Почему литьевые формы для пластмасс такие дорогие?

В зависимости от размера, сложности, материалов и других факторов литьевые формы для пластмасс могут стоить десятки тысяч долларов или даже сотни тысяч долларов. Как мы рассмотрим здесь, создание этих прецизионных инструментов - чрезвычайно сложный процесс, требующий значительных инвестиций в проектирование, материалы, оборудование, рабочую силу, техническое обслуживание и многое другое. Как профессионал производитель литья пластмасс под давлениемЯ подробно перечислю их в этой статье.

Почему литьевые формы для пластмасс такие дорогие?

Высокие затраты на сырье

Сырье для пресс-форм для литья под давлением является существенным фактором затрат. В большинстве случаев пресс-формы изготавливаются из высококачественных сортов стали или алюминиевых сплавов. Эти металлы намного дороже стандартных конструкционных сталей благодаря таким улучшенным свойствам, как:

• Твердость - полость пресс-формы должна выдерживать вмятины, царапины и износ даже после миллионов циклов. Более твердые металлы лучше сохраняют точность формовки.
• Прочность - металлы должны обладать достаточной пластичностью, чтобы пресс-форма могла выдерживать циклы впрыска под высоким давлением без образования трещин или откровенного разрушения.
• Тепловые свойства - выбираются стали и сплавы, способные выдерживать впрыск расплавленного пластика и при этом быстро отводить тепло во время цикла охлаждения.

В среднем на сталь пресс-формы приходится около 25-35% от общей стоимости пресс-формы в зависимости от ее размера и сложности. И это еще до обработки одной полости!

Сложная, индивидуальная обработка

После подготовки стальных блоков начинается сложный процесс обработки на оборудовании с компьютерным управлением.

Такие элементы, как полость пресс-формы, бегунки, затворы, выталкивающие штифты и линии охлаждения, должны быть обработаны с точностью до 0,005 дюйма (для масштаба ширина человеческого волоса составляет около 0,003 дюйма). Для обработки критических размеров используются специализированные проволочные электроэрозионные станки.

Как вы можете себе представить, для крупных пресс-форм с большим количеством полостей и сложной геометрией деталей одно только время программирования может исчисляться сотнями часов. На эту специализированную механическую обработку пресс-формы приходится около 40-50% от общей стоимости пресс-формы.

Дополнительные расходы быстро растут

Помимо исходного блока пресс-формы и обработки на станках с ЧПУ, существует множество дополнительных расходов, которые составляют оставшуюся часть стоимости пресс-формы:

Дизайн и проектирование - Для создания оптимальной конструкции пресс-формы с нуля требуются опытные инженеры, использующие современное программное обеспечение. Это может стоить $5 000+ для сложного проекта.

Термообработка - Чтобы еще больше повысить твердость и упругость формы, часто применяется вторичная термообработка. Это добавляет несколько тысяч долларов в зависимости от размера пресс-формы.

Ручная полировка - Хотя обработка с ЧПУ невероятно точна, окончательная полость формы полируется мастерами вручную, чтобы добиться безупречной зеркальной поверхности.

Сертификация - Для таких регулируемых отраслей, как медицина и аэрокосмическая промышленность, пресс-формы требуют сертифицированных материалов и всестороннего тестирования. Это может стоить десятки тысяч.

Сборка - Десятки компонентов, таких как штифты выталкивателей, трубопроводы охлаждения и вентиляционные отверстия, должны быть собраны с точной выверкой.

Доставка - Точное оборудование плюс страховка легко добавляют тысячи к стоимости доставки и обработки.

И это только начало - другие расходы связаны с управлением проектом, оборудованием/персоналом для контроля качества, расходными материалами для цеха, энергопотреблением и маржой для производителя пресс-форм.

Почему некоторые формы стоят дороже?

Как было описано выше, производство даже простых пресс-форм для литья пластмасс под давлением требует определенных затрат. Однако пресс-формы для сложных компонентов с жесткими допусками или особыми характеристиками обычно стоят гораздо дороже.

Более жесткие допуски - Когда от формованных деталей требуется сверхвысокая точность, пресс-форма должна обеспечивать такую же высокую точность. допускичасто до +/- 0,005 дюйма или ниже. Это экспоненциально увеличивает время программирования и выполнения обработки.

Сложные геометрии - Сложные контуры деталей, полые формы или отрицательные углы осадки требуют сложных траекторий инструмента и кулачков бокового действия, которые должны быть интегрированы в пресс-форму. Огромные дополнительные расходы.

Экзотические сплавы- Чтобы выдержать агрессивное заполнение такими материалами, как стекло или полимеры с наполнителем из углеродного волокна, пресс-форма должна быть обработана из гораздо более дорогой инструментальной стали.

Побочные действия - Подъемники, ползуны, вывинчивающие механизмы и подрезы добавляют подвижные компоненты, приводимые в движение гидравлическими или механическими боковыми воздействиями, чтобы помочь высвободить готовые формованные детали.

Конформное охлаждение - Для обеспечения сверхбыстрого времени цикла некоторые пресс-формы обрабатываются с конформными каналами охлаждения. Но программирование этих сложных проходов часто требует еще ~100 часов программирования.

Многочисленные полости - Большие семейные формы с 4, 8, 16+ слепками существенно повышают стоимость. Больше слепков - больше операций обработки.

Вставки - Если для формованных деталей требуются участки с различной отделкой поверхности или механическими свойствами, в полость формы вставляются детали, изготовленные на заказ.

Долгосрочные затраты

Хотя первоначальные затраты на производство пресс-форм для литья пластмасс под давлением, безусловно, огромны, каждая пресс-форма в конечном итоге способствует массовому производству литья под давлением, исчисляемому миллионами деталей по низкой цене за штуку.

За годы непрерывной работы даже дорогие пресс-формы высокого класса легко окупаются, если подсчитать, сколько пластиковых компонентов они выпускают.

Благодаря прочной конструкции из высококачественных материалов правильно обслуживаемые литьевые формы часто обеспечивают надежную работу в течение более 25 лет, прежде чем потребуется их замена.

Основные выводы по затратам на литьевые формы для пластмасс

Вот краткое резюме, объясняющее, почему литьевые формы для пластмасс требуют серьезных капиталовложений:

• Сырьевые блоки пресс-форм изготавливаются из дорогих марок инструментальной стали и сплавов, чтобы выдержать многолетнее производство.
• Для достижения микронной точности требуется сложная обработка и полировка.
• К этому добавляется множество дополнительных расходов, таких как проектирование, тестирование, сборка и доставка.
• Общие затраты растут в геометрической прогрессии при использовании сложных геометрических форм, экзотических полимеров и жестких допусков.
• Однако стоимость одной штуки при огромных объемах производства очень экономична.
• Правильно обслуживаемые пресс-формы надежно работают десятилетиями, производя миллионы деталей.

Надеюсь, это поможет вам лучше понять, какая огромная точность, сложность технологического процесса и откровенная самоотдача требуются для производства оснастки для литья пластмасс под давлением! Дайте мне знать, если у вас возникнут другие вопросы.