Важность технологической оснастки

Для стабильного производства отливок высокого качества особое внимание должно уделяться конструированию и производству технологической оснастки. Качество любого формуемого изделия, в сущности, зависит от матрицы, с которой оно снимается.

Контактное формование является основной технологией формования в открытых формах и включает в себя такие методы, как ручное ламинирование, ламинирование методом напыления и укладка с использованием пропиточных валиков. Как уже описывалось ранее (раздел «Технологии»), в контактном формовании используется только одна матрица. В большинстве случаев сама матрица, а также формуемые с ее помощью изделия, производятся из композиционных материалов на основе армированных волокном пластиков.

В рамках технологий закрытого формования, таких как технологии вакуумного вливания (VacFlo) и вакуумной пропитки (VI), инжекция смолы в закрытую форму: (метод RTM), также может использоваться технологическая оснастка из композиционных материалов, однако в этом случае большее внимание должно уделяться конструированию и выбору вида матрицы.

Как и контактное формование, технология вакуумной пропитки (VI) предполагает использование только одной матрицы, в некоторых случаях, однако, требуется наличие дополнительных кромочных элементов. Для изготовления оснастки могут потребоваться матричные материалы повышенного качества, способные выдерживать высокие экзотермические температуры, возникаемые на участках большой толщины.

К конструкции матриц для изготовления изделий методом вакуумного вливания (VacFlo) предъявляются более высокие требования по сравнению с матрицами, используемыми при вакуумной пропитке (VI), поскольку технология VacFlo предполагает наличие пары сопрягаемых матриц с точной полостью. Фланцы матрицы должны обеспечивать легкое надежное замыкание ее гнезд, одновременно поддерживая герметичность вакуума. Основное преимущество этого вида композитных матриц заключается в их легковесности, что наряду с возникающей под действием вакуума замыкающей силой, обеспечивает отсутствие необходимости использования тяжелых прессов или жестких каркасов.

Поскольку к технологической оснастке, используемой при формовании методом RTM, предъявляются более высокие требования, ее производство может потребовать значительно больших инвестиций по сравнению с изготовлением оснастки для технологий вакуумной пропитки (VI) и вакуумного вливания (VacFlo). Во избежание деформации на этапе инжекции и для обеспечения контроля за точностью формуемых изделий необходимо наличие жесткой матрицы. Кроме того, матрица должна быть долговечной, обладать химо- и термостойкостью на протяжении производственного цикла сотен или тысяч формуемых изделий. В производстве матриц для изготовления изделий методом RTM могут использоваться многие материалы. Выбор материала определяется несколькими факторами, такими как форма детали, количество съемов с матрицы, стоимость, производительность и т.п. В таблице 17 описываются различные виды материалов, применяемые в производстве матриц для формования методом RTM, преимущества и ограничения их использования.

Требования, предъявляемые к матрицам для холодного и теплого прессования, аналогичны требованиям, предъявляемым к оснастке, используемой при методе RTM. Прежде всего, полость матрицы должна иметь четкий контур и не деформироваться под действием давления. В рамках этих технологий может использоваться технологическая оснастка из композиционных материалов, устанавливаемая на плиту пресса. Матрицы должны обладать термостойкостью и долговечностью в течение длительного производственного цикла.

В начало документа

 

Таблица 17

Материалы для производства оснастки, применяемой

При формовании методом RTM

 

Вид материала	Комментарии
Композиционный материал на основе полиэфира	Используется, главным образом, при производстве моделей или матриц для мелкосерийного производства. Оснастка для формования только в условиях комнатных температур.
Композиционный материал на основе винилэфира/эпоксида	Более прочный, жесткий и термостойкий по сравнению с полиэфирами. Рекомендуется оснастка с регулируемой температурой.
Кирксайт (сплав на основе цинка)	Недорогая металлическая оснастка, обладающая сравнительно низкой прочностью и твердостью. Меньший по сравнению с другими металлами расчетный срок службы. Как правило, оснастка с регулируемой температурой.
Литой алюминий	Склонен к образованию пористой поверхности. Поверхность легко подвергается повреждениям. Как правило, оснастка с регулируемой температурой.
Металлическое напыление	Недорогая металлическая оснастка. Меньшая долговечность по сравнению с другими металлическими поверхностями. Как правило, оснастка с регулируемой температурой.
Гальванопластическая никелевая оболочка	Самый популярный вид металлической оснастки. Дает возможность получения поверхности класса «А». Срок эксплуатации – свыше 100 000 деталей. Особенно пригоден для создания более сложных форм. Как правило, оснастка с регулируемой температурой.
Сталь	Используется только в крупносерийном производстве. Как правило, оснастка с регулируемой температурой.

 

Технологии горячего прессования применяются, как правило, в крупносерийном производстве с использованием листовых формовочных материалов (SMC) и пастообразных формовочных смесей (DMC). Обычно в этих процессах используются тщательно отполированные сопрягаемые металлические матрицы, что обусловлено присущими данным технологиям высокими температурами и давлениями.

В рамках непрерывных процессов производства отсутствует тенденция к использованию технологической оснастки из композиционных материалов. Большинство технологий непрерывного формования предполагает осуществление значительных инвестиций в виде машин и оборудования и используется для непрерывного производства изделий. Технологическая оснастка должна быть точной, термостойкой, устойчивой к химическим воздействиям и чрезвычайно долговечной. В этой связи, для использования в рамках данных технологических процессов наилучшим образом подходят металлические матрицы.

 

Производство матриц из композиционных материалов

Выбор соответствующих материалов и технологии производства существенно важен для обеспечения хорошего качества поверхности, стабильности и долговечности матриц из композиционных материалов. У каждого производителя имеется наиболее предпочтительный для него способ изготовления матриц. Например, некоторые используют конструкции с заполнителем, другие – твердые ламинаты, одни для повышения прочности вводят стальные ребра жесткости, тогда как другие применяют элементы жесткости из пластика. В независимости от используемых методов существует несколько основных принципов, которым необходимо следовать, чтобы добиться получения матриц высокого качества.

 

Производство моделей

Важность наличия качественной модели невозможно переоценить, поскольку именно она в конечном итоге определяет качество матрицы и, как следствие, конечного изделия.

Модель должна быть безусадочной и иметь точные контуры. Она должна устанавливаться на прочном основании и не перемещаться до тех пор, пока матрица не будет готова. Температуру необходимо контролировать в диапазоне от 18º С до 23º С, влажность должна быть постоянной, а сама модель не подвергаться воздействию прямого солнечного света. Модели могут изготавливаться из целого ряда различных материалов, таких как древесина, фанера, древесно-волокнистая плита средней плотности (MDF) и полиэфирный наполнитель. Колебания температуры и влажности оказывают негативное воздействие на стабильность размеров матрицы.

Важным является отсутствие неровностей на поверхности модели. Любые неровности пропечатываются на поверхность матрицы и с трудом подвергаются удалению. Поверхность модели должна быть устойчивой к воздействию стирола и иметь такой же уровень блеска, какой требуется от самой матрицы.

Разработка толстослойных полиэфирных покрытий, таких как имеющиеся в ассортименте товаров марки «Crystic», позволила быстро покрывать поверхности моделей, изготовленных из различных материалов, таких как древесина, древесно-волокнистая плита средней плотности (MDF) и армированный волокном пластик. Покрытие напыляется на очищенную абразивом обезжиренную поверхность модели. Оно быстро затвердевает и по завершении отверждения очень легко шлифуется до достижения очень гладкой поверхности, которая затем полируется. Возможно получение различных уровней блеска, в зависимости от требований, предъявляемых к поверхности матрицы.

Как только модель будет готова, с нее легко и быстро могут сниматься матрицы из армированного волокном полиэфира. Хорошо подготовленная модель позволяет минимизировать затраты на текущий ремонт изготавливаемых с ее помощью матриц.

Перед началом производства матриц на поверхность модели должен быть нанесен специальный разделительный состав. В ассортименте товаров марки «Crystic» имеется несколько видов разделительных составов, от восков до полупостоянных систем. Независимо от используемого вида необходимо наносить разделительный состав в соответствии с рекомендуемой технологией нанесения.

Обеспечив тщательную подготовку модели, можно приступать к производству матриц. На данном этапе очень важным является использование материалов и технологий, специально предназначенных и рекомендуемых для производства композитных матриц на основе армированных волокном полиэфиров.

В начало документа

 

⇐ Предыдущая123456789

Поделиться: