การทำเชื้อราคืออะไร? กระบวนการพัฒนาและการผลิตแม่พิมพ์

 

การทำแม่พิมพ์เป็นกระบวนการอุตสาหกรรมในการออกแบบและการประดิษฐ์แม่พิมพ์ที่ปรับแต่ง (หรือ“ เครื่องมือ”) ที่กำหนดรูปวัตถุดิบให้เป็นส่วนที่ต้องการ แม่พิมพ์เป็นโพรงที่มีความแม่นยำซึ่งวัสดุหลอมเหลว - เช่นพลาสติกโลหะยางหรือซิลิโคน - ถูกฉีดหรือเทเพื่อทำซ้ำเรขาคณิตของชิ้นส่วน กล่าวอีกนัยหนึ่งการสร้างแม่พิมพ์สร้าง“ ลบ” ที่ทนทานของชิ้นส่วน เมื่อฉีดหรือหล่อซ้ำ ๆ เชื้อรานี้จะให้ส่วนที่เหมือนกันในปริมาณสูงที่มีความอดทนอย่างเข้มงวด

แม่พิมพ์ที่กำหนดเองได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมโดยเฉพาะสำหรับการออกแบบชิ้นส่วนและการผลิตของลูกค้าโดยเฉพาะซึ่งมักจะผสมผสานคุณสมบัติการใช้งานพิเศษการระบายความร้อนและการขับออก ตัวอย่างเช่นแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกมักทำจากเหล็กแข็งหรืออลูมิเนียมและกลึงอย่างแม่นยำเพื่อให้การฉีดแต่ละครั้งผลิตส่วนประกอบพลาสติกสำเร็จรูป แม่พิมพ์ที่กำหนดเองช่วยให้ผู้ผลิตมีคุณภาพและประสิทธิภาพที่สอดคล้องกัน พวกเขาลดเวลาของเสียและรอบเวลาและเปิดใช้งานนวัตกรรม (เช่นรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนหรือชิ้นส่วนหลายวัสดุ) ในระดับ

การทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเองมีความสำคัญในอุตสาหกรรมเช่นยานยนต์, การบินและอวกาศ, การแพทย์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคซึ่งความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำมีความสำคัญ มันแตกต่างจาก "การทำแม่พิมพ์" อย่างง่าย (การประดิษฐ์ยางหรือแม่พิมพ์ซิลิโคนด้วยมือ) ซึ่งใช้เทคโนโลยีการออกแบบและการตัดเฉือนขั้นสูงเพื่อสร้างแม่พิมพ์โลหะเกรดการผลิต

ตัวอย่างเช่นหลังจากแม่พิมพ์ได้รับการออกแบบในซอฟต์แวร์ CAD/CAM และปรับให้เหมาะสมโดยการจำลองผู้ผลิตจะใช้เครื่องจักรกลซีเอ็นซีและการตัดเฉือนไฟฟ้า (EDM) เพื่อแกะสลักแม่พิมพ์ออกจากเหล็กเครื่องมือ แม่พิมพ์โลหะสำเร็จรูปจะถูกติดตั้งกับช่องระบายความร้อนและหมุดอีเจ็คเตอร์เพื่อให้สามารถติดตั้งได้ในการฉีด ด้วยวิธีนี้แม่พิมพ์ที่กำหนดเองทำต้นแบบต้นแบบและการผลิตจำนวนมาก-ช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูงและแม่นยำสำหรับการผลิตขนาดใหญ่

สารบัญ

สลับ

ประวัติความเป็นมาของการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง

การทำเชื้อรามีรากโบราณ แต่เร่งความเร็วในช่วงอายุอุตสาหกรรม หลักฐานทางโบราณคดีแสดงให้เห็นว่าแนวคิดของแม่พิมพ์มีอายุย้อนหลังไปหลายพันปี: เร็วเท่าที่ 3200 ปีก่อนคริสตกาลเมโสโปเตเมียใช้ดินเหนียวและแม่พิมพ์หินเพื่อหล่อเครื่องมือทองแดง ในอียิปต์โบราณและกรีซช่างฝีมือใช้แม่พิมพ์ที่ใช้ซ้ำได้สำหรับงานโลหะและเครื่องปั้นดินเผา ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาการและยุคใหม่ในช่วงต้นเห็นความก้าวหน้าในเทคนิคการหล่อทองแดงและโลหะ แต่การปฏิวัติที่แท้จริงเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 และ 20 ด้วยพลาสติกและระบบอัตโนมัติ

ในปี 1872 จอห์นและอิสยาห์ไฮแอทคิดค้นเครื่องฉีดพลาสติกพลาสติกเครื่องแรก ในขั้นต้นดิบอุปกรณ์นี้นำไปสู่ผลิตภัณฑ์ผู้บริโภคใหม่ (หวี, ปุ่ม) ที่ทำจากพลาสติกต้น ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 วัสดุพลาสติกที่ปลอดภัยกว่าเช่นเซลลูโลสอะซิเตทได้รับการพัฒนา ทศวรรษที่ 1930 นำโพลีเมอร์ที่ก้าวหน้า (โพลีโอเลฟินสไตรีนพีวีซี) สงครามโลกครั้งที่สองเพิ่มความต้องการพลาสติกขึ้นรูป (และวัสดุทดแทนสำหรับยาง/โลหะที่หายาก) หลังสงครามพลาสติกการผลิตจำนวนมากกลายเป็นแพร่หลาย นักประดิษฐ์ระบบการฉีดสกรูของ James Hendry ในปี 1946 ปรับปรุงคุณภาพของแม่พิมพ์อย่างมาก

การสร้างแม่พิมพ์ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ได้รับการเปลี่ยนแปลงโดยเทคโนโลยีดิจิตอล การแนะนำของCNC (การควบคุมตัวเลขคอมพิวเตอร์) การตัดเฉือนในปี 1950-60s เปิดใช้งานการปรับรูปร่างอัตโนมัติที่มีความแม่นยำสูงของบล็อกแม่พิมพ์เหล็ก เครื่องลวด EDM เกิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1960 เพื่อตัดเหล็กแข็งด้วยความแม่นยำสูง ในช่วงปี 1970 และอื่น ๆ โรงงาน CNC หลายแกนเครื่องมือออกแบบ CAD/CAM และซอฟต์แวร์การจำลองอนุญาตให้แม่พิมพ์ที่ซับซ้อนมากและการทำซ้ำอย่างรวดเร็ว

ตัวอย่างเช่นโดยแม่พิมพ์อลูมิเนียมในปี 1990 ได้รับความนิยมเป็นทางเลือกที่เร็วกว่าและราคาถูกลงสำหรับเหล็กสำหรับต้นแบบ วันนี้ผู้ผลิตเชื้อราชั้นนำใช้ซีเอ็นซี 5 แกนการวิเคราะห์การไหลของแม่พิมพ์และหุ่นยนต์ โดยสรุปการทำเชื้อราที่พัฒนาจากทรายที่เรียบง่ายและปูนปลาสเตอร์ไปจนถึงเครื่องมือโลหะที่กำหนดเองที่ซับซ้อนซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความต้องการของการผลิตที่ทันสมัย

 

แม่พิมพ์ที่กำหนดเองทำงานอย่างไร?

กระบวนการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเองมักจะเป็นไปตามขั้นตอนสำคัญเหล่านี้:

• การออกแบบและวิศวกรรม:ขั้นแรกให้วิศวกรใช้ซอฟต์แวร์ CAD เพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติโดยละเอียดของแม่พิมพ์ตามรูปทรงเรขาคณิตของชิ้นส่วน เครื่องมือจำลอง (เช่นการไหลของแม่พิมพ์หรือ FEA) วิเคราะห์การเติมการระบายความร้อนและความเครียดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ คุณสมบัติที่สำคัญเช่นประตูนักวิ่งช่องระบายอากาศและตำแหน่งพินอีเจ็คเตอร์มีการวางแผนในขั้นตอนนี้สำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อนหรือมรดกอาจใช้วิศวกรรมย้อนกลับ (การสแกน 3 มิติเป็นส่วนที่มีอยู่และสร้างโมเดล CAD)- ข้อควรพิจารณาที่สำคัญคือการรวม: มุมร่าง (เพื่อช่วยในการดีดออก), ความหนาของผนังสม่ำเสมอและค่าเผื่อหดตัวที่เหมาะสม ข้อมูล CAD นี้ใช้สำหรับการวิเคราะห์ DFM (การออกแบบเพื่อการผลิต) และผู้ผลิตแม่พิมพ์ชั้นนำมักจะให้ข้อเสนอแนะ DFM ฟรีเพื่อหลีกเลี่ยงการแก้ไขราคาแพง.

• ต้นแบบ:ก่อนที่จะใช้เครื่องมือเหล็กชุบแข็งบางโครงการใช้ต้นแบบหรือแม่พิมพ์อ่อน ตัวอย่างเช่นแม่พิมพ์ต้นแบบอลูมิเนียมหรืออีพ็อกซี่อย่างรวดเร็วสามารถผลิตได้ (หรือแม้แต่เม็ดมีดพิมพ์ 3 มิติ) เพื่อตรวจสอบการออกแบบชิ้นส่วน การขึ้นรูป Prototype ขั้นสูง (APM) และอื่น ๆ นำเสนอแม่พิมพ์ระยะสั้นดังกล่าวเพื่อทดสอบความพอดีฟังก์ชั่นและสุนทรียศาสตร์ ด้วยวิธีนี้ปัญหาใด ๆ ที่สามารถจับได้เร็ว

• การผลิตแม่พิมพ์:ถัดไปการตัดเฉือนจำนวนมากจะเริ่มขึ้น แผ่นแม่พิมพ์ดิบ (เหล็กหรืออลูมิเนียม) ถูกบดและเปิดเครื่องซีเอ็นซีให้เป็นโพรงขรุขระและรูปร่างหลัก Multi-Axis CNC Milling แกะสลักวัสดุส่วนใหญ่ (ดูรูปภาพด้านล่าง) สำหรับส่วนที่ยากมากหรือต่ำกว่าที่ซับซ้อนการตัดเฉือนไฟฟ้า (EDM) ใช้เพื่อกัดกร่อนเหล็กอย่างแม่นยำ การประดิษฐ์แม่พิมพ์ที่ทันสมัยมักจะไหลเช่นนี้:

  • CNC Milling:ขนาดใหญ่ 3-, 4- หรือ 5 แกนมิลลิ่งศูนย์เครื่องจักรโพรงและบล็อกแกนกลางถึงรูปร่างใกล้สุดท้าย

  • CNC Turning:หากจำเป็นต้องใช้คุณสมบัติทรงกระบอก (เช่นแม่พิมพ์สำหรับภาชนะกลม) เครื่องกลึงซีเอ็นซีจะเปลี่ยนเหล็กให้เป็นรูปร่างพื้นฐาน

  • ลวด EDM:ลวดบาง ๆ

  • RAM (Sinker) EDM:อิเล็กโทรดกราไฟท์หรือทองแดงที่มีรูปร่างเหมือนโพรงจะพุ่งเข้าไปในเหล็กแข็งด้วยการปล่อยไฟฟ้าเพื่อสร้างรายละเอียดที่ซับซ้อนและมุมที่คมชัด

  • การบด CNC:เครื่องบดที่มีความแม่นยำสูงปรับแต่งพื้นผิวที่เรียบหรือชิ้นส่วนทรงกระบอกให้มีความคลาดเคลื่อนและเสร็จสมบูรณ์

หลังจากการตัดเฉือนส่วนประกอบแม่พิมพ์อาจได้รับการรักษาด้วยความร้อน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากความแข็งของเหล็กต้องการเพิ่มขึ้น) จากนั้นทำด้วยมือ- ช่างเทคนิคที่มีทักษะขัดพื้นผิวโพรงเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการตกแต่งพื้นผิว (กระจกขัดเงาสำหรับชิ้นส่วนออปติคัลพื้นผิวสำหรับผิวด้าน) จากนั้นแผ่นแม่พิมพ์จะติดตั้งฮาร์ดแวร์: ใส่หมุดอีเจ็คเตอร์, สายเย็น (ช่องทางน้ำหรือน้ำมัน), เสาไกด์และบูช, สปริงและสไลเดอร์หรือตัวยกที่จำเป็นสำหรับการตัดราคา ครึ่งครึ่ง (แกนและโพรง) ได้รับการจัดตำแหน่งและปลอดภัยในฐานแม่พิมพ์

• การทดลองและการปรับ:เมื่อมีการประกอบแม่พิมพ์มันจะถูกติดตั้งในเครื่องพิมพ์เพื่อทำการทดลองใช้ ภาพทดสอบครั้งแรก (มักเรียกว่าตัวอย่าง T1) เป็นแม่พิมพ์ ชิ้นส่วนได้รับการตรวจสอบสำหรับข้อบกพร่องความแม่นยำมิติและความพอดี หากพบปัญหา (เช่นภาพสั้น ๆ , แฟลชหรือการแปรปรวนชิ้นส่วน), แม่พิมพ์หรือกระบวนการถูกปรับ: ขนาดประตู/ตำแหน่งอาจถูกแก้ไข, ช่องระบายอากาศเพิ่มการเปลี่ยนแปลงการระบายความร้อนหรือการตัดเฉือน ผู้ผลิตแม่พิมพ์ที่มีชื่อเสียงส่วนใหญ่รวมถึงการทดลองซ้ำสองสามครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์ตรงตามข้อกำหนด

• การผลิต:เมื่อตรวจสอบแล้วแม่พิมพ์จะพร้อมสำหรับการใช้งานการผลิตเต็มรูปแบบในการฉีดขึ้นรูปการหล่อตายหรืออุปกรณ์ขึ้นรูปอื่น ๆ ในการดำเนินการแม่พิมพ์จะปั่นจักรยาน: การหนีบการฉีดการระบายความร้อนและการขับออกของชิ้นส่วน ตลอดการตัดสินใจออกแบบของผู้ผลิตแม่พิมพ์ (เค้าโครงระบายความร้อนรูปแบบการขับออก ฯลฯ ) ให้แน่ใจว่าการผลิตที่ให้ผลตอบแทนสูงและมีเสถียรภาพ ผู้ประกอบการที่มีประสบการณ์ปรับพารามิเตอร์เครื่องฉีดเพื่อเพิ่มคุณภาพของชิ้นส่วนและลดเวลารอบ

เวิร์กโฟลว์ของแต่ละโครงการอาจแตกต่างกันไป แต่การสร้างแม่พิมพ์แบบกำหนดเองที่ทันสมัยรวมการออกแบบดิจิตอลการตัดเฉือนที่แม่นยำและการตรวจสอบคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อส่งแม่พิมพ์ที่ผลิตชิ้นส่วนที่น่าเชื่อถือและสม่ำเสมอ

อุปกรณ์และเครื่องจักรที่จำเป็นสำหรับการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง

ผู้ผลิตแม่พิมพ์ที่กำหนดเองพึ่งพาอุปกรณ์พิเศษเพื่อเปลี่ยนการออกแบบให้เป็นจริง เครื่องจักรและเครื่องมือสำคัญรวมถึง:

• ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซี:Multi-Axis CNC Mills (3-, 4- หรือ 5 แกน) เป็นงานของการทำแม่พิมพ์ พวกเขาถอดวัสดุออกจากบล็อกเหล็กหรืออลูมิเนียมตามเครื่องมือที่สร้างจาก CAM โรงงาน CNC ที่มีความแม่นยำสูงและมีความแม่นยำสูงสามารถผลิตโพรงและแกนแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนได้ เครื่องกลึงซีเอ็นซียังใช้สำหรับส่วนประกอบแม่พิมพ์ทรงกระบอก (เช่นเม็ดมีดกลม)

• เครื่องปล่อยไฟฟ้า (EDM):ตามที่ระบุไว้โดยผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม EDM คือ“ องค์ประกอบที่สำคัญในกระบวนการทำแม่พิมพ์”สำหรับการสร้างโพรงอย่างละเอียดในเหล็กแข็ง สองประเภทเป็นเรื่องธรรมดา:RAM (Sinker) EDMซึ่งใช้อิเล็กโทรดรูปทรงกำหนดเองพุ่งเข้าไปในชิ้นงานเพื่อเผารูปโพรง และลวด EDMซึ่งใช้ลวดที่ป้อนอย่างต่อเนื่องเพื่อตัดรูปทรงหรือชิ้นส่วนที่แม่นยำจากบล็อก EDM เก่งที่เหล็กแข็งและคุณสมบัติที่ซับซ้อนซึ่งยากสำหรับการตัดเครื่องมือ

• เครื่องบดซีเอ็นซี:เครื่องบดพื้นผิวและทรงกระบอกเสร็จสิ้นใบหน้าที่สำคัญเพื่อความคลาดเคลื่อนที่แน่นหนา ตัวอย่างเช่นเครื่องบดพื้นผิวให้แน่ใจว่าแผ่นฐานแม่พิมพ์และพื้นผิวช่องนั้นแบนราบอย่างสมบูรณ์ การบดมักจะใช้ใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของการผลิตเชื้อราเพื่อให้ได้ผิวที่มีคุณภาพสูงและขนาดที่แน่นอน

• อุปกรณ์ขัด:หลังจากการตัดเฉือนเครื่องมือขัดมือหรือกลไก (เข็มขัดเพชร, เสี้ยน, ล้อบัฟ) ปรับแต่งพื้นผิวโพรงให้อยู่ในระดับที่ต้องการโดยกำจัดเครื่องหมายเครื่องมือ ขั้นตอนนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความชัดเจนหรือผลกระทบด้านในส่วนสุดท้าย

• พิกัดเครื่องวัด (CMM):เครื่องวัดความแม่นยำตรวจสอบว่าส่วนประกอบแม่พิมพ์กลึงตรงกับการออกแบบ CAD และความคลาดเคลื่อน โพรบ CMM สามารถวัดคุณสมบัติที่สำคัญของโพรง/แกนเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำก่อนการประกอบ

• เครื่องมือประกอบแม่พิมพ์:ซึ่งรวมถึงการกดแท่นขุดเจาะไฮดรอลิกและการติดตั้งสำหรับการประกอบครึ่งลงของแม่พิมพ์ครึ่งหนึ่งการแทรกหมุดและบูชและอุปกรณ์ระบายความร้อนติดตั้ง จำเป็นต้องมีก๊อกเกลียวและไขควงสำหรับการติดตั้งหมุดอีเจ็คเตอร์สกรูและอุปกรณ์น้ำ

• เตาเผาความร้อน:เหล็กจำนวนมากต้องการการรักษาด้วยความร้อน (เช่นการดับและการแบ่งเบาบรรเทา) เพื่อให้ถึงความแข็งที่ดีที่สุด เตาเผาสำหรับคาร์บูไรซิ่งไนไตรด์หรือการบรรเทาความเครียดมักเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ของร้านขายแม่พิมพ์

• เครื่องมือเสริม:เครื่องขุดเจาะ EDM (สำหรับการทำหลุมพิน ejector), การแกะสลักด้วยเลเซอร์ (สำหรับหมายเลขชิ้นส่วนหรือโลโก้) และแม้แต่เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (สำหรับต้นแบบเรซินอย่างรวดเร็วหรือแกนทราย)

• เครื่องฉีดขึ้นรูป:ในขณะที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการผลิตแม่พิมพ์โดยตรงการเข้าถึงเครื่องพิมพ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการฉีดทดลอง (การสุ่มตัวอย่าง T1) การทดสอบการกด (หรือการเช่าสื่อของลูกค้า) ใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของแม่พิมพ์เนื่องจากแหล่งอุตสาหกรรมบันทึกความสำคัญของการทดลองใช้ในการทำแม่พิมพ์

เครื่องจักรเหล่านี้ทำงานร่วมกัน: ข้อมูลการออกแบบ (จาก CAD/CAM) ถูกป้อนเข้าสู่อุปกรณ์ CNC และ EDM สร้างบล็อกแม่พิมพ์ด้วยความแม่นยำของไมครอน ตามคำแนะนำของอุตสาหกรรม“ การตัดเฉือนซีเอ็นซีเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ…การเปลี่ยนวัตถุดิบเป็นแม่พิมพ์ที่มีรูปร่างอย่างแม่นยำ”- เครื่องเสริมเช่น EDM และเครื่องบดจัดการรายละเอียดที่ดี ในระยะสั้นร้านแม่พิมพ์ที่มีอุปกรณ์ครบครันจะมีโรงงาน CNC ที่ทันสมัย, EDM, เครื่องบดและเครื่องมือสนับสนุนเพื่อจัดการทุกขั้นตอนของการก่อสร้างแม่พิมพ์

 

วัสดุที่รองรับสำหรับการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง

วัสดุเครื่องมือแม่พิมพ์:แม่พิมพ์ที่กำหนดเองเองมักทำจากโลหะที่ทนทานหรือโลหะผสมประสิทธิภาพสูง วัสดุที่พบมากที่สุดสองชนิดคือเหล็กเครื่องมือและอลูมิเนียม

• เครื่องมือเหล็ก:เหล็กกล้าเกรดแม่พิมพ์ (เช่น P20, NAK80, H13, S136) เป็นที่ต้องการสำหรับแม่พิมพ์ปริมาณสูง พวกเขาสามารถทนต่อรอบการฉีดหลายล้านรอบความดันฉีดสูงและวัสดุขัด เหล็กกล้าเครื่องมือทนต่อการสึกหรอและสามารถขัดเงาให้เสร็จกระจกได้ ในฐานะที่เป็นแหล่งบันทึกหนึ่งแหล่งแม่พิมพ์เหล็ก“ จะใช้งานได้นานขึ้นตรวจสอบความทนทานได้มากขึ้น” กว่าวัสดุทางเลือก ความแข็งและความเหนียวสามารถปรับแต่งผ่านการรักษาความร้อน อย่างไรก็ตามเหล็กมีราคาแพงและช้ากว่าเครื่องจักร (โดยเฉพาะเกรดแข็ง)

• อลูมิเนียม:สำหรับเครื่องมือที่มีปริมาณต่ำหรือต้นแบบจะใช้โลหะผสมอลูมิเนียม (เช่น 7075-T6) เพราะมันใช้เครื่องได้เร็วขึ้นมาก แม่พิมพ์อลูมิเนียมมีราคาน้อยลงและสามารถสร้างได้อย่างรวดเร็ว แต่พวกมันก็เสื่อมสภาพเร็วขึ้น ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านการสร้างต้นแบบขั้นสูงอธิบายอลูมิเนียมเป็น“ ทางเลือกที่ถูกกว่า” ที่ยังคงให้ส่วนที่มีคุณภาพสูงในหลายกรณี เหมาะสำหรับการวิ่งในหลายร้อยหรือต่ำหลายพันส่วน

• โลหะผสมทองแดง:ในบางกรณีโลหะผสมทองแดงเช่นเบริลเลียมแค็ปเปอร์จะถูกแทรกลงในแม่พิมพ์เหล็กที่จุดวิกฤต Beryllium-Copper มีค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมเร่งความเร็วในการระบายความร้อน มันสามารถลดรอบเวลาได้อย่างมากแม้ว่าจะมีราคาแพงกว่า ในขณะที่ไม่ได้อ้างถึงข้างต้นการปฏิบัติในอุตสาหกรรมใช้เม็ดมีดทองแดงโดยเฉพาะรอบ ๆ ประตูหรือคอร์ที่ร้อนแรง

• วัสดุเครื่องมืออ่อน:สำหรับเครื่องมือที่รวดเร็วหรือปริมาณที่ต่ำมากวัสดุที่นุ่มกว่าสามารถสร้างแม่พิมพ์ได้ การหล่ออีพ็อกซี่หรือโพลียูรีเทน (มักทำจากแม่พิมพ์ต้นแบบซิลิโคน) สามารถใช้เพื่อสร้างแม่พิมพ์สำหรับการวิ่งระยะสั้นหรือต้นแบบที่ จำกัด แม่พิมพ์“ อ่อน” เหล่านี้มีราคาไม่แพงและรวดเร็วในการผลิต แต่ไม่ติดทนนาน APM ของ บริษัท ต้นแบบขั้นสูงไฮไลท์ที่ให้บริการแม่พิมพ์ต้นแบบที่อ่อนนุ่มเมื่อ“ ความทนทานไม่ได้เป็นเรื่องที่น่ากังวล”

วัสดุชิ้นส่วนขึ้นรูป:ในอีกด้านหนึ่งวัสดุใดที่สามารถหล่อหลอมได้โดยแม่พิมพ์เหล่านี้?วัสดุที่สามารถขึ้นรูปได้แทบทุกชนิดสามารถใช้ได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกระบวนการ:

• พลาสติก (Thermoplastics & Thermosets):ที่พบมากที่สุดคือเทอร์โมพลาสติก (เช่น ABS, โพลีโพรพีลีน, ไนลอน, โพลีคาร์บอเนต, ปอม ฯลฯ ) ซึ่งละลายและฉีด พลาสติกเทอร์โมเซตติ้ง (เช่นฟีนอลิกอีพ็อกซี่) และซิลิโคนเหลว (LSR) ก็ถูกหล่อขึ้นรูปในแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง รายการแหล่งอุตสาหกรรม-Thermoplastics, thermosetting polymers และ elastomers-เป็นวัสดุแม่พิมพ์ฉีดทั่วไป สารประกอบยางและอิลาสโตเมอร์ซิลิโคน (ตัวอย่างเช่นซีลยานยนต์) ต้องใช้แม่พิมพ์ที่ออกแบบมาสำหรับวัสดุที่ยืดหยุ่น

• โลหะ (การหล่อตาย):แม่พิมพ์ (ตาย) ยังใช้ในการสร้างโลหะผสมโลหะโดยการหล่อแรงดันสูงตายเป็นเครื่องมือเหล็กที่กำหนดเองที่แม่พิมพ์โลหะหลอมเหลว (เช่นอลูมิเนียม, สังกะสี, แมกนีเซียม, ทองแดง) ตัวอย่างเช่นชิ้นส่วนเครื่องยนต์อัตโนมัติอาจทำในแม่พิมพ์หล่ออลูมิเนียม กระบวนการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเองใช้กับการหล่อแบบตายโดยใช้หลักการออกแบบและการตัดเฉือนที่คล้ายกัน แต่ด้วยการพิจารณาพิเศษสำหรับการละลายโลหะและแรงกดดันสูง

• วัสดุอื่น ๆ :แม่พิมพ์สามารถสร้างคอมโพสิต (เช่นคาร์บอนหรือเทอร์โมพลาสทิคที่เติมแก้ว) และเซรามิก (เช่นการฉีดเซรามิกฉีด) แม้แต่ผลิตภัณฑ์อาหาร (ช็อคโกแลต, แม่พิมพ์ขนม) หรือการหล่อปูนปลาสเตอร์ในสถาปัตยกรรมก็ขึ้นอยู่กับแม่พิมพ์แม้ว่าโดยทั่วไปจะใช้วัสดุแม่พิมพ์ที่นุ่มกว่า

โดยสรุปผู้ผลิตแม่พิมพ์ที่กำหนดเองสร้างเครื่องมือจากเหล็กอลูมิเนียมหรือโลหะผสมเฉพาะทางเลือกตามปริมาณและวัสดุส่วนหนึ่ง เครื่องมือเหล่านี้รองรับวัสดุที่สามารถขึ้นรูปได้หลากหลายตั้งแต่พลาสติกและยางในชีวิตประจำวันไปจนถึงโลหะหล่อแบบตาย-ช่วยให้ชิ้นส่วนที่เหมือนกันหลายพันหรือหลายล้านชิ้น

กระบวนการผลิตโดยใช้การทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง

แม่พิมพ์ที่กำหนดเองเป็นศูนย์กลางของกระบวนการผลิตจำนวนมาก ตัวอย่างสำคัญ ได้แก่ :

• การฉีดพลาสติกฉีดขึ้นรูป:โดยการใช้แม่พิมพ์ที่กำหนดเองมากที่สุดการฉีดขึ้นรูปฟีดพลาสติกหลอมเหลวลงในโพรงเชื้อราภายใต้ความกดดัน เมื่อระบายความร้อนชิ้นส่วนพลาสติกที่แม่นยำจะถูกไล่ออกและวัฏจักรจะทำซ้ำ แม่พิมพ์ฉีดสามารถมีหลายช่องในการผลิตหลายส่วนต่อรอบ กระบวนการนี้เหมาะสำหรับการผลิตส่วนประกอบพลาสติกที่ซับซ้อนสูง

• การบีบอัดการขึ้นรูป:ใช้เป็นหลักสำหรับพลาสติกเทอร์โมเซตและยาง กระสุนปืนที่วัดไว้ล่วงหน้าถูกวางไว้ในแม่พิมพ์เปิดจากนั้นแม่พิมพ์จะปิดและแรงร้อน/แรงดันวัสดุเพื่อเติมโพรง มันมักจะใช้สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หนาหรือโครงสร้าง (เช่นชิ้นส่วนยานยนต์ใต้ความเป็นอยู่แผงเครื่องใช้ไฟฟ้า) แม่พิมพ์บีบอัดแบบกำหนดเองได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยการก่อสร้างที่แข็งแกร่งเพื่อรองรับแรงกดดันหนัก

• การปั้น:กระบวนการนี้สร้างชิ้นส่วนพลาสติกกลวง (เช่นขวดหรือถัง) พลาสติกพลาสติกอุ่นจะถูกวางไว้ในแม่พิมพ์สองส่วนจากนั้นขยายด้วยแรงดันอากาศเพื่อใช้รูปร่างของแม่พิมพ์ แม่พิมพ์ Blow ที่กำหนดเอง (โดยปกติแล้วแม่พิมพ์แยกสองส่วน) ทำขึ้นสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์แต่ละรายการและต้องทนต่อวัฏจักรนิวเมติกซ้ำ ๆ

• การปั้นแบบหมุน (ROTO):แม่พิมพ์จะหมุนช้า (โดยปกติจะเป็นสองเท่า) ด้วยผงพลาสติกหรือเรซินภายใน ความร้อนทำให้พลาสติกละลายและเคลือบด้วยการตกแต่งภายในทำให้เป็นส่วนหนึ่งของกลวง โดยทั่วไปแล้วแม่พิมพ์การหมุนจะง่ายกว่ามาก (มักจะมีเพียงหนึ่งหรือสองชิ้นเท่านั้น) เพราะไม่มีแรงดันสูงที่เกี่ยวข้อง พวกเขาใช้สำหรับชิ้นส่วนกลวงขนาดใหญ่ (เรือคายัค, ถัง, อุปกรณ์สนามเด็กเล่น)

• Liquid Resin (RTV) และ Urethane Casting:สำหรับการสร้างต้นแบบหรือการวิ่งระยะสั้นจะใช้แม่พิมพ์ซิลิโคน (RTV) หรือแม่พิมพ์ยูรีเทนหล่อ รูปแบบหลักใช้ในการสร้างแม่พิมพ์ซิลิโคนซึ่งจะใช้ในการหล่อชิ้นส่วนในยูรีเทนหรืออีพ็อกซี่ แม่พิมพ์ RTV แบบกำหนดเองทำซ้ำรูปทรงเรขาคณิตในราคาต่ำ ในขณะที่ไม่ใช่โลหะพวกเขาปฏิบัติตามหลักการทำแม่พิมพ์ของการสร้างโพรงอย่างแม่นยำ

• การหล่อสูญญากาศ:มักใช้ในการสร้างต้นแบบแม่พิมพ์ซิลิโคนจะถูกวางไว้ในห้องสูญญากาศซึ่งมีการแนะนำเรซินเหลว นี่คือเทคนิคเสริม มันผลิตชิ้นส่วนพลาสติกขนาดเล็กจากแม่พิมพ์

• การหล่อตาย (การขึ้นรูปโลหะ):โลหะหลอมเหลว (โดยปกติคืออลูมิเนียมสังกะสีหรือแมกนีเซียม) จะถูกฉีดภายใต้แรงดันสูงลงในแม่พิมพ์เหล็กที่กำหนดเอง (ตาย) ชิ้นส่วนโลหะที่เย็นลงจะถูกไล่ออก แม่พิมพ์ที่หล่อด้วยการหล่อจะต้องทนทานต่อการทนต่ออุณหภูมิและความดันสูง กระบวนการนี้เป็นเรื่องธรรมดาสำหรับตัวเรือนโลหะชิ้นส่วนเครื่องยนต์และฮาร์ดแวร์ไฟฟ้า

• การปั้นยางและซิลิโคน:มีแม่พิมพ์ฉีดเฉพาะสำหรับยาง (เช่นยางซิลิโคนของเหลวหรืออีลาสโตเมอร์เทอร์โมพลาสติก) แม่พิมพ์เหล่านี้มักจะได้รับความร้อนเพื่อรักษายางและอาจรวมถึงฟองอากาศหรือการระบายอากาศเพื่อปล่อยอากาศ

ในทางปฏิบัติกระบวนการขึ้นรูปใด ๆ ที่กำหนดวัสดุผ่านช่องที่แข็งขึ้นอยู่กับแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง การสรุปหลายแหล่ง: การฉีดขึ้นรูป (พลาสติก), การบีบอัดการขึ้นรูป (เทอร์โมเซ็ต), การปั้นเป่า (พลาสติกกลวง), การหล่อสูญญากาศ (เรซินต้นแบบ) และการลงทุน/การหล่อโลหะ (สำหรับโลหะ) ทั้งหมดใช้เครื่องมือที่กำหนดเอง แต่ละกระบวนการมีกฎการออกแบบแม่พิมพ์ของตัวเอง แต่แนวคิดพื้นฐาน-แม่พิมพ์ที่กำหนดเองเป็นเครื่องมือการผลิต-คงที่

 

การสร้างแม่พิมพ์ที่กำหนดเองมีค่าใช้จ่ายเท่าไหร่?

แม่พิมพ์ที่กำหนดเองเกี่ยวข้องกับการลงทุนล่วงหน้าอย่างมีนัยสำคัญ ค่าใช้จ่ายทั่วไปมีช่วงอย่างกว้างขวางขึ้นอยู่กับความซับซ้อนขนาดวัสดุและปริมาณของโพรง แหล่งอุตสาหกรรมให้ตัวเลข ballpark: แม่พิมพ์เซลล์เดียวที่เรียบง่ายอาจเริ่มต้นประมาณ $ 3,000-$ 6,000 ในขณะที่ Multi-Cavity ขนาดใหญ่หรือแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนอาจเกิน $ 100,000 ในความเป็นจริง FormLabs รายงานว่าแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกอาจแตกต่างกันไปจากเพียง $ 100 (สำหรับเครื่องมือต้นแบบต้นแบบที่พิมพ์ 3D) สูงถึง $ 100,000+ สำหรับแม่พิมพ์เหล็กปริมาณสูงที่ซับซ้อน อีกหนึ่งความเชี่ยวชาญคือแม่พิมพ์เกรดอุตสาหกรรม (โดยเฉพาะในภาคยานยนต์) สามารถอยู่ได้ทุกที่ตั้งแต่ $ 15,000 สำหรับการออกแบบที่เรียบง่ายไปจนถึง $ 500,000 สำหรับชุดเครื่องมือที่ซับซ้อนและซับซ้อนมาก

ปัจจัยสำคัญในการผลักดันต้นทุนเชื้อราคือ:

• ความซับซ้อนของส่วน:รูปร่างที่ซับซ้อนรายละเอียดที่ดีและความคลาดเคลื่อนที่แน่นหนาต้องใช้เครื่องจักรเพิ่มเติม ลึกลงไปหรือตัวเลื่อนเพิ่มความซับซ้อน

• จำนวนของโพรง:แม่พิมพ์ 4 ช่องมีค่าใช้จ่ายมากกว่าสี่เท่าของแม่พิมพ์ 1-Cavity เนื่องจากแต่ละโพรงต้องการการดำเนินการเครื่องมือของตัวเอง

• ขนาดแม่พิมพ์:แม่พิมพ์ขนาดใหญ่ (สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือหลายช่อง) มีค่าใช้จ่ายมากขึ้นเนื่องจากบล็อกเหล็กที่ใหญ่กว่าและเวลาการตัดเฉือนที่ยาวขึ้น

• วัสดุ:แม่พิมพ์เหล็กมีราคาสูงกว่าต้นแบบอลูมิเนียมทั้งในวัตถุดิบและเวลาการตัดเฉือน เหล็กกล้าพิเศษ (เช่นเกรดที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือเกรดพิเศษ) เพิ่มค่าใช้จ่าย

• เวลาการตัดเฉือน:การกำจัดวัสดุเพิ่มเติมและการตกแต่งที่ดีหมายถึงชั่วโมงเครื่องที่สูงขึ้น แม่พิมพ์ที่สลับซับซ้อนอาจต้องใช้อิเล็กโทรด EDM จำนวนมาก (แต่ละเครื่องตัดเฉือน) และขั้นตอนบด/ขัดเงามากขึ้น คำแนะนำอุตสาหกรรมทราบว่า“ ขนาดของแม่พิมพ์ความซับซ้อนประเภท [และ] จำนวนโพรงฉีด”เป็นปัจจัยสำคัญ

• ข้อกำหนดของปริมาณ:สำหรับการผลิตที่มีขนาดใหญ่มากการลงทุนในแม่พิมพ์เหล็กแข็งอย่างเต็มที่พร้อมอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นนั้นเป็นธรรม (แม้ว่าจะมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า) สำหรับการวิ่งระยะสั้นเครื่องมืออ่อนที่ถูกกว่าอาจพอเพียง

• คุณสมบัติ:ระบบวิ่งร้อน (เพื่อกำจัดนักวิ่ง) ช่องระบายความร้อนที่สอดคล้องกัน (สำหรับรอบที่เร็วขึ้น) การเคลือบพิเศษและพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูงทั้งหมดจะเพิ่มค่าใช้จ่าย

• มาตรฐานคุณภาพ:การรับรอง (ISO, Medical, ฯลฯ ), การตรวจสอบอย่างกว้างขวางและคุณภาพของโปแลนด์ (Class A Mirror vs. Matte) ยังเพิ่มค่าใช้จ่ายในการใช้เครื่องมือ

การทำลายองค์ประกอบต้นทุนทั่วไป: เหล็กดิบเพียงอย่างเดียวอาจเป็นหลายพันดอลลาร์ แรงงาน (เวลา CNC/EDM) มักจะเป็นกลุ่ม บางแหล่งแบ่งค่าใช้จ่ายเป็นวัสดุ + การตัดเฉือน + ค่าธรรมเนียมการออกแบบ ตัวอย่างเช่น บริษัท หนึ่งระบุว่าแม่พิมพ์ต้นแบบอย่างง่ายอาจมีราคา ~ 100 USD ในขณะที่แม่พิมพ์เหล็กหลายเซลล์ที่ซับซ้อนสามารถเข้าถึง 100,000 USD พลาสติกล่วงหน้าจะอธิบายแม่พิมพ์พื้นฐานมักจะทำงานในระดับต่ำหลายพันในขณะที่แม่พิมพ์ขนาดใหญ่ที่มีหลายช่อง“ เริ่มต้นที่ $ 25,000 และสามารถทำงานได้”.

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบสำหรับการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง

การออกแบบแม่พิมพ์ต้องได้รับความสนใจอย่างรอบคอบในรายละเอียดมากมาย ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ ได้แก่ :

• การออกแบบส่วนและร่าง:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนมีมุมร่างที่เพียงพอ (เรียวบนผนังแนวตั้ง) เพื่อให้สามารถออกได้ แนวทางทั่วไปแนะนำร่าง 1-3 °ในคุณสมบัติส่วนใหญ่ การเพิ่มร่างผนังเรียวเป็นสิ่งสำคัญ - มันป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนผูกพันในแม่พิมพ์ ส่วนที่มีผนังแนวตั้งแบนจะต้องใช้สไลด์หรือคอร์ที่ยุบได้หากไม่สามารถให้ร่างได้ ยังใช้เนื้อ (มุมโค้งมน) เพื่อลดความเข้มข้นของความเครียด

• ความหนาของผนังและความสม่ำเสมอ:ความหนาของผนังที่สอดคล้องกันหลีกเลี่ยงเครื่องหมายจมและ warpage หากความหนาต้องแตกต่างกันไปให้รวมรัศมีที่ใจกว้าง (ไม่มีขั้นตอนความหนาที่คมชัด) ส่วนทินเนอร์เย็นเร็วขึ้น ออกแบบกลยุทธ์ gating หรือการบรรจุตามนั้น

• ระบบ Gating and Runner:กำหนดตำแหน่งที่พลาสติกจะเข้าไปในแม่พิมพ์ ตำแหน่งประตูมีผลต่อการไหลของวัสดุเส้นเชื่อมและคุณภาพเครื่องสำอาง ควรวางประตูเพื่อเติมโพรงอย่างมีประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงพื้นที่ที่มีความเครียดสูงในส่วน ระบบนักวิ่ง (นักวิ่งเย็นหรือร้อน) จะต้องปรับสมดุลการไหลไปยังโพรงทั้งหมด ระบบนักวิ่งร้อนกำจัดขยะนักวิ่ง แต่เพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่าย

• ระบาย:แม่พิมพ์จะต้องอนุญาตให้อากาศหลบหนีเมื่อวัสดุเติมเต็ม ช่องระบายอากาศ (ช่องว่างเล็ก ๆ หรือช่องระบายอากาศเฉพาะ) เป็นสิ่งจำเป็นในตอนท้ายของเส้นทางการเติม (ตรงข้ามกับประตู) เพื่อป้องกันรอยเผาไหม้หรือการเติมที่ไม่สมบูรณ์ การระบายอากาศที่เหมาะสมมักจะเป็นหมุดอีเจ็คเตอร์หรือเม็ดมีดที่มีรูพรุนตามที่แนะนำโดยคู่มือการออกแบบ

• ระบบทำความเย็น:ช่องระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพส่งผลกระทบอย่างมากต่อเวลารอบและคุณภาพของชิ้นส่วน การออกแบบวงจรระบายความร้อนที่อยู่ใกล้กับพื้นที่อุ่นของโพรงและสมมาตร วิธีการที่ทันสมัยรวมถึงการระบายความร้อนที่สอดคล้องกัน (ช่องที่ตามรูปทรงเรขาคณิตส่วน) แม่พิมพ์ที่ระบายความร้อนได้อย่างดีช่วยให้อุณหภูมิลดเวลาในการลดเวลารอบและการแปรปรวน ผู้ผลิตแม่พิมพ์ใช้การจำลองการไหลของแม่พิมพ์เป็นประจำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครงการระบายความร้อน

• ระบบดีด:วางแผนหมุดอีเจ็คเตอร์แขนเสื้อหรือเพลตนักเต้นระบำเพื่อผลักชิ้นส่วนออกอย่างปลอดภัย หมุดอีเจ็คเตอร์ออกมาจากเครื่องหมายกลมเล็ก ๆ ดังนั้นพวกเขาจึงมักจะวางอยู่บนพื้นผิวที่ไม่สำคัญ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีพินเพียงพอที่จะปล่อยชิ้นส่วนโดยไม่บิดเบือน พิจารณาการปลดสำรอง (นักเต้นระบำ, การปล่อยอากาศ) สำหรับชิ้นส่วนที่บอบบางหรือแบนมาก

• สายแยก:ตัดสินใจว่าแม่พิมพ์แยกที่ไหน โดยทั่วไปแล้วสายการแยกจะอยู่ตามแฟลตหรือคุณสมบัติที่ใหญ่ที่สุดในส่วน สายการแยกที่ได้รับการคัดเลือกมาอย่างดีช่วยลดตะเข็บที่มองเห็นได้ในส่วนสุดท้ายและทำให้แม่พิมพ์ง่ายต่อการใช้เครื่อง

• ต่ำกว่าและสไลด์:หากชิ้นส่วนมีการตัดราคา (คุณสมบัติที่จะดักไว้ในแม่พิมพ์) การออกแบบสไลด์หรือตัวยกเข้าไปในแม่พิมพ์ เม็ดมีดแม่พิมพ์ที่เคลื่อนที่เหล่านี้สามารถสร้างต่ำกว่าได้ แต่เพิ่มความซับซ้อนของเครื่องมือและค่าใช้จ่าย ตำแหน่งและกลไกสำหรับสไลด์ดังกล่าวจะต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง

• ความคลาดเคลื่อนและเสร็จสิ้น:ระบุความคลาดเคลื่อนที่สำคัญและพื้นผิวเสร็จสิ้นในการวาดรูปแม่พิมพ์ เสร็จสิ้นการเคลือบเงาสูงหรือพื้นผิวในส่วนพลาสติกต้องการการขัดเชื้อราหรือพื้นผิวที่สอดคล้องกัน ความคลาดเคลื่อนมิติที่แน่นหนา (± 0.01 มม. เป็นต้น) ต้องการการตัดเฉือนและการตรวจสอบที่แม่นยำยิ่งขึ้น

มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง：

• ISO 2768 (มาตรฐานความอดทนทั่วไป)
• DIN 7168 (ความคลาดเคลื่อนของมิติการตัดเฉือน)
• GB/T 1804 (มาตรฐานความทนทานต่อมิติของจีน)

• การเลือกวัสดุ:ทางเลือกของวัสดุแม่พิมพ์ (เกรดเหล็ก) ควรสะท้อนอายุการใช้งานและวัสดุที่คาดหวังไว้ เหล็กกล้าที่แข็งกว่าสำหรับพลาสติกที่มีการขัดหรือเต็มไปด้วยแก้ว เหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อนหากการขึ้นรูปเรซินกัดกร่อน

• การจำลองและการวิเคราะห์:การออกแบบแม่พิมพ์ที่ทันสมัยเกือบจะใช้การไหลของแม่พิมพ์หรือ FEA เพื่อทำนายรูปแบบการเติมประสิทธิภาพการระบายความร้อนและการแปรปรวน การปรับการออกแบบตามผลการจำลองสามารถป้องกันข้อผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูง

ข้อควรพิจารณาเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม่พิมพ์ทำงานได้อย่างถูกต้อง นักออกแบบมักจะวนซ้ำระหว่างวิศวกรส่วนและผู้ผลิตแม่พิมพ์ในระยะแรก ในความเป็นจริงหลาย บริษัท เสนอไฟล์ฟรี DFM(ออกแบบสำหรับการผลิต) การวิเคราะห์เพื่อจับปัญหาเช่นร่างที่ไม่เพียงพอหรือซี่โครงหนาก่อนที่จะเริ่มการใช้เครื่องมือ การรวมแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในขั้นตอนการออกแบบจะช่วยลดการทดลองใช้และข้อผิดพลาดในภายหลัง

ตัวอย่างเช่นแนวทางการศึกษาเน้นการรักษาผนังด้านข้างขนานกันเพื่อความสะดวกในการร่างและหลีกเลี่ยงซี่โครงแคบ ๆ ลึกที่ทำให้การระบายออก โดยสรุปแล้วการออกแบบแม่พิมพ์ที่ดีทำให้เกิดความต้องการส่วนของชิ้นส่วนข้อ จำกัด การผลิตและกระบวนการขึ้นรูปที่เลือกเพื่อให้ได้เครื่องมือที่เชื่อถือได้และคุ้มค่า

ปัญหาทั่วไปในการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง

แม้จะมีการออกแบบอย่างรอบคอบ แต่ปัญหาหลายอย่างสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการผลิตแม่พิมพ์หรือการผลิตแม่พิมพ์ ทีมจัดหาควรตระหนักถึงปัญหาที่พบบ่อยเหล่านี้:

• ข้อบกพร่องส่วน:แม้จะมีแม่พิมพ์ที่ทำมาอย่างดี แต่ข้อบกพร่องก็สามารถเกิดขึ้นได้ในส่วนที่ขึ้นรูป ข้อบกพร่องที่พบบ่อย ได้แก่ Warpage (การบิดเบือนส่วนหนึ่งเนื่องจากการระบายความร้อนหรือการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอ), เครื่องหมายจม (บริเวณที่จมลงซึ่งส่วนหนาเย็นลง) และแฟลช (วัสดุส่วนเกินตามสายแยกจากการยึดที่ไม่สมบูรณ์) ข้อบกพร่องเหล่านี้มักจะชี้กลับไปที่การออกแบบแม่พิมพ์หรือการตั้งค่ากระบวนการ (เช่นสมดุลการระบายความร้อนไม่เพียงพอ, แรงหนีบไม่เพียงพอ, การระบายอากาศที่ไม่ดี) เมื่อวิศวกรอุตสาหกรรมทราบว่าแม่พิมพ์ที่มีข้อบกพร่องหรือการออกแบบชิ้นส่วนความผันผวนของอุณหภูมิหรือการเลือกวัสดุที่ไม่เหมาะสมสามารถนำไปสู่ความไม่สมบูรณ์ดังกล่าว

• ช็อตสั้น (เติมไม่สมบูรณ์):การยิงสั้น ๆ เกิดขึ้นเมื่อโพรงเชื้อราไม่เต็ม (มักจะเกิดจากความเร็วในการฉีดสูงโดยไม่มีแรงดันเพียงพอหรือการอุดตัน) ส่งผลให้เป็นส่วนที่ไม่สมบูรณ์ มันอาจเกิดจากประตูที่ไม่ได้รับการระบายความร้อนเร็วเกินไปหรืออากาศที่ติดอยู่ (การระบายอากาศไม่ดี)

• เส้นไหลและสายเชื่อม: เส้นไหล(รอยริ้วที่มองเห็นได้บนพื้นผิว) เกิดขึ้นเมื่อความเร็วด้านหน้าละลายแตกต่างกันไปสายเชื่อมเกิดขึ้นเมื่อมีการไหลสองด้านและไม่หลอมรวมอย่างสมบูรณ์ทำให้ส่วนอ่อนแอลง สิ่งเหล่านี้สามารถแก้ไขได้โดยการปรับตำแหน่งประตูหรืออุณหภูมิแม่พิมพ์

• ปัญหาวัสดุ:ความชื้นในพลาสติกดูดความชื้นอาจทำให้เกิดสาดน้ำ(เส้นสีเงิน) หรือการเผาไหม้ สารปนเปื้อนในเม็ดอาจทำให้เกิดช่องว่างหรือจุดดำในบางส่วน การใช้วัสดุที่แห้งและคุณภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญ

• ความคลาดเคลื่อนของการตัดเฉือน:ในระหว่างการประดิษฐ์ข้อผิดพลาดในการตัดเฉือนอาจทำให้เกิดการแบ่งส่วนของเชื้อราที่ไม่ถูกต้องทำให้เกิดแฟลชหรือชิ้นส่วนที่ไม่ตรงกัน จำเป็นต้องมี CNC และ EDM ที่แม่นยำสูง การตกแต่งไม่เพียงพอสามารถทิ้งเครื่องหมายเครื่องมือหรือข้อผิดพลาดมิติ

• การสึกหรอและความเสียหาย:เมื่อเวลาผ่านไปแม่พิมพ์สามารถสึกหรอ (ขอบโค้ง, ประตูกัดเซาะ) หรือเสียหาย (รอยแตกจากความเครียดสูงการกัดกร่อนหากความชื้น) การบำรุงรักษาที่ไม่เพียงพอ (ตัวอย่างเช่นการทำความสะอาดช่องระบายอากาศหรือการใช้วัสดุขัดโดยไม่ต้องเคลือบ) สามารถทำให้อายุการใช้งานของเชื้อราลดลงได้ ผู้ผลิตแม่พิมพ์ที่มีทักษะมักจะใช้การเคลือบผิว (เช่นชุบบด) ในพื้นที่สำคัญเพื่อยืดอายุการใช้งาน

• ค่าใช้จ่ายและความล่าช้าสูง:แม่พิมพ์ที่กำหนดเองที่ซับซ้อนมีราคาแพงและใช้เวลานาน การประเมินความซับซ้อนต่ำเกินไปในระหว่างการอ้างถึงหรือการออกแบบสามารถนำไปสู่ค่าใช้จ่ายที่มากเกินไปและกำหนดตารางเวลา เปลี่ยนคำสั่งซื้อหลังจากการสร้างแม่พิมพ์เริ่มต้น (เช่นการเปลี่ยนแปลงการออกแบบส่วน) มีค่าใช้จ่ายสูงเป็นพิเศษ

• ช่องว่างการสื่อสาร:เนื่องจากการทำแม่พิมพ์เป็นเรื่องทางเทคนิคการสื่อสารผิดพลาดระหว่างผู้ซื้อและผู้ผลิตเกี่ยวกับข้อกำหนดอาจทำให้เกิดปัญหาได้ ตัวอย่างเช่นการไม่ชี้แจงความคลาดเคลื่อนหรือคุณภาพพื้นผิวอาจนำไปสู่ความไม่ตรงกันระหว่างความคาดหวังและเครื่องมือที่ส่งมอบ

การวางแผนอย่างรอบคอบการเลือกผู้ผลิตแม่พิมพ์ที่มีประสบการณ์และการควบคุมคุณภาพอย่างต่อเนื่องสามารถลดปัญหาเหล่านี้ได้ ผู้ผลิตเชื้อราจำนวนมาก (เช่น Huazhi) เน้นการวิเคราะห์ DFM ล่วงหน้าและรอบการสุ่มตัวอย่างหลายรอบเพื่อจับและแก้ไขปัญหาก่อน โดยการทำความเข้าใจกับความท้าทายทั่วไปเหล่านี้ทีมจัดซื้อสามารถถามคำถามที่ถูกต้องและทำงานร่วมกับผู้ผลิตเพื่อให้แน่ใจว่าโครงการที่ราบรื่น

บทสรุป:

โดยสรุปการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเองเป็นการผสมผสานที่ซับซ้อนของวิศวกรรมวิทยาศาสตร์วัสดุและการผลิต ช่วยให้การผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนอย่างสม่ำเสมอโดยการสร้างเครื่องมือที่แม่นยำในการออกแบบแต่ละครั้ง บทความนี้ครอบคลุมขอบเขตทั้งหมด: จากคำจำกัดความและประวัติของการทำแม่พิมพ์ผ่านขั้นตอนทางเทคนิคและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายระยะเวลาเคล็ดลับการออกแบบและข้อผิดพลาดทั่วไป ด้วยเกือบทุกภาคการผลิตที่ทันสมัยอาศัยแม่พิมพ์ที่กำหนดเองทีมจัดซื้อที่ได้รับการบอกกล่าวสามารถตัดสินใจเชิงกลยุทธ์เกี่ยวกับการออกแบบและซัพพลายเออร์

ทำไมต้องเลือก Huazhi สำหรับการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง

แม่พิมพ์ Huazhiกลายเป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งสำหรับการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง ด้วยประสบการณ์ในอุตสาหกรรม 20 ปี Huazhi อ้างถึงความเชี่ยวชาญอย่างลึกซึ้งในแม่พิมพ์ยานยนต์และอุตสาหกรรม พวกเขาเสนอการวิเคราะห์ DFM ฟรีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบของคุณสำหรับความสามารถในการผลิตและค่าใช้จ่าย กระบวนการของพวกเขารวมถึงการควบคุมคุณภาพ 16 จุดที่เข้มงวดตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการส่งมอบและมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพ: ตำแหน่งประตูและช่องระบายความร้อนได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อลดการเสียรูปและรอบเวลา Huazhi ยังเน้นการกำหนดราคาที่แข่งขันได้เพิ่มประสิทธิภาพทุกขั้นตอนเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายและเวลาโดยรวมถึง 20% สำหรับลูกค้า

เมื่อคุณเลือก Huazhi คุณเป็นพันธมิตรกับทีมที่ให้การสนับสนุนการออกแบบที่ปรึกษาและการจัดการโครงการอย่างละเอียด บันทึกการติดตามของพวกเขาเกี่ยวกับโซลูชันที่กำหนดเอง (จากการบริโภคยานยนต์ที่หลากหลายไปจนถึงแม่พิมพ์ที่อยู่อาศัยที่มีรายละเอียด) แสดงให้เห็นถึงความสามารถของพวกเขา ในระยะสั้น Huazhi ได้รวมเทคโนโลยีขั้นสูงคุณภาพที่เข้มงวดและบริการที่เน้นลูกค้าเพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์ที่กำหนดเองของคุณตรงตามข้อกำหนด

หากโครงการต่อไปของคุณเกี่ยวข้องกับแม่พิมพ์พิเศษ - ไม่ว่าจะเป็นการฉีดการหล่อตายหรือกระบวนการขึ้นรูปอื่น - ความเชี่ยวชาญของ Huazhi อาจมีค่า ทีมของพวกเขาพร้อมที่จะแนะนำคุณจากแนวคิดไปสู่การผลิตเพื่อให้มั่นใจว่าการส่งมอบแม่พิมพ์ประสิทธิภาพสูงอย่างมีประสิทธิภาพติดต่อ Huazhiวันนี้สำหรับใบเสนอราคาหรือการปรึกษาหารือและเปลี่ยนโครงการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเองของคุณให้เป็นจริง

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ปัจจัยใดที่กำหนดต้นทุนของการทำแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง?
ตอบ: ค่าใช้จ่ายขึ้นอยู่กับตัวแปรมากมาย ปัจจัยสำคัญรวมถึงความซับซ้อนของเชื้อรา (รูปทรงเรขาคณิต, จำนวนของโพรง, undercuts), วัสดุของแม่พิมพ์ (ค่าใช้จ่ายเหล็กมากกว่าอลูมิเนียม) และจำนวนชิ้นส่วน/ปริมาตร

เวลาของเครื่องคือไดรเวอร์ขนาดใหญ่: แม่พิมพ์ขนาดใหญ่หรือรายละเอียดที่ดีต้องใช้เวลา CNC/EDM มากขึ้น คุณสมบัติเพิ่มเติมเช่นนักวิ่งร้อนการเคลือบพิเศษหรือความคลาดเคลื่อนที่แน่นมากยังเพิ่มค่าใช้จ่าย ในระยะสั้นแม่พิมพ์ต้นแบบที่เรียบง่ายอาจเป็นเพียงไม่กี่พันดอลลาร์ในขณะที่แม่พิมพ์เหล็กที่ผลิตเต็มรูปแบบสำหรับปริมาณสูงสามารถเกินหกตัวเลขได้อย่างง่ายดาย

ถาม: ใช้เวลานานแค่ไหนในการสร้างแม่พิมพ์ของฉัน?
ตอบ: เวลานำแตกต่างกันไป แม่พิมพ์ต้นแบบเดียวอาจส่งมอบในประมาณ 3-4 สัปดาห์ แม่พิมพ์การผลิตโพรง 2–4 มาตรฐานมักใช้เวลา 6-12 สัปดาห์ แม่พิมพ์หลายสไลด์หรือหลายเซลล์ที่ซับซ้อนมากอาจใช้เวลา 3-6 เดือน

ระยะเวลาเหล่านี้รวมถึงการออกแบบการตัดเฉือนและการทดลองใช้ การเลือกอลูมิเนียมสำหรับแม่พิมพ์แบบเลี้ยวอย่างรวดเร็วหรือให้ข้อมูลการออกแบบที่สมบูรณ์และชัดเจนสามารถทำให้เส้นเวลาสั้นลง วางแผนให้เหมาะสมเนื่องจากแต่ละโพรงเพิ่มเติมหรือการดำเนินการเลื่อนเพิ่มเวลา

ถาม: วัสดุใดที่สามารถขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ที่กำหนดเองได้?
ตอบ: แม่พิมพ์ที่กำหนดเองสามารถประมวลผลวัสดุที่หลากหลาย ในพลาสติกเทอร์โมพลาสติกทั่วไป (ABS, PP, ไนลอน, พีซี ฯลฯ ) และเทอร์โมเซต (อีพ็อกซี่ฟีนอลิก) สามารถฉีดขึ้นรูปได้ อีลาสโตเมอร์และซิลิโคนเหลว (LSR) ก็เป็นเรื่องธรรมดาเช่นกัน สำหรับชิ้นส่วนโลหะแม่พิมพ์หล่อแบบตายช่วยให้โลหะผสมเช่นอลูมิเนียม, สังกะสีและแมกนีเซียม

แม่พิมพ์ที่กำหนดเองบางชนิดทำขึ้นสำหรับยางเซรามิกหรือแม้กระทั่งคอมโพสิต โดยพื้นฐานแล้วหากวัสดุสามารถหล่อหรือฉีดและระบายความร้อนในโพรงก็สามารถจัดการได้โดยแม่พิมพ์ที่กำหนดเอง การออกแบบแม่พิมพ์ที่เลือกจะสะท้อนวัสดุ - ตัวอย่างเช่นแม่พิมพ์สำหรับยางต้องการการระบายอากาศที่แตกต่างจากแม่พิมพ์พลาสติก