Конструкция формы MIM

Конструкция формы для MIM (металлическое инъекционное формование) - это не простая задача, с жесткими требованиями к допуску и особым вниманием к сложным деталям. Все это как подняться на вершину айсберга, очень сложно.
Высокая точность допусков, отсутствие вспышки, сверхвысокое качество поверхности - все это требования, которые должны быть выполнены в процессе литья металлических деталей под давлением. Несомненно, хотя есть несколько производителей металлических форм, которые могут достичь этого уровня, их очень мало. Однако для компаний, которые выбирают эту отрасль, это "выгодно". Г - н Дэвид Льюис - старший является президентом компании Matrix Tools (расположенной в районе Фэйрвью, Пенсильвания), производителя пресс - форм, производящих литые и металлические формы под давлением (MIM) для беспроводной связи, медицины, электроники / электричества, автомобилей и средств индивидуальной защиты. Г - н Льюис сказал: « Первоначально компания производила прецизионные литья, а затем занималась производством форм MIM.
По опыту г - на Льюиса, конструкция формы MIM лучше всего подходит для производства мелких и средних деталей. Matrix вносит значительный вклад в индустрию медицинского оборудования, где используются детали хирургического и медицинского оборудования весом от 0,15 до 23,4 г, сказал он: « Другие детали включают крышки часов, приводные шестерни, металлорежущие инструменты, зажимы и долото, некоторые из которых весят до 60 г». « Я знаю, что есть и более крупные детали, такие как замена головки клюшки для гольфа. Короче говоря, производство литых форм для инъекций и металлических форм под давлением имеет высокие требования к качеству и обслуживанию. Льюис был вице - президентом по технологиям MedSource Technology в Миннеаполисе, штат Миннесота. Это поставщик инженерного проектирования, услуг по разработке продукции и производству, а также решений по управлению цепочкой поставок для индустрии медицинского оборудования. Когда я ищу производителя MIM - форм, мне сначала нужно посмотреть, насколько он самодисциплинирован и организован, является ли он крупным заводом, принимает ли он стандарты ISO и стандартизированы ли все его процедуры,  « Он сказал, что если дело доходит до таких сложных проблем, как производство MIM - форм, производители пресс - форм не имеют организационных возможностей, они столкнутся с катастрофой. Качество имеет решающее значение, и еще труднее, что мы в медицинской отрасли, быстрый листинг важен. Кроме того, мы также хотим быстрого оборота, чтобы и качество, и быстрый оборот были удовлетворительными. en Трудности
Дизайн MIM - форм требует хорошего плана, "Г - н Льюис отметил, что, поскольку это является основой и ключом к успеху или неудаче, он должен включать в себя отличную компоновку контура охлаждающей воды и блокирующее устройство для разделения линий, чтобы предотвратить дислокацию формы в процессе обработки и производства, шаблон, который хорошо поддерживает полость и боковые стенки стержня, а также метод, подходящий для демонтажа конкретных деталей". « Базовая структура формы MIM аналогична структуре формы для инъекций, за несколькими исключениями», - добавляет г - н Льюис, и включает в себя выбор полости и стержневой стали, запирающие угловые аксессуары и ползунки, конструкцию системы каналов, обеспечивающей хорошую текучесть материала, расположение литника, глубину вентиляции, качество поверхности в зоне формования, А также правильный выбор детальных покрытий полости формы и сердечника. Г - н Хенс подробно изложил эти соображения. Поскольку многие производители пресс - форм обычно начинают изготавливать формы на основе чертежей, они дают механикам и работникам пресс - форм большую свободу в разработке деталей при изготовлении пресс - форм. Но этот метод, как правило, не работает при изготовлении MIM - форм,  Он сказал, что производители пресс - форм и работники MIM - форм не наблюдают за макетом формы, их основная задача - изучить и наблюдать полный набор детальных чертежей. Чем больше времени они тратят на конструирование фасадов пресс - форм, тем меньше времени требуется для их успешной работы. Старые и полости, качество поверхности и покрытие, размер затвора и канала, а также расположение и размер вентиляционных отверстий, расположение датчиков давления. Удаление и охлаждение стали ключевыми проблемами в успешном производстве MIM - форм.

1. Сталь для полостей / стержней
По словам г - на Льюиса, сталь, используемая в полости / стержне, должна выдерживать износ, вызванный формовочным материалом. Вся сталь, вступающая в контакт с формованными композитами (включая затворы и каналы), должна быть изготовлена из инструментальной стали с высокой износостойкостью, высоким содержанием хрома и высокой твердостью, такой как инструментальная сталь D - 2 или A - 2. Он прокомментировал: « Сталь H - 13 также приемлема, потому что она имеет высокую твердость, а также покрыта высокой твердостью. Любая детальная деталь, которая не контактирует с формованным композитом, может быть изготовлена из более стандартной инструментальной стали S - 7. Материалы формы MIM требуют большого внимания.
2. Закрыть угол / ползунок
Полетная кромка является серьезной проблемой в процессе производства формы MIM, а также существенной проблемой для работников формы. Чтобы предотвратить эту проблему, важно поддерживать хорошую координацию между всеми углами замыкания и областями скольжения, чтобы производить высококачественные детали MIM. Производители пресс - форм должны использовать триангуляцию для расчета размеров прокатки, а затем применять эти знания для проверки угла замыкания инь - ян - стали, чтобы убедиться, что они находятся в пределах допуска ±00001 для их расчетных размеров. допуски, которые люди должны поддерживать, обычно довольно точны для металлических форм, Потому что компоненты подачи MIM - формы чувствительны к вспышкам и легко вспыхивают. Если пластиковые детали производят вспышку, легко удалить вспышку, но если это металлическая деталь, вспышка вызовет проблемы, как лезвие, - объясняет он. - Вы должны сделать форму, которая не производит вспышку.
3. Глубина вентиляционного отверстия
Г - н Льюис пояснил, что в различных пресс - формах важное значение имеет использование хороших вентиляционных отверстий для высвобождения внутренних газов, образующихся в формовочном материале. Он отметил, что формы MIM и литья для инъекций сильно отличаются по глубине выхлопа. « Типичная пластиковая форма может иметь вентиляционные отверстия глубиной 00005 дюйма (1 дюйм = 25,4 мм) повсюду, в зависимости от смолы, используемой для формования, и MIM - форма, безусловно, будет создавать мигающие края глубоко в этих вентиляционных отверстиях», - объясняет он. Глубина вентиляционных отверстий для MIM - форм обычно составляет от 00001 до 00002 дюймов, но также может варьироваться в зависимости от различных композитных металлических материалов, используемых для формования. « По словам г - на Хенса, хорошая подача демонстрирует очень низкую скорость усадки при последующем отверждении. Чтобы максимизировать форму, используется большое количество металлических порошковых наполнителей, которые обычно используются в количестве, близком к 70% объема», - объясняет он. Для достижения хорошей текучести материала с высоким наполнителем используются молекулы с низкой молекулярной массой и связующие вещества, Это приводит к высокой чувствительности к вспышке, аналогичной характеристикам, которые демонстрируют многие нейлоновые материалы. Корм на основе парафина и полиэтилена / глицерина обладает лучшими свойствами, чем корм на основе ацетила, но это повлияет на их более высокую чувствительность к вспышке.
4. Полировка
Другой ключевой областью деталей MIM является качество поверхности в области формования. Удаление из полости в значительной степени зависит от качества поверхности полости и инструментальной стали стержня, так как скорость усадки в процессе формования крайне низка. Металлические формовочные детали не будут действительно сжиматься, если только клейкий материал не будет извлечен из процесса последующей формовки. Поэтому полировка области формования имеет решающее значение. Как правило, формованная поверхность должна достигать комбинированной чистоты 600, и в редких случаях может потребоваться чистота алмаза
5. Электрическое покрытие
Электрические покрытия высокой твердости, такие как хром или никель, повысят эффективность процесса размножения формованных металлических деталей и будут сочетаться с высокополированными поверхностями для получения лучших результатов. Г - н Льюис объясняет: « Некоторые типы хрома и никеля добавляют деформаторы для улучшения их характеристик.
Кривая обучения
После приобретения базовых знаний, прежде чем перейти к последовательному обучению, необходимо учитывать дополнительные факторы. Опыт проектирования литья необходимо постепенно накапливать. Г - н Хенс говорит, что еще одна проблема, с которой сталкивается MIM, связана с сырьем, которое обычно относится к поставляемым материалам. Потому что он содержит большое количество очень тонкого металлического порошка, который обычно приближается к 70% его объема. Металлический порошок образует конечную деталь,  « Он объясняет, что пластиковые детали увеличивают текучесть металлического порошка, который полностью удаляется после инъекции. Порошок имеет некоторое трение, поэтому его необходимо обрабатывать с более жесткими инструментами на более высокой скорости шпинделя. Многие производители пресс - форм, не имея высокоскоростных станков, вынуждены использовать метод абляции. Однако качество грубой поверхности не может быть оставлено позади, потому что MIM требует Допуск
Г - н Хенс добавил, что различные металлы в основном имеют одни и те же требования к изготовлению формы, если только иногда не требуется вставка различных коэффициентов усадки. Коэффициент усадки здесь не является внутренним коэффициентом усадки формы. Это происходит только тогда, когда детали отделяются от формы и попадают в нагревательную печь. Он объясняет, что « в пресс - форме скорость усадки почти равна нулю, а скорость усадки составляет менее 0001 дюйма на дюйм, поэтому скорость усадки в пресс - форме минимальна». "Кроме того. Курица также дала свой окончательный совет. Опыт показывает, что некоторые фабрики по производству пресс - форм изготовили некоторые формы низкого качества, прежде чем осознать проблемы, с которыми они сталкиваются. Каждый раз, когда фабрика по производству пресс - форм изготавливает первую форму для завода по производству MIM, на проектирование формы уходит много времени. В общем, результат заключается в том, что форма очень хороша, достигая заданных рабочих целей, или только некоторые изменения были сделаны после первого испытания формы. Тщательный анализ деталей первой формы может показаться легким, но это влияет на точность формы. Не редкость тратить много времени и денег на отладку второй формы, а иногда и на переделку. К этому времени производитель формы понимает трудности дороги. Если они не откажутся от MIM - форм в этот момент, то, как правило, формы, которые будут выпущены позже, будут превосходными.