Когда ученые и инженеры успешно завершают разработку новых устройств, изделие выводят в серийное производство. Оно, в отличие от макетного и опытного, требует других материалов и иного подхода, с которым многие разработчики встречаются впервые.
Freepik
Импортозамещение и локализация производств в России все чаще сталкивает специалистов с задачей по изготовлению пресс-форм. Однако считается, что внесение доработок в конструкцию — сложный и дорогой процесс, равный по цене самой пресс-форме. Так нужно ли современным предприятиям разрабатывать для своего производства «идеальную модель»?
Заблуждения и неверные представления о проектировании, изготовлении и эксплуатации пресс-форм развеет заведующий кафедрой инжиниринга технологического оборудования НИТУ МИСИС, основатель конструкторского бюро полного цикла «Карфидов Лаб» Алексей Карфидов.
Стоимость
Первая иллюзия касается нерентабельности пресс-формы. Что ж, цена действительно высока – от нескольких сотен тысяч до миллионов и даже десятков миллионов рублей, в зависимости от размеров детали. Но форма все же нужна — чтобы экономичнее и быстрее производить большие тиражи.
Если требуется крупная партия, например, тысячи, десятки тысяч изделий, то форма быстро окупается. Главное преимущество – можно получить готовую деталь за несколько секунд, если правильно подобрать режим охлаждения, обеспечить правильную геометрию смыкания, усилие на выталкивателях и другие условия. По сравнению с 3D-печатью и технологией литья в силикон, скорость воспроизведения молниеносная, а автоматизация высочайшая – материал десятками килограммов подается в шнек, а на выходе автоматически собираются готовые детали. Даже ферма из 50 принтеров с трудом заменит по скорости один термопластавтомат.
Любому заводу всегда стоит просчитывать экономическую модель, чтобы понять, при каком количестве деталей выгоднее сделать пресс-форму.
Внесение изменений в конструкцию
Есть заблуждение, что стальную пресс-форму сложно или невозможно изменить, поэтому цена ошибки высока. На самом деле, это не так. Любая форма постоянно дорабатывается как на стадии производства, так и после первых пробных отливок. При помощи электроэрозионной или ЧПУ-обработки можно менять геометрию формы и удалять излишки. Если нужно добавить материал – есть лазерная наплавка. Это стандартные процедуры на станочном оборудовании, которые стоят немного, а некоторый объем доработок зачастую вкладывается в ценность пресс-формы изначально.
При заказе пресс-формы стоит заранее прописать в договоре, что потребуются правки. Тестовым отливкам нужна доработка, и это нормально.
Геометрия и свойства детали
Сегодня многие производства привыкли печатать на 3D-принтерах. И действительно: литая деталь из пресс-формы не всегда может повторить геометрию печатной детали, как и не любую геометрию на принтере можно напечатать без поддержек. Это связано с тем, что при отливке и печати используются разные материалы и процессы. У каждого есть свои рекомендации и ограничения. Менее опытные инженеры зачастую думают, что печатная и литая детали одинаково поведут себя при обоих процессах, но это не так.
Необходимо учитывать ряд особенностей: толщину стенок, перепады, способы крепления и зазоры; специфику процесса остывания и сопутствующие термические расширения. Нельзя взять геометрию детали под 3D-печать и сделать из нее пресс-форму.
«Советую проанализировать хороший советский учебник И.Я. Альшица "Проектирование деталей из пластмасс"»
Алексей Карфидов
Freepik
В Китае сделать дешевле. Или нет?
Как ни странно, в последние несколько лет тенденция обратная: в России зачастую производить дешевле – стоимость материала сопоставима, но меньше затрат на логистику, таможню. Кроме того, проще вносить изменения на месте без необходимости дорогих командировок и оформления виз.
Компании могут заказать оснастку за рубежом, но дальше транспортируют ее на местные производства и делают конечные детали внутри нашей страны. Многие современные технопарки и контрактные предприятия имеют термопластавтоматы.
Перед тем, как заказать пресс-форму в другой стране, важно прописать все требования для местной литейной площадки, чтобы была необходимая комплектация, фитинги, запасные части. Также нужно предусмотреть, чтобы оборудование могло стыковаться с размерами пресс-формы.
Перед перевозкой стоит проверить, чтобы исправно работало охлаждение, а форма выдавала детали в автоматическом режиме.
Freepik