Разработка и изготовление пресс-форм для литья под давлением деталей автомобильной светотехники.

       Проектируя пресс-формы и, особенно, горячеканальные системы для литья изделий, являющихся конструктивными элементами  автомобилей, необходимо учитывать ряд особенностей, заложенных в их конструкцию и применяемый полимер.

  Прежде всего, это литьевые свойства применяемых материалов и наполнителей для литья деталей, зачастую ухудшающих их литьевые свойства (понижающих текучесть), придающих им абразивные свойства, для достижения необходимых техническо-эксплуатационных характеристик.

  При невысоких значениях параметров текучести полимера необходимо подбирать диаметры разводящих каналов в ГКС таким образом, чтобы при достаточно большом времени цикла и склонности полимера к термической деструкции не допустить разложение материала в процессе нахождения расплава в ГКС.

 Чтобы облегчить эксплуатацию пресс-форм с ГКС для литья полимеров с наполнителями типа талька или стеклянного волокна мы применяем для изготовления деталей ГКС высокопрочные сплавы, конструктивно обеспечиваем возможность быстрой замены форсунок инжекторов, не снимая пресс-формы с ТПА. В особо критичных случаях возможно применение высокопрочных покрытий на быстроизнашиваемых деталях.

   Для деталей автомобилей характерны также большие габариты и сложная конфигурация, что приводит к необходимости применения многоточечных впусков. Необходимость сбалансированности ГКС, т.е. обеспечения равномерности заполнения литьевой полости расплавом полимера, а также при конструировании  пресс-форм для многоцветного литья, требует применения двухэтажных ГКС со сложной формой разводящих коллекторов.

  Высокие требования к качеству поверхности, низкие показатели текучести расплава, предопределяет применение запираемых инжекторов, когда впускное отверстие запирается иглой в конце периода выдержки под давлением. Кончик иглы имеет форму поверхности изделия и таким образом обеспечивается почти полное отсутствие остатка литника.

   При всем этом необходимо еще обеспечить герметичность всей литниковой системы при очень высоких давлениях, что достигается, прежде всего, точностью изготовления элементов ГКС, а также учетом тепловых расширений и специальными конструктивными приемами, отработанными на десятках изготовленных горячеканальных систем для литья самых различных деталей.

1. Проектирование горячеканальных пресс-форм для многоцветного литья деталей современного автомобилестроения. Учет собственного опыта и консультационную поддержку производителей полимерных материалов и переработчиков.

Вплотную подойти к выполнению заказа по изготовлению пресс-форм для трехцветного литья деталей «Рассеиватель» нашей компании удалось только благодаря наличию:

-специалистов имеющих многолетний опыт проектирования сложных высокотехнологичных пресс-форм;

-многочисленные наработки в области нестандартных и многогнездных горячеканальных систем;

-собственная производственная инструментальная база, оснащенная самым современным оборудованием для металлообработки и имеющая опыт изготовления высокотехнологичных пресс-форм по передовым технологиям;

-поддержка заказчиков, опыт технологов-литейщиков эксплуатационщиков в области многоцветного литья, позволяет правильно подготовить техническое задание на разработку и грамотно задать входные параметры для формирования требований предъявляемых к будущему изделию;

-консультационная поддержка производителей инженерных пластмасс;

-оснащенность предприятия тяжелыми CAD-системами (ProEngeneer, PowerMill). 

2. Необходимость применения тяжелых CAD-систем в проектировании и изготовлении пресс-форм для деталей автомобилестроения.

  Современные изделия в автомобилестроении имеют весьма сложную геометрическую

форму, призванную воплотить замысел дизайнера и обеспечить конкурентоспособность автомобиля в рыночных условиях. Подобная геометрия уже не может быть описана обычными плоскими чертежами, необходимо 3D моделирование.

  Последние годы отечественные производители автомобилей практически полностью перешли на проектирование в тяжелых CAD/CAM системах.  Несколько лет назад в процесс проектирования и производства были внедрены инженерные CAD/CAM системы высшего уровня с целью повышения качества проектирования и уменьшения сроков, а также обеспечения практической возможности изготовления пресс-форм для деталей автомобиля

Только благодаря современному подходу к проектированию в 3D-системе, что подтвердила практика,  в современной экономике, возможна реализация проектов по изготовлению оснастки высшего уровня сложности, таких как пресс-формы на «Рассеиватели» автомобилей. Примечательно то, что исходными данными для проектирования подобных пресс-форм сегодня, уже являются не чертежи, а 3D модели изделий!

  Исходя из опыта внедрения и работы в Pro/Engineer, можно утверждать, что эта система отвечает всем нашим требованиям, обеспечивает удобство в проектировании технологической оснастки, в том числе для изделий со сложной геометрией; выпуск в полном объеме конструкторской документации по созданным моделям деталей; создание управляющих программ для станков с ЧПУ. А также, что очень важно, давая возможность легко и безболезненно проводить изменения в конструкции пресс-формы или изделия на любом этапе проектирования или даже изготовления технологической оснастки!

Не говоря уже о том, что визуализация инженерных решений в трехмерном отображении в принципе способствует более простому их восприятию, а, следовательно, и более качественному анализу конструкции формы и снижению количества ошибок.

  Наличие большого количества различных инструментов дает возможность

не только создавать геометрически очень сложные детали и механизмы, но и проверять их работоспособность, моделируя движение и рассчитывая нагрузки, механические и тепловые. Встроенный модуль анализа литья полимера позволяет быстро оценить конструктору расположение мест впуска, выпоров и т.п. технологических параметров.

3. Особенности технологии изготовления. Требования к оборудованию.

Все вышеуказанные отличия пресс-форм для деталей современных автомобилей ставят серьезные задачи перед инструментальным производством, занимающимся их изготовлением. Технологам необходимо решать широкий круг задач, для выполнения требований, предъявляемых конструктором пресс-формы и изделия.

       Конструктивные особенности многоцветных пресс-форм на детали типа «Рассеиватель» не допускают возможности ручной доводки формообразующих и поверхностей разъема, что совершенно меняет принятые подходы к последовательности операций. Это достижимо только при помощи применения высокоскоростной механической обработки формообразующих при их твердости 50…55НRCэ твердосплавным инструментом, правильности выбранных режимов обработки, современного металлообрабатывающего оборудования. Достаточно большое количество технологических операций требует наличия электроэрозионного оборудования. Должна быть обеспечена высочайшая точность изготовления деталей и элементов горячеканальной системы. Это достигается только благодаря высокоточным операциям фрезерной, токарной и шлифовальной обработки используя очень большой ассортимент предлагаемого на сегодняшний день режущего инструмента. Очень важно отметить применение качественных инструментальных сталей и вакуумную термообработку. Даже при соблюдении этого зачастую приходится делать пресс-форму на опытное изделие, для отработки конструкции и технологии. В общем итоге для выполнения всего комплекса работ по изготовлению с применением тяжелых CAD/CAM систем высшего уровня необходим парк современных станков - высокоскоростных фрезерных обрабатывающих центров, токарных станков с ЧПУ, линейку электроэрозионного оборудования, и другое универсальное и вспомогательное оборудование.

4. Комплексный подход для успешного выполнения задач выпуска пресс-форм для литья деталей современного автомобилестроения.

Для успешного выполнения работ по проектированию и изготовлению пресс-форм для литья под давлением деталей из полимерных материалов современных автомобилей, а особенно многоцветных с учетом тех современных требований которые предъявляются к этим деталям автомобилестроителями, необходим комплексный подход. Он состоит том широком спектре задач которые ставятся перед конструкцией пресс-формы и ГКС, программным обеспечением и владением им, технологией, оборудованием, поставщиками, и главное высококвалифицированными кадрами, способными реализовать современные требования, закладываемые современными изделиями. Только при решении всех этих задач совместно возможна успешная реализация таких ответственных проектов, каковыми являются формы на многоцветные детали для автомобилестроения.

В мире существует менее десятка фирм производящих пресс-формы для многоцветного литья автомобильной светотехники.