Литьё под давлением, размеры 50*90*35 мм

Когда видишь запрос ?литьё под давлением, размеры 50*90*35 мм?, первая мысль — казалось бы, простой корпус или техническая деталь. Но именно в таких, на первый взгляд, стандартных габаритах и кроются все подводные камни. Многие думают, что раз размер небольшой и близок к ?блочному?, то проблем не будет. На практике же именно соотношение сторон, толщина стенок и распределение массы расплава для такой плиты создают массу сложностей — от утяжек до внутренних напряжений, которые проявляются уже при сборке.

Почему эти конкретные размеры — не просто цифры

Возьмём наш опыт на ООО Чэнду Шуанлю Синьхаосы Прецизионные Пресс-формы. Заказчику нужен был корпус датчика — как раз под эти параметры. Казалось, что проще? Но когда начали считать литниковую систему, стало ясно: при длине в 90 мм и высоте 35 мм поток расплава, если подавать с торца, будет остывать неравномерно. Центр детали заполнялся прекрасно, а вот углы в зоне 50 мм постоянно недоливались или появлялись следы спаев. Пришлось пересматривать схему расположения впусков.

Здесь и вылезает главная ошибка — подход к форме как к ?маленькой?. Для литья под давлением критична не абсолютная величина, а соотношение. Площадь поверхности к объёму у такой детали достаточно велика, значит, теплоотвод идёт интенсивно. Если не заложить достаточные углы съёма и не рассчитать точно температурные режимы цилиндра и формы, брак обеспечен. Мы это проходили на ранних этапах, пытаясь использовать универсальные настройки для полиамида.

И ещё один момент — допуски. На сайте нашей компании cdxhsmj.ru мы пишем о высокоточной оснастке, и это не для красивого слова. Для габарита в 90 мм даже отклонение в 0.05 мм на каждой из сторон после усадки может привести к нестыковке с ответной частью. Поэтому при изготовлении пресс-формы под такие размеры мы сразу закладываем не просто стандартную усадку материала, а делаем поправку на анизотропию усадки из-за направления потока. Это приходит только с практикой, когда переделываешь уже готовый инструмент.

Конструкция оснастки: где экономить нельзя

Говоря о литье под давлением деталей с такими параметрами, многие заказчики хотят удешевить саму форму. Мол, деталь-то небольшая. Это фатально. Как раз для размеров 50*90*35 мм система охлаждения должна быть практически ювелирной. Если каналы пустить далеко от поверхности, цикл растянется, себестоимость взлетит. Если сделать их слишком близко — возникнут перепады температуры и коробление.

В одном из проектов мы пробовали использовать стандартные модульные плиты под такую деталь. Не подошло. Пришлось проектировать форму с индивидуальным расположением гидравлики и траверс, чтобы обеспечить равномерный съём и стабильность размеров. Интегрированный подход, о котором говорится в описании ООО Чэнду Шуанлю Синьхаосы — это как раз про это: нельзя разделить изготовление формы и отработку технологии литья. Мы это делаем параллельно.

Вывод литников — отдельная история. Для таких габаритов точечный впуск часто не годится, ведёт к короблению. Используем либо веерный, либо, что чаще, диагональный разветвлённый литник, чтобы направить потоки к дальним углам. Но здесь тоже палка о двух концах — увеличивается объём литниковой системы, растут отходы. Приходится искать баланс между качеством детали и рентабельностью.

Материал: он не бывает ?просто пластик?

Запрос часто идёт без указания материала. А это решающий фактор. Полипропилен, АБС, поликарбонат — для одного и того же размера 35 мм по высоте поведение будет кардинально разным. С АБС, например, проще добиться стабильности размеров, но он более хрупок к перегреву в литниковой системе. Поликарбонат даёт великолепную жёсткость, но требует высочайшей температуры формы и аккуратности с осушением.

Был случай: заказчик прислал модель и сказал — ?лить из инженерного пластика?. Мы, по привычке, начали с более дешёвого полиамида с наполнителем. Детали вышли в размер, но в местах сопряжения плоскостей появились микротрещины при виброиспытаниях. Пришлось менять материал на другой класс и возвращаться к настройкам формы. Теперь мы всегда настаиваем на полном ТЗ. Наша специализация на высокоточных формах теряет смысл, если материал выбран неправильно.

Усадка — вот что сводит с ума. Для габарита в 90 мм усадка того же полипропилена может ?съесть? 1.5-2 мм. И это в норме. Но если форма не сбалансирована и охлаждение идёт неравномерно, усадка становится непредсказуемой. Мы отрабатываем это на пробных отливках, иногда внося коррективы в уже готовую пресс-форму. Это дорого, но дешевле, чем производить брак.

Практические косяки и как их обходят

Ни один проект не обходится без неожиданностей. Помню, запускали серию корпусов с глубокими пазами как раз в размерной сетке около 35 мм по высоте. После литья пазы ?закрывало? на несколько десятых миллиметра. Теоретически всё было идеально. Оказалось, проблема в упругих деформациях формы в момент инжекции — тонкие стенки матрицы немного прогибались под давлением. Решение было не в увеличении жёсткости (это привело бы к усложнению конструкции), а в преднамеренном увеличении размера паза в форме на величину этого прогиба. Рассчитали эмпирически.

Ещё одна частая проблема для таких плоских деталей — газовые ловушки в зоне рёбер жёсткости. Если рёбра идут вдоль длинной стороны (90 мм), воздух может не успеть выйти. Приходится ставить дополнительные венты в саму форму, а это риск появления облоя. Нашли для себя компромисс в использовании материалов с большей текучестью в расплаве и небольшом снижении скорости инжекции на последнем участке. Качество поверхности при этом, конечно, требует более тщательного контроля.

Автоматизация съёма. Для таких серийных деталей это must have. Но робот должен брать деталь без деформации. Точка приложения усилий для размера 50*90*35 мм — это целая наука. Слишком близко к краю — деталь поведёт. Слишком близко к центру — может не сорваться с толкателей. Делаем проточные испытания с разными типами захватов, часто в сотрудничестве с клиентом, который предоставляет финальный конвейер.

Интеграция подхода: от модели до упаковки

Именно в таких, казалось бы, простых изделиях видна ценность комплексного подхода, который заявлен в нашей деятельности. Мы не просто делаем литьё под давлением по чертежу. Мы смотрим, как деталь будет использоваться. Например, если это корпус под электронику, важны не только внешние размеры 50*90*35, но и внутренние перегородки, посадочные места под платы. Их точность критична, и часто её можно обеспечить только постобработкой — фрезеровкой отверстий после литья. Мы сразу проектируем технологические припуски.

Контроль качества строится не на выборочной проверке, а на постоянном мониторинге ключевых параметров. Для данной размерной группы мы вывели для себя три контрольные точки: диагональ (чтобы исключить ромбовидность), плоскостность широкой грани и размер ответного паза или выступа. Если эти параметры в допуске, остальное обычно тоже.

В итоге, работа с такими параметрами — это постоянный поиск баланса. Баланса между скоростью цикла и качеством, стоимостью оснастки и её долговечностью, жёсткостью материала и его усадкой. Универсальных рецептов нет. Есть наработанный опыт, подобный тому, что мы накопили в ООО Чэнду Шуанлю Синьхаосы Прецизионные Пресс-формы, и готовность глубоко вникать в каждую конкретную задачу, даже если на первый взгляд она выглядит как ?простая коробочка 50 на 90 на 35?. Именно такие проекты и показывают реальный уровень технологической зрелости предприятия.