиляции. Плохая вентиляция приведет к тому, что газ не сможет выйти во время инъекции, что приведет к образованию высокого давления, воздействующего на полость. В долгосрочной перспективе это приведет к износу и пригоранию поверхности полости, особенно для жаропрочных материалов, таких как ПК и ПММА.

• Система охлаждения: Неразумное расположение каналов охлаждающей воды (например, недостаточное местное охлаждение) приведет к неравномерности температуры в полости формы. Под повторяющимся действием теплового расширения и сжатия полость склонна к образованию трещин или деформации.

3. Точность обработки и обработка поверхности.

Качество обработки определяет «приобретенную долговечность» формы. Недостаточная точность или дефекты поверхности ускорят износ пресс-формы.

• Точность обработки: если есть отклонение в размерах полости или неплотно прилегает поверхность разъема, во время впрыска появится заусенец, что еще больше усугубит фрикционный износ поверхности разъема; чрезмерный зазор между направляющими стойками и направляющими втулками приведет к тряске формы во время открытия и закрытия, что ускоряет износ направляющих деталей.

• Шероховатость поверхности: недостаточная полировка поверхности полости (например, высокое значение Ra) приведет к увеличению трения во время извлечения изделия из формы, и в долгосрочной перспективе поверхность полости будет царапаться; если на поверхности есть дефекты, такие как следы инструментов и поры, эти места станут точками концентрации напряжений, которые склонны к образованию трещин.

II. Факторы производственного процесса

1. Настройка параметров процесса литья под давлением.

Необоснованные параметры впрыска вызовут «дополнительное повреждение» формы, что эквивалентно «неправильному использованию формы», а также сократит срок службы формы.

• Давление и скорость впрыска. Чрезмерно высокое давление (превышающее расчетный диапазон подшипников формы) усугубит износ полости и литника; чрезмерно высокая скорость может привести к чрезмерной раздирающей силе расплава пластика на поверхности полости, особенно для пластмасс, армированных стекловолокном, таких как PA66 + 30% стекловолокна, которые обладают сильными очищающими свойствами.

• Температура формования. Чрезмерно высокая температура формы (например, превышение предела термостойкости стали) приведет к окислению и снижению твердости на поверхности полости; частые и сильные колебания температуры (например, поочередное повышение и понижение температуры) вызывают термическую усталость, приводящую к образованию трещин в полости.

2. Характеристики материалов изготовления.

Различные физические и химические свойства пластмасс имеют большие различия в их «эрозионной способности» к плесени.

• Твердость и износостойкость: пластмассы, наполненные стекловолокном и минералами (например, ПП + 40% стекловолокна), эквивалентны «абразивным материалам» во время впрыска, которые быстро изнашивают поверхность полости и затвор, а срок их службы может быть сокращен более чем на 50% по сравнению с обычными пластиками.

• Коррозионная активность: пластмассы, содержащие хлор и фтор (такие как ПВХ и ПОМ), разлагают коррозийные газы при высоких температурах, что в долгосрочной перспективе вызывает коррозию стали формы, особенно для форм без антикоррозионной обработки.

• Вязкость и текучесть. Пластики с высокой вязкостью (например, ПК) требуют более высокого давления впрыска, что увеличивает усилие пресс-формы; пластмассы с низкой текучестью (например, PEEK) могут вызвать локальное высокое давление из-за затрудненного заполнения, что усугубляет износ полости.

3. Производственная партия и частота

«Интенсивность службы» формы также влияет на ее срок службы. Высокочастотное и крупносерийное производство приводит к более значительным потерям пресс-формы.

• Непрерывность производства. Пресс-формы, производимые 24 часа в сутки (например, пресс-формы для автозапчастей), изнашиваются быстрее, чем пресс-формы, изготавливаемые с перерывами, поскольку не существует «времени восстановления» термической усталости и механического напряжения.

III. Факторы обслуживания и аксессуаров

1. Ежедневное обслуживание и уход.

«Уровень обслуживания» формы напрямую определяет срок ее службы. Отсутствие ухода приведет к небольшим проблемам, разрушению и ускорению «старения» плесени.

• Чистота: несвоевременная очистка остатков пластика в полости после производства (особенно легкоразлагаемых материалов, таких как ПВХ) приведет к карбонизации остаточного материала при высокой температуре и коррозии полости; Если не смазывать направляющие стойки и направляющие втулки регулярно, это приведет к ускоренному износу из-за сухого трения.

• Регулярный осмотр: невыполнение регулярной проверки и замены уязвимых частей, таких как выталкивающие штифты и пружины, может привести к их поломке и застреванию в форме, что приведет к серьезному повреждению формы; невыполнение регулярных дноуглубительных работ в каналах охлаждающей воды приведет к закупорке накипи, что приведет к плохому охлаждению и термической усталости.

2. Качество аксессуаров для пресс-форм.

Пресс-форма — это «системная инженерия». Любой качественный дефект небольшого аксессуара может повлиять на его общий срок службы.

• Качество стандартных деталей. Использование некачественных изделий для выталкивающих штифтов, направляющих стоек, пружин и т. д. (например, использование обычной углеродистой стали вместо выталкивающих штифтов SKD61) приведет к их преждевременному разрушению из-за недостаточной прочности и даже к повреждению полости.

• Долговечность уязвимых частей. Детали, которые часто контактируют с высокотемпературным расплавом, такие как втулки затвора и тяги, будут быстро изнашиваться или деформироваться, если материал или термическая обработка не соответствуют требованиям, что приводит к плохой подаче.