금형 제작이란 무엇입니까? 공정, 개발 및 곰팡이 제조

 

금형 제작은 원료를 원하는 부품으로 형성하는 맞춤형 금형 (또는 "툴링")을 설계하고 제조하는 산업 공정입니다. 곰팡이는 플라스틱, 금속, 고무 또는 실리콘과 같은 용융 물질을 주입하거나 부어 부품의 형상을 재현하는 정밀한 구멍입니다. 다시 말해, 곰팡이 제조는 부품의 내구성있는 "부정적"을 만듭니다. 반복적으로 주입되거나 주사되면이 금형은 엄격한 공차로 높은 볼륨으로 동일한 부품을 생성합니다.

사용자 정의 금형은 한 고객의 부품 설계 및 생산 요구를 위해 특별히 설계되며, 종종 특수 게이팅, 냉각 및 방출 기능을 통합합니다. 예를 들어, 플라스틱 사출 금형은 일반적으로 강화 강철 또는 알루미늄으로 만들어지고 정확하게 가공되어 각 분사 샷이 완성 된 플라스틱 구성 요소를 생성합니다. 맞춤형 금형을 통해 제조업체는 일관된 품질과 효율성을 달성 할 수 있습니다. 그들은 폐기물과 사이클 시간을 최소화하고 혁신 (예 : 복잡한 형상 또는 다중 물질 부품)을 규모로 가능하게합니다.

맞춤형 금형 제작정밀성과 반복성이 중요한 자동차, 항공 우주, 의료 및 소비자 전자 제품과 같은 산업에서 필수적입니다. 고급 설계 및 가공 기술을 사용하여 생산 등급의 금속 곰팡이를 생성한다는 점에서 간단한 "금형 제작"(손으로 고무 또는 실리콘 금형 제작)과 다릅니다.

예를 들어, 금형이 CAD/CAM 소프트웨어로 설계되고 시뮬레이션으로 최적화 된 후 제조업체는 CNC 가공 및 전기 방전 가공 (EDM)을 사용하여 금형 블록을 공구강에서 조각합니다. 완성 된 금속 금형에는 냉각 채널과 이젝터 핀이 장착되어 주입 프레스에 장착 할 수 있습니다. 이러한 방식으로, 맞춤형 금형은 브리지 프로토 타입 및 대량 생산-대규모 제조를위한 고품질의 정확한 부품을 보장합니다.

목차

비녀장

맞춤형 금형 제작의 역사

곰팡이 제조에는 고대의 뿌리가 있지만 산업 시대에는 실제로 가속화되었습니다. 고고 학적 증거에 따르면 곰팡이의 개념은 기원전 3200 년 초에 점토와 석재 금형을 사용하여 구리 도구를 주조했습니다. 고대 이집트와 그리스에서 장인들은 금속 공사와 도자기에 재사용 가능한 곰팡이를 사용했습니다. 르네상스와 초기 현대 기간은 청동과 금속 주조 기술의 발전을 보았지만 실제 혁명은 19 세기와 20 세기에 플라스틱과 자동화로 이루어졌습니다.

1872 년 John과 Isaiah Hyatt는 최초의 플라스틱 사출 성형기를 발명했습니다. 처음에는 원유 인이 장치는 초기 플라스틱으로 만든 새로운 소비자 제품 (빗, 버튼)으로 이어졌습니다. 1900 년대 초, 셀룰로오스 아세테이트와 같은 안전한 플라스틱 물질이 개발되었습니다. 1930 년대에는 획기적인 폴리머 (폴리올레핀, 폴리스티렌, PVC)가 가져 왔습니다. 제 2 차 세계 대전은 성형 플라스틱 (및 부족한 고무/금속의 교체 재료)에 대한 수요를 극적으로 증가 시켰습니다. 전후의 대량 생산 플라스틱은 어디에나있게되었다. 발명가 James Hendry의 1946 나사 분사 시스템은 금형 품질을 크게 향상 시켰습니다.

20 세기 후반 곰팡이 제조는 디지털 기술로 변형되었습니다. 의 소개CNC (컴퓨터 수치 제어) 가공1950 년대 ~ 60 년대에 강철 금형 블록의 자동화 된 고정밀 형성을 가능하게했습니다. 와이어 EDM 기계는 1960 년대 후반에 강화 된 강철을 극도로 정확하게 자르기 위해 등장했습니다. 1970 년대와 그 이후에는 다축 CNC 밀, CAD/CAM 디자인 도구 및 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 매우 복잡한 금형과 빠른 반복이 가능했습니다.

예를 들어, 1990 년대 알루미늄 금형은 프로토 타입을위한 강철에 대한 더 빠르고 저렴한 대안으로 인기를 얻었습니다. 오늘날 주요 금형 제조업체는 5 축 CNC, 곰팡이 흐름 분석 및 로봇 공학을 사용합니다. 모두 수십 년 동안 R & D의 지식이 있습니다. 요약하면, 곰팡이 제조는 단순 모래와 석고 금형에서 정교한 맞춤형 금속 툴링으로 진화하여 현대식 제조의 요구를 반영했습니다.

 

맞춤형 금형 제작은 어떻게 작동합니까?

맞춤형 금형 제조 프로세스는 일반적으로 이러한 주요 단계를 따릅니다.

• 디자인 및 엔지니어링 :먼저 엔지니어는 CAD 소프트웨어를 사용하여 부품 형상을 기반으로 한 금형의 세부 3D 모델을 만듭니다. 시뮬레이션 도구 (예 : 금형 흐름 또는 FEA)는 설계를 최적화하기 위해 충전, 냉각 및 응력을 분석합니다. 이 단계에서는 게이트, 러너, 통풍구 및 이젝터 핀 위치와 같은 중요한 기능이 계획되어 있습니다.복잡한 또는 레거시 부품의 경우 리버스 엔지니어링 (기존 부분을 스캔하고 CAD 모델 생성)을 사용할 수 있습니다.. 주요 고려 사항이 포함되어 있습니다 : 드래프트 각도 (방출을 돕기 위해), 균일 벽 두께 및 적절한 수축 허용량. 이 CAD 데이터는 DFM (제조 가능성 설계) 분석에 사용되며, 최고 금형 제조업체는 종종 비용이 많이 드는 개정을 피하기 위해 무료 DFM 피드백을 제공합니다..

• 프로토 타이핑 :강화 된 강철 공구에 커밋하기 전에 일부 프로젝트는 프로토 타입이나 소프트 곰팡이를 사용합니다. 예를 들어, 파트 설계를 검증하기 위해 빠른 알루미늄 또는 에폭시 프로토 타입 몰드 (또는 3D 프린트 인서트)를 생산할 수 있습니다. APM (Advanced Prototype Molding) 및 기타는 이러한 단기 금형을 제공하여 적합, 기능 및 미학을 테스트합니다. 이런 식으로 모든 문제는 일찍 잡을 수 있습니다.

• 곰팡이 제조 :다음으로 벌크 가공이 시작됩니다. 원시 금형 플레이트 (강철 또는 알루미늄)는 밀링되어 CNC 기계를 거친 공동 및 코어 모양으로 켭니다. 다축 CNC 밀링은 대부분의 재료를 조각합니다 (아래 사진 참조). 매우 단단한 섹션 또는 복잡한 언더컷의 경우 EDM (Electrical Displenge Machining)이 강철을 정확하게 침식하는 데 사용됩니다. 현대식 곰팡이 제조는 종종 다음과 같이 흐릅니다.

  • CNC 밀링 :대형 3, 4- 또는 5 축 밀링 센터는 공동 및 코어 블록을 가공하여 근거리 모양으로 가공합니다.

  • CNC 회전 :원통형 특징이 필요한 경우 (예 : 둥근 컨테이너의 금형) CNC 선반은 강철을 돌려 기본 모양을 형성합니다.

  • 와이어 EDM :얇은 와이어 (일반적으로 황동)은 단일 블록에서 정확하고 복잡한 프로파일 또는 별도의 금형을 자릅니다.

  • RAM (싱커) EDM :공동처럼 형성된 흑연 또는 구리 전극은 복잡한 디테일과 날카로운 모서리를 형성하기 위해 전기 방전으로 경화 된 강철로 튀어 나옵니다.

  • CNC 그라인딩 :고정밀 그라인더는 평평한 표면이나 원통형 부품을 세분화하여 공차와 부드러운 마감 처리를 개선합니다.

가공 후 곰팡이 구성 요소가 열처리 될 수 있습니다 (특히 강철 경도가 증가하는 경우).수작업. 숙련 된 기술자는 캐비티 표면을 연마하여 표면 마감 요구 사항 (광학 부품의 거울 광택, 무광택 마감재를위한 텍스처)을 충족시킵니다. 곰팡이 플레이트에는 하드웨어가 장착되어 있습니다. 이젝터 핀, 냉각 라인 (물 또는 오일 채널), 가이드 기둥 및 부싱, 스프링 및 언더컷에 필요한 슬라이더 또는 리프터가 장착됩니다. 두 반쪽 (코어 및 캐비티)은 정렬되어 금형베이스에 고정됩니다.

• 시험 및 조정 :금형이 조립되면 시험 실행을 위해 성형 프레스에 설치됩니다. 첫 번째 테스트 샷 (종종 호출됩니다T1 샘플) 성형됩니다. 부품은 결함, 치수 정확도 및 착용감을 검사합니다. 문제가 발견되면 (예 : 짧은 샷, 플래시 또는 부품 뒤틀림) 금형 또는 프로세스가 조정됩니다. 게이트 크기/위치를 수정하거나, 통풍구가 추가, 냉각 변경 또는 가공 조정이 조정될 수 있습니다. 대부분의 평판이 좋은 금형 제조업체에는 금형이 사양을 충족하는지 확인하기 위해 몇 가지 시험 반복이 포함되어 있습니다.

• 생산:일단 검증되면 금형은 사출 성형, 다이 캐스팅 또는 기타 형성 장비에서 본격적인 생산을 사용할 준비가되어 있습니다. 작동 중에는 금형이 순환됩니다 : 클램핑, 주입, 냉각 및 부품 배출. 전체적으로 금형 제작자의 설계 결정 (냉각 레이아웃, 배출 체계 등)은 안정되고 수율이 안정적인 생산을 보장합니다. 숙련 된 연산자는 부분 품질을 최대화하고 사이클 시간을 최소화하기 위해 사출 기계 매개 변수를 미세 조정합니다.

각 프로젝트의 워크 플로우는 다양 할 수 있지만 최신 사용자 정의 금형은 항상 디지털 디자인, 정밀 가공 및 엄격한 품질 검사를 통합하여 부품을 안정적이고 일관되게 생성하는 금형을 제공합니다.

맞춤형 금형 제작에 필요한 장비 및 기계

맞춤형 금형 제조업체는 특수 장비에 의존하여 디자인을 현실로 바꿉니다. 주요 기계 및 도구에는 다음이 포함됩니다.

• CNC 가공 센터 :다축 CNC 밀 (3-, 4- 또는 5 축)은 곰팡이 제작의 요점입니다. 캠 생성 공구 경로에 따라 강철 또는 알루미늄 블록에서 재료를 제거합니다. 고속 고정밀 CNC 공장은 복잡한 금형 공동 및 코어를 생산할 수 있습니다. CNC 선반은 원통형 금형 구성 요소 (예 : 둥근 인서트)에도 사용됩니다.

• 전기 방전 기계 (EDM) :업계 전문가가 언급 한 바와 같이 EDM은 IS입니다"곰팡이 만들기 프로세스의 중요한 구성 요소"강화 강철로 세부적인 구멍을 만들기 위해. 두 가지 유형이 일반적입니다.램 (싱커) EDM캐비티 모양을 태우기 위해 커스텀 모양의 전극을 공작물에 넣는다. 그리고와이어 EDM연속적으로 공급 된 와이어를 사용하여 정확한 윤곽이나 블록에서 부품을 절단합니다. EDM은 단단한 강철과 절단 도구가 어려운 복잡한 기능에서 탁월합니다.

• CNC 그라인딩 머신 :표면과 원통형 연삭기는 중요한 얼굴을 꽉 찬 공차로 마무리합니다. 예를 들어, 표면 그라인더는 곰팡이베이스 플레이트와 공동 표면이 완벽하게 평평하게 보장합니다. 분쇄는 종종 곰팡이 제조 끝 근처에서 고품질 표면 마감과 정확한 치수를 달성하기 위해 사용됩니다.

• 연마 장비 :가공 후 손 또는 기계식 연마 도구 (다이아몬드 벨트, 버, 버핑 휠)는 캐비티 표면을 필요한 마감 수준으로 개선하여 공구 표시를 제거합니다. 이 단계는 최종 부품에 대한 선명도 또는 무광택 효과에 필수적입니다.

• 좌표 측정기 (CMM) :정밀 측정 기계 가공 된 금형 구성 요소가 CAD 설계 및 공차와 일치하는지 확인합니다. CMM 프로브는 조립 전에 정확도를 보장하기 위해 공동/코어의 중요한 특징을 측정 할 수 있습니다.

• 금형 어셈블리 도구 :여기에는 곰팡이 반쪽 조립, 핀 및 부싱 삽입 및 냉각 라인 피팅 장착을위한 프레스, 유압 장비 및 고정 장치가 포함됩니다. 이젝터 핀, 나사 및 물 피팅을 설치하려면 스레딩 탭 및 스크루 드라이버가 필요합니다.

• 열처리 용광로 :많은 강은 최적의 경도에 도달하기 위해 열처리 (담금질 및 템퍼링)가 필요합니다. 기화, 질화 또는 스트레스 릴리프를위한 용광로는 종종 금형 상점의 장비의 일부입니다.

• 보조 도구 :EDM 드릴링 머신 (이젝터 핀 구멍 제조), 레이저 조각사 (부품 번호 또는 로고의 경우) 및 3D 프린터 (빠른 수지 프로토 타입 또는 모래 코어)도 사용할 수 있습니다.

• 사출 성형기 :곰팡이 제조의 직접적인 부분은 아니지만 시험 주입 (T1 샘플링)에는 성형 프레스에 대한 접근이 필요합니다. 산업 소스가 곰팡이 제조에서 시험 실행의 중요성을 지적하므로 테스트 프레스 (또는 고객 언론의 임대)는 금형을 검증하는 데 사용됩니다.

이 기계는 콘서트에서 작동합니다. CAD/CAM의 설계 데이터는 CNC 및 EDM 장비에 공급되어 미크론 정확도로 금형 블록을 형성합니다. 업계 가이드에 따르면"CNC 가공은 중요한 구성 요소입니다… 원료를 정확하게 모양의 곰팡이로 변환하는 것". EDM 및 Grinders와 같은 보완 기계는 세부 사항을 처리합니다. 요컨대, 잘 갖추어 진 곰팡이 상점에는 최첨단 CNC 밀, EDM, 그라인더 및 곰팡이 구조의 모든 단계를 처리 할 수있는 지원 도구가 있습니다.

 

맞춤형 금형 제작을위한 지원되는 재료

금형 공구 재료 :맞춤형 금형 자체는 거의 항상 내구성있는 금속 또는 고성능 합금으로 만들어집니다. 가장 일반적인 두 가지 재료는 공구강과 알루미늄입니다.

• 공구강 :곰팡이 등급 강 (예 : P20, NAK80, H13, S136)은 대량 금형에 대해 선호됩니다. 그들은 수백만의 주입 사이클, 높은 주입 압력 및 연마 재료를 견딜 수 있습니다. 공구강은 내마로 내장되어 있으며 거울 마감으로 연마 할 수 있습니다. 하나의 소스가 지적한 것처럼, 강철 금형은 대체 재료보다 "더 오래 지속되며 내구성이 높아집니다". 경도와 인성은 열처리를 통해 맞춤화 될 수 있습니다. 그러나 강철은 비싸고 기계에 속도가 느립니다 (특히 강화 된 등급).

• 알류미늄:낮은 대량 또는 프로토 타입 도구의 경우 알루미늄 합금 (7075-T6과 같은)이 훨씬 빠르게 가공하기 때문에 종종 사용됩니다. 알루미늄 몰드는 비용이 적게 들고 빠르게 건축 할 수 있지만 더 빨리 마모됩니다. 고급 프로토 타이핑 전문가들이 설명 하듯이 알루미늄은 여전히 ​​많은 경우 고품질 부품을 제공하는 "저렴한 대안"입니다. 수백 또는 수천 개의 부품에서 달리기에 적합합니다.

• 구리 합금 :구체적으로, 베릴륨 코퍼와 같은 구리 합금은 임계 지점에서 강철 금형에 삽입됩니다. 베릴 리움-코퍼는 탁월한 열전도율을 가지며 냉각 속도를 높입니다. 더 비싸지 만 사이클 시간을 크게 줄일 수 있습니다. 위에서 인용하지는 않지만 업계 관행은 특히 뜨겁게 작동하는 게이트 또는 코어 주변에 구리 인서트를 사용합니다.

• 소프트 툴링 재료 :빠른 툴링 또는 매우 낮은 볼륨의 경우 더 부드러운 재료가 곰팡이를 형성 할 수 있습니다. 에폭시 또는 폴리 우레탄 주물 (종종 실리콘 마스터 곰팡이로 만들어진)은 제한된 짧은 달리기 또는 프로토 타입을위한 금형을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 이 "부드러운"금형은 저렴하고 빠르게 생산하지만 오래 지속되지는 않습니다. 고급 프로토 타입 회사 APM은 "내구성이 문제가되지 않는 경우"부드러운 프로토 타이핑 금형을 제공합니다.

성형 부품 재료 :반대편에서이 곰팡이로 어떤 재료를 형성 할 수 있습니까?프로세스에 따라 거의 모든 성형 재료를 사용할 수 있습니다.

• 플라스틱 (Thermoplastics & Thermosets) :가장 흔한 것은 열가소성 (ABS, 폴리 프로필렌, 나일론, 폴리 카보네이트, POM 등)으로 녹아 주입됩니다. 열세팅 플라스틱 (페놀, 에폭시) 및 액체 실리콘 (LSR)도 맞춤형 금형으로 성형됩니다. 업계 소스 목록"열가소성 성, 열 세팅 중합체 및 엘라스토머'전형적인 사출 금형 재료로서. 고무 화합물 및 실리콘 엘라스토머 (예 : 자동차 씰)는 유연한 재료를 위해 설계된 금형이 필요합니다.

• 금속 (다이 캐스팅) :곰팡이 (다이)는 또한 고압 주조에 의해 금속 합금을 형성하는 데 사용됩니다.다이 캐스팅은 죽습니다용융 금속 (예 : 알루미늄, 아연, 마그네슘, 구리)을 형성하는 맞춤형 강철 도구입니다. 예를 들어, 자동 엔진 부품은 알루미늄 다이 캐스트 곰팡이로 만들어 질 수 있습니다. 맞춤형 금형 제작 공정은 유사한 설계 및 가공 원칙을 사용하여 주조 주조에 적용되지만 금속-고정 및 고압에 대한 특별한 고려 사항이 있습니다.

• 기타 재료 :곰팡이는 복합재 (예 : 탄소 또는 유리로 채워진 열 가소형성) 및 세라믹 (예 : 세라믹 주입 성형)을 형성 할 수 있습니다. 식품 (초콜릿, 캔디 곰팡이) 또는 건축의 석고 주조조차도 일반적으로 더 부드러운 금형 재료를 사용하지만 곰팡이에 의존합니다.

요약하면, 맞춤형 금형 제조업체는 부품 부피 및 재료에 따라 선택한 강철, 알루미늄 또는 특수 합금으로 도구를 구축합니다. 그런 다음이 도구는 일상적인 플라스틱 및 고무에서 다이 캐스트 금속에 이르기까지 다양한 성형 재료를 지원하여 수천 또는 수백만 개의 동일한 부품을 가능하게합니다.

맞춤형 금형 제작을 사용한 제조 공정

맞춤형 금형은 많은 제조 공정의 핵심입니다. 주요 예는 다음과 같습니다.

• 플라스틱 분사 성형 :지금까지 맞춤형 금형의 가장 일반적인 사용, 사출 성형은 압력 아래의 금형 구멍으로 용융 플라스틱을 공급합니다. 일단 냉각되면 정확한 플라스틱 부분이 배출되고 사이클이 반복됩니다. 사출 금형은 사이클 당 여러 부품을 생성하기 위해 여러 개의 공동을 가질 수 있습니다. 이 프로세스는 복잡한 플라스틱 부품의 대량 생산에 이상적입니다.

• 압축 성형 :주로 써모 세트 플라스틱 및 고무에 사용됩니다. 사전 측정 된 재료 슬러그는 개방형 금형에 배치 된 다음 금형이 닫히고 열/압력은 재료를 강제로 공동을 채 웁니다. 그것은 종종 크고 두껍거나 구조적 부품에 사용됩니다 (예 : 자동차 지하 부품, 어플라이언스 패널). 맞춤형 압축 금형은 강력한 압력을 처리하기 위해 강력한 구조로 설계됩니다.

• 블로우 몰딩:이 과정은 중공 플라스틱 부품 (병이나 탱크와 같은)을 만듭니다. 가열 된 플라스틱 프리폼을 2 부분으로 된 금형에 넣은 다음 공기압으로 팽창하여 금형의 모양을 취합니다. 맞춤형 블로우 곰팡이 (일반적으로 2 부분 분할 분할 금형)는 각 제품 설계에 대해 만들어지며 반복 된 공압 사이클을 견딜 수 있어야합니다.

• 회전 성형 (로토) :곰팡이는 천천히 플라스틱 가루 또는 수지로 천천히 회전합니다 (일반적으로 이성상) 내부. 열은 플라스틱이 녹고 내부를 코팅하여 속이 빈 부분을 형성합니다. 회전 금형은 고압이 없기 때문에 일반적으로 훨씬 간단합니다 (종종 하나 또는 두 조각 만). 그들은 큰 중공 부품 (카약, 탱크, 놀이터 장비)에 사용됩니다.

• 액체 수지 (RTV) 및 우레탄 주조 :프로토 타이핑 또는 짧은 달리기의 경우 실리콘 (RTV) 곰팡이 또는 우레탄-캐스트 곰팡이가 사용됩니다. 마스터 패턴은 실리콘 곰팡이를 만드는 데 사용되며, 우레탄 또는 에폭시로 부품을 주조하는 데 사용됩니다. 맞춤형 RTV 금형은 지오메트리를 저렴한 비용으로 복제합니다. 금속은 아니지만, 그들은 공동을 정확하게 형성하는 곰팡이 만들기 원리를 따릅니다.

• 진공 주조 :프로토 타이핑에 자주 사용되는 실리콘 몰드는 액체 수지가 도입되는 진공 챔버에 배치됩니다. 이것은 보완 기술로 언급됩니다. 곰팡이에서 작은 플라스틱 부품을 생산합니다.

• 다이 캐스팅 (금속 몰딩) :용융 금속 (보통 알루미늄, 아연 또는 마그네슘)은 고압하에 사용자 정의 강철 곰팡이 (다이)에 주입됩니다. 냉각 된 금속 부분이 배출됩니다. 다이 캐스팅 금형은 고온과 압력을 견딜 수 있도록 매우 견고해야합니다. 이 프로세스는 금속 하우징, 엔진 부품 및 전기 하드웨어에서 일반적입니다.

• 고무 및 실리콘 몰딩 :고무 (예 : 액체 실리콘 고무 또는 열가소성 엘라스토머)에 특수한 주입 몰드가 존재한다. 이 곰팡이는 종종 고무를 치료하기 위해 가열되며 버블러 또는 공기 방출을위한 환기를 포함 할 수 있습니다.

실제로, 강성 공동을 통해 재료를 형성하는 모든 성형 공정은 사용자 정의 금형에 의존합니다. 여러 소스 요약 : 주입 성형 (플라스틱), 압축 성형 (열경색), 블로우 성형 (중공 플라스틱), 진공 주조 (프로토 타입 수지) 및 투자/금속 주조 (금속의 경우)는 모두 맞춤형 도구를 사용합니다. 각 프로세스에는 자체 금형 설계 규칙이 있지만, 생산 도구로서 맞춤형 엔지니어링 금형 인 기본 개념은 일정합니다.

 

맞춤형 금형 제조 비용은 얼마입니까?

맞춤형 금형에는 상당한 선결제 투자가 포함됩니다. 일반적인 비용은 복잡성, 크기, 재료 및 공동의 양에 따라 크게 다양합니다. 산업 소스는 야구장 수치를 부여합니다. 간단한 단일 캐비티 곰팡이는 약 $ 3,000 ~ $ 6,000를 시작할 수 있으며, 대규모 다중 자본 또는 복잡한 금형은 $ 100,000를 초과 할 수 있습니다. 실제로, Formlabs는 플라스틱 사출 금형이 복잡한 대량 강철 금형의 경우 최대 $ 100 (원유 3D 프린트 프로토 타입 도구)에서 최대 $ 100,000+까지 다양 할 수 있다고보고합니다. 또 다른 전문가 노트는 산업 등급의 금형 (특히 자동차 부문에서)은 단순한 디자인의 경우 15,000 달러에서 매우 크고 복잡한 도구 세트의 경우 50 만 달러 이상의 범위에이를 수 있다는 것입니다.

곰팡이 비용을 유발하는 주요 요인은 다음과 같습니다.

• 부품 복잡성 :복잡한 모양, 미세한 세부 사항 및 단단한 공차에는 추가 가공 (더 많은 EDM 작업, 미세한 연마 등)이 필요하고 비용 증가가 필요합니다. 깊은 언더컷 또는 슬라이더는 복잡성을 더합니다.

• 공동 수 :각 캐비티에는 자체 툴링 작업이 필요하기 때문에 4 카피 틀 곰팡이는 1 카비 곰팡이의 대략 4 배 이상이 소요됩니다.

• 금형 크기 :더 큰 곰팡이 (큰 부품 또는 다중 카피)의 경우 강철 블록이 더 크고 가공 시간이 길어 비용이 많이 듭니다.

• 재료:강철 금형은 원료와 가공 시간 모두에서 알루미늄 프로토 타입보다 더 비쌉니다. 특수 강 (예 : 부식성 또는 외부 등급)은 비용에 추가됩니다.

• 가공 시간 :더 많은 재료 제거 및 미세한 마무리는 더 높은 기계 시간을 의미합니다. 복잡한 금형에는 많은 EDM 전극 (각각 별도로 가공)과 더 많은 연삭/광택 단계가 필요할 수 있습니다. 업계 가이드는이를 지적합니다"금형 크기, 복잡성, 유형 및 주입 공동 수"주요 비용 요인입니다.

• 볼륨 요구 사항 :매우 큰 생산 실행의 경우 서비스 수명이 길어지는 완전 강화 강철 금형에 대한 투자는 정당화됩니다 (더 높은 비용으로). 짧은 실행의 경우 저렴한 소프트 툴링으로 충분할 수 있습니다.

• 특징:핫 런너 시스템 (러너를 제거하기 위해), 컨 포멀 냉각 채널 (더 빠른 사이클), 특수 코팅 및 고정밀 표면 텍스처는 모두 비용을 증가시킵니다.

• 품질 표준 :인증 (ISO, 의료 등), 광범위한 검사 및 폴란드 품질 (클래스 A 미러 대 무광택)도 툴링 비용을 추가합니다.

전형적인 비용 구성을 무너 뜨리는 것 : 원시 강 스틸만은 수천 달러 일 수 있습니다. 노동 (CNC/EDM 시간)은 종종 벌크입니다. 일부 소스는 비용을 재료 + 가공 + 설계 수수료로 나눕니다. 예를 들어, 한 회사에서는 간단한 프로토 타입 금형이 ~ 100 USD 비용이들 수있는 반면 복잡한 다중 카피티 스틸 곰팡이는 100,000 USD에 도달 할 수 있습니다. Advance Plastics는 유사하게 기본 금형이 종종 수천 명에서 실행되는 반면, 여러 개의 구멍이있는 더 큰 금형은"25,000 달러부터 시작하여 올라갈 수 있습니다".

맞춤형 금형 제작을위한 설계 고려 사항

금형을 설계하려면 많은 세부 사항에주의를 기울여야합니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 부품 디자인 및 드래프트 :부품에 배출을 허용하기 위해 적절한 초안 각도 (수직 벽의 테이퍼)가 있는지 확인하십시오. 일반적인 가이드 라인은 대부분의 기능에서 1-3 ° 초안을 권장합니다. 초안 추가테이퍼 된 벽중요합니다 - 부품이 금형의 결합을 방지합니다. 평평한 수직 벽이있는 섹션은 드래프트를 제공 할 수없는 경우 슬라이드 또는 접을 수있는 코어가 필요합니다. 필렛 (둥근 모서리)은 스트레스 농도를 줄이는 데 사용됩니다.

• 벽 두께와 균일 성 :일관된 벽 두께는 싱크 자국과 휘파지를 피합니다. 두께가 달라야하는 경우 관대 한 반경을 통합하십시오 (날카로운 두께 단계 없음). 더 얇은 부분이 더 빨리 시원합니다. 그에 따라 게이팅 또는 포장 전략을 설계합니다.

• 게이팅 및 러너 시스템 :플라스틱이 곰팡이로 들어갈 위치를 결정하십시오. 게이트 위치는 재료 흐름, 용접 라인 및 미용 품질에 영향을 미칩니다. 캐비티를 효율적으로 채우고 스트레스가 많은 지역을 피하기 위해 게이트를 배치해야합니다. 러너 시스템 (콜드 또는 핫 러너)은 흐름의 흐름의 균형을 유지해야합니다. 핫 런너 시스템은 러너 폐기물을 제거하지만 복잡성과 비용을 추가합니다.

• 환기 :곰팡이는 재료가 채워지면 공기가 빠져 나와야합니다. 화상 자국이나 불완전한 채우기를 방지하기 위해 채우기 경로 끝 (게이트 반대편)에 통풍구 (작은 갭 또는 전용 벤트 슬롯)가 필요합니다. 적절한 통풍구는 종종 설계 가이드에서 제안한 바와 같이 이젝터 핀 또는 다공성 삽입물 아래로 내려집니다.

• 냉각 시스템 :효율적인 냉각 채널은 사이클 시간과 부분 품질에 큰 영향을 미칩니다. 캐비티의 가열 된 영역에 가까운 냉각 회로를 설계하고 대칭. 현대적인 방법에는 컨 포멀 냉각 (부분 형상을 따르는 채널)이 포함됩니다. 잘 정리 된 금형은 온도를 균일하게 유지하여 사이클 시간과 헛소리를 줄입니다. 금형 메이커는 정기적으로 금형 흐름 시뮬레이션을 사용하여 냉각 레이아웃을 최적화합니다.

• 방출 시스템 :이젝터 핀, 소매 또는 스트리퍼 플레이트를 계획하여 부품을 안전하게 밀어 넣으십시오. 이젝터 핀은 작은 둥근 자국을 남기므로 일반적으로 비정규 표면에 배치됩니다. 왜곡없이 부품을 방출하기에 충분한 핀이 있는지 확인하십시오. 섬세하거나 매우 평평한 부분에 대한 대체 방출 (스트리퍼, 공기 방출)을 고려하십시오.

• 이별 라인 :곰팡이가 분할되는 위치를 결정하십시오. 이별 라인은 일반적으로 가장 큰 플랫 또는 부품을 따라 있습니다. 잘 선택된 이별 라인은 최종 부분의 가시 이음새를 최소화하고 금형을 더 쉽게 가공 할 수있게합니다.

• 언더컷 및 슬라이드 :부품에 언더컷이있는 경우 (곰팡이에 갇히는 기능)는 슬라이드 또는 리프터를 금형으로 설계하십시오. 이러한 이동 금형 인서트는 언더컷을 형성 할 수 있지만 공구 복잡성과 비용을 추가 할 수 있습니다. 이러한 슬라이드의 위치 및 메커니즘은 신중하게 설계되어야합니다.

• 공차 및 마감 :금형 도면에서 임계 공차 및 표면 마감을 지정하십시오. 플라스틱 부품의 고광택 또는 텍스처 마감에는 해당 금형 연마 또는 텍스처링이 필요합니다. 타이트한 치수 공차 (예 : ± 0.01mm)는보다 정확한 가공 및 검사가 필요합니다.

관련 표준 ：

• ISO 2768 (일반 공차 표준)
• DIN 7168 (가공 차원 공차)
• GB/T 1804 (중국 차원 공차 표준)

• 재료 선택 :곰팡이 재료 (강철 등급)의 선택은 예상되는 곰팡이 수명과 성형 할 재료를 반영해야합니다. 연마성 또는 유리로 채워진 플라스틱을위한 더 단단한 강; 부식성 수지를 성형하는 경우 부식 방지 강.

• 시뮬레이션 및 분석 :최신 금형 디자인은 거의 항상 금형 흐름 또는 FEA를 사용하여 충전 패턴, 냉각 효율 및 헛소리를 예측합니다. 시뮬레이션 결과를 기반으로 설계를 조정하면 비용이 많이 드는 실수를 방지 할 수 있습니다.

이러한 고려 사항은 곰팡이 기능을 올바르게 작동시킵니다. 설계자들은 종종 초기 단계에서 부품 엔지니어와 곰팡이 메이커 사이를 반복합니다. 실제로 많은 회사가무료 DFM(제조 설계) 툴링이 시작되기 전에 불충분 한 초안이나 두꺼운 갈비뼈와 같은 문제를 포착하는 분석. 디자인 단계에서 모범 사례를 통합하면 시행 착오가 나중에 줄어 듭니다.

예를 들어, 학업 가이드 라인은 측면 벽을 평행하게 유지하여 초안을 완화하고 환기를 복잡하게하는 깊은 좁은 갈비뼈를 피하는 것을 강조합니다. 요약하면, 우수한 금형 설계는 부품 요구 사항, 제조 제약 및 선택한 성형 공정의 균형을 유지하여 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 도구를 달성합니다.

맞춤형 금형 제작의 일반적인 문제

신중한 설계에도 불구하고 곰팡이 제작 또는 곰팡이 생산 중에 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 조달 팀은 이러한 일반적인 문제를 알고 있어야합니다.

• 부품 결함 :잘 만들어진 곰팡이가 있더라도 성형 부품에서 결함이 발생할 수 있습니다. 일반적인 결함에는 휘파 예 (고르지 않은 냉각 또는 수축으로 인한 부분 왜곡), 싱크 자국 (두꺼운 부분이 느리게 냉각 된 침몰 영역) 및 플래시 (불완전한 클램핑에서 이별 라인을 따라 과잉 재료)가 포함됩니다. 이러한 결함은 일반적으로 금형 설계 또는 프로세스 설정을 거슬러 올라갑니다 (예 : 부적절한 냉각 균형, 불충분 한 클램프 힘, 열악한 환기). 업계 엔지니어가 지적한 바와 같이, 결함이있는 금형 또는 부품 설계, 온도 변동 또는 부적절한 재료 선택은 이러한 결함으로 이어질 수 있습니다.

• 짧은 샷 (불완전한 채우기) :금형 공동이 완전히 채워지지 않을 때 짧은 샷이 발생합니다 (종종 충분한 압력이나 폐색이없는 높은 주입 속도로 인해). 이로 인해 불완전한 부품이 발생합니다. 소량의 게이트, 너무 빠른 냉각 또는 갇힌 공기 (나쁜 벤팅)에서 비롯 될 수 있습니다.

• 유량선 및 용접 라인 : 흐름 라인(표면에 가시 줄무늬) 녹는 전면 속도가 다를 때 발생합니다.용접 라인두 개의 흐름 전선이 만나서 완벽하게 융합되지 않아 부품을 약화시키는 경우에 발생합니다. 이들은 일반적으로 게이트 위치 또는 곰팡이 온도를 조정하여 해결할 수 있습니다.

• 재료 문제 :흡습성 플라스틱의 습기가 발생할 수 있습니다넓히다(은색 줄무늬) 또는 화상. 펠릿의 오염 물질은 부분적으로 공극이나 검은 얼룩을 유발할 수 있습니다. 적절하게 건조되고 고품질 재료를 사용하는 것이 중요합니다.

• 가공 공차 :제조 중에 가공의 오류는 금형 반쪽의 잘못 정렬을 유발하여 플래시 또는 불일치 부품을 초래할 수 있습니다. 매우 정확한 CNC 및 EDM이 필요합니다. 마감이 불충분하면 공구 표시 또는 치수 오류가 남을 수 있습니다.

• 곰팡이 마모 및 손상 :시간이 지남에 따라 곰팡이는 (둥근 가장자리, 침식 게이트) 착용하거나 손상 될 수 있습니다 (높은 응력, 수분이 부식으로 인한 균열). 부적절한 유지 보수 (예 : 통풍구를 청소하지 않거나 코팅없이 연마 재료를 실행)는 곰팡이 수명을 단축 할 수 있습니다. 숙련 된 곰팡이 제조업체는 종종 수명을 연장하기 위해 중요한 영역에 표면 코팅 (예 : NIP 도금)을 적용합니다.

• 높은 비용 및 지연 :복잡한 맞춤형 금형은 비싸고 시간이 많이 걸립니다. 인용 또는 디자인 중 복잡성을 과소 평가하면 비용 초과 및 일정 슬립이 발생할 수 있습니다. 금형 빌드가 시작된 후 (예 : 부품 설계 변경)가 특히 비싸다.

• 커뮤니케이션 격차 :금형 제작이 기술적이기 때문에 구매자와 제조업체 간의 사양에 대한 잘못된 의사 소통은 문제를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 공차 나 표면 품질을 명확하게하지 않으면 기대치와 전달 툴링 사이에 불일치가 발생할 수 있습니다.

신중한 계획, 숙련 된 곰팡이 제조업체 선택 및 지속적인 품질 관리는 이러한 문제를 완화 할 수 있습니다. Huazhi와 같은 많은 곰팡이 제조업체는 선행 DFM 분석 및 다중 샘플링 라운드를 강조하여 문제를 조기에 잡고 해결합니다. 이러한 일반적인 과제를 이해함으로써 조달 팀은 올바른 질문을하고 제조업체와 협력하여 원활한 프로젝트를 보장 할 수 있습니다.

결론:

결론적으로, 맞춤형 금형 제조는 엔지니어링, 재료 과학 및 제조의 정교한 조화입니다. 각 설계에 맞게 조정 된 정밀 도구를 만들어 복잡한 부품의 일관된 대량 생산을 가능하게합니다. 이 기사는 곰팡이 제작의 정의 및 기록에서 관련된 기술 단계 및 장비, 비용, 타임 라인, 디자인 팁 및 일반적인 함정에 이르기까지 전체 범위를 다루었습니다. 거의 모든 현대식 제조 부문이 맞춤형 금형에 의존함에 따라 정보에 입각 한 조달 팀은 설계 및 공급 업체에 대한 전략적 결정을 내릴 수 있습니다.

맞춤형 금형 제작을 위해 Huazhi를 선택하는 이유는 무엇입니까?

Huazhi Mold맞춤형 금형 제작을위한 강력한 선택으로 나타납니다. Huazhi는 20 년간의 산업 경험을 통해 자동차 및 산업 곰팡이에 대한 깊은 전문 지식을 주장합니다. 제조 가능성 및 비용을 위해 설계를 최적화하기 위해 무료 DFM 분석을 제공합니다. 프로세스에는 설계에서 전달까지 엄격한 16 점 품질 관리가 포함되며 효율성에 중점을 둡니다. 게이트 위치와 냉각 채널이 조작되어 변형 및주기 시간을 최소화합니다. Huazhi는 또한 경쟁력있는 가격을 강조하여 모든 단계를 최적화하여 고객의 전체 비용과 시간을 최대 20% 절약합니다.

Huazhi를 선택하면 컨설팅 설계 지원 및 철저한 프로젝트 관리를 제공하는 팀과 파트너 관계를 맺습니다. 맞춤형 솔루션 (자동차 흡기 매니 폴드에서 세부 하우징 금형에 이르기까지)의 실적은 그 기능을 보여줍니다. 요컨대, Huazhi는 고급 기술, 엄격한 품질 및 고객 중심 서비스를 결합하여 사용자 정의 금형이 요구 사항을 충족하도록합니다.

다음 프로젝트에 주입, 다이 캐스팅 또는 다른 성형 공정 등 특수 곰팡이가 포함 된 경우 Huazhi의 전문 지식은 매우 중요 할 수 있습니다. 그들의 팀은 개념에서 생산으로 안내 할 준비가되어있어 고성능 곰팡이의 효율적인 전달을 보장합니다.Huazhi에 문의하십시오오늘은 견적이나 상담을 위해, 사용자 정의 곰팡이 제작 프로젝트를 현실로 바꾸십시오.

FAQ

Q : 맞춤형 금형 제조 비용을 결정하는 요인은 무엇입니까?
A : 비용은 많은 변수에 따라 다릅니다. 주요 요인으로는 곰팡이 복잡성 (지오메트리, 캐비티 수, 언더컷), 금형 재료 (강철 비용이 알루미늄보다 더 비싸다) 및 부품 수/부피 (높은 대량 실행은 고품질 금형을 정당화 함)가 포함됩니다.

기계 시간은 큰 드라이버입니다. 큰 금형이나 세부 사항에는 더 많은 CNC/EDM 시간이 필요합니다. 핫 러너, 특수 코팅 또는 매우 타이트한 공차와 같은 추가 기능도 비용을 추가합니다. 요컨대, 간단한 프로토 타입 곰팡이는 수천 달러 일 수 있으며, 대량의 전체 생산 강철 금형은 6 개의 수치를 쉽게 초과 할 수 있습니다.

Q : 내 곰팡이를 만드는 데 얼마나 걸립니까?
A : 리드 타임은 다양합니다. 단일 캐비티 프로토 타입 몰드는 대략 3-4 주 안에 전달 될 수 있습니다. 표준 2-4 캐비티 생산 금형은 종종 6-12 주가 소요됩니다. 매우 복잡한 멀티 슬라이드 또는 다중 카바티 곰팡이는 3-6 개월이 걸릴 수 있습니다.

이 타임 라인에는 디자인, 가공 및 시험 아웃이 포함됩니다. 빠른 곰팡이를위한 알루미늄을 선택하거나 완전하고 명확한 설계 데이터를 제공하면 타임 라인이 단축 될 수 있습니다. 따라서 각 추가 공동 또는 슬라이딩 동작이 시간을 추가하므로 계획하십시오.

Q : 사용자 정의 금형으로 어떤 재료를 성형 할 수 있습니까?
A : 맞춤형 금형은 광범위한 재료를 처리 할 수 ​​있습니다. 플라스틱에서는 전형적인 열가소성 (ABS, PP, Nylon, PC 등) 및 Thermoset (에폭시, 페놀)가 사출 성형 될 수 있습니다. 엘라스토머 및 액체 실리콘 (LSR)도 일반적입니다. 금속 부품의 경우, 다이 캐스트 곰팡이는 알루미늄, 아연 및 마그네슘과 같은 합금을 허용합니다.

일부 맞춤형 금형은 고무, 도자기 또는 복합재를 위해 만들어집니다. 본질적으로, 재료를 캐비티에서 주사하거나 주입하고 냉각 할 수 있다면, 그것은 맞춤형 금형으로 처리 할 수 ​​있습니다. 선택된 금형 설계는 재료를 반영합니다. 예를 들어, 고무의 곰팡이는 플라스틱 곰팡이와 다르게 배출해야합니다.