У вытворчым свету матрыцы — гэта няўзнаныя героя, якія надаюць бясконцаму шматлікім прадуктам іх форму. Тым не менш, гэта вялікая памылка лічыць, што ўсе матрыцы аднолькавыя. Гэта як розніца паміж інструментамі, якія можна выкарыстоўваць для фармавання металу і тымі, што выкарыстоўваюцца для фармавання пластика, і абодва гэтыя віды цалкам розныя, бо яны распрацаваны для вырашэння асаблівых патрэб у звароце з рознымі матэрыяламі і вытворчасцю прадукцыі. Інжынерам, дызайнерам і вытворцам вельмі важна ведаць асноўныя адрозненні паміж матрыцамі для штампоўкі металу і матрыцамі для апрацоўкі пластика.
1. Асноўная праблема: Паводзіны матэрыялу
Мэталічныя штампавыя матрыцы: гэтыя матрыцы стыкаюцца з праблемай пластычнай дэфармацыі ў цвёрдым стане. Паміж кампанентамі матрыцы памяшчаецца металічны ліст ці зваротка (напр., сталь, алюміній, медь). Выкарыстанне вялікага ціску (таксацыя) вымушае металл назаўсёды згінуць, ён згінаецца, цягнецца, разрэзае ці выцягвае ў магчымую форму без плаўлення. Гэты акцэнт зроблены на пераадоленні межы пастойнасці металу і кантраляванні пругкасці зваротнага ходу (дзеянне металу, які давае трохі ўласнай першапачатковай форме).
Фармаванне пластыкаў: гэта праца з матэрыяламі, што плаўляцца або значна размякчаюцца. Гранулы пластыка плацяцца да таго часу, пакуль яны не набываюць выгляд віскага вадкасці. Гэты расплаў пасля гэтага ўводзіцца або ўціскаецца ў фарму пад ціскам. Пластык замярзае ўнутры фармы і набывае канчатковую форму. Гэта адбываецца з-за цяжкасцей у кантролі патоку, забеспячэнні поўнага запаўнення порожніны, кантролі працэсу ахаладжвання такім чынам, каб мінімальна магчымыя дэфекты (такія як прагінанне або каробленне) былі дасягнуты, а выхад твердай часткі ажыццяўляўся лёгка.
2. Прыярытэты праектавання і будаўніцтва фарм
Фармаванне металу штампаванням:
●Мцніца і стойкасць да зносу: галоўнае. Фармы павінны вытрымліваць вялікія і часта паўтаральныя ўдары, а таксама частае замена, зацісканне і абрыўнае сціранне рухомых металічных кантактаў. Інструментальныя сталі (напрыклад, D2, A2) або нават твёрдая сталь звычайна выкарыстоўваюцца, і часта падвяргаюцца аракшэнню да вельмі высокай твёрдасці па Раквелу C.
●Пасадзіны зазор: Пры аперацыі раздзяліць з пуншам і матрыцай павінен быць вельмі малы зазор, каб пазбегнуць надмернага заусенца і/ці пашкоджання выкарыстоўваемага інструмента.
●Прымяненне ціску: Канструкцыя павінна быць раслітаваная так, каб эфектыўна перадаваць вялікія нагрузкі праз моцныя канструкцыі (пуншы, матрыцы, падшыпнікі).
●Шматлікія выпадкі: Штампы для штампавання многіх форм, асабліва звязаныя з гнуттём ці простым разрэзам, не патрабуюць такога ж ускладненага канструявання, як пластыкавыя формы.
●Формы для апрацоўкі пластыка:
●Складаныя пустата і стужыль: Форма вызначае складаную знешнюю (пустата) і ўнутраную (стужыль) геаметрыю зададзенага пластыкавага вырабу. Складанасць можа быць вельмі высокай.
●Сістэма ахаладжвання: Унутраная сістэма каналоў для ахаладжвальнай вады ці алея неабходна. Аптымізаванае і роўнамернае ахаладжванне напрамую ўплывае на цыкл і якасць вырабу.
●Шыберная сістэма: Спр’ў, агароджы, шляхі, праз якія расплаўлены пласцік пастаўляецца ў порожніну з машыннага намітніка. Канструкцыя ўплывае на ўзоры цячэння, ціск запаўнення і выгляд частак.
●Сістэма выштурхвання: Штыфт, рукавы ці падымаюць асцярожна размяшчаюцца для таго, каб выштурхнуць ахалоджаную частку з формы і захаваць яе бяз пашкоджання.
●Паветразнаўленне: Паветразнаўленне ажыццяўляецца праз дробныя каналы ці адтуліны для высвабоджання пастойлай цяпла ў цісненні, калі расплаў уваходзіць у порожніну, каб пазбегнуць апёкаў ці недахопу запаўнення.
●Матэрыял: Можа быць закаляёная інструментальная сталь (P20, H13, S7) ці нержавеючая сталь розных відаў, але таксама важнымі чыннікамі з'яўляюцца якасць паверхні і стойкасць да карозіі (у прыватнасці, у некаторых відах пласцікаў).
3. Вытворчая акалічнасць
Металічная штампоўка: Звычайна гэта робіцца на механічным ці гідраўлічным прэсе. Яны, як правіла, вельмі хутка ў эксплуатацыі (сотні частак за хвіліну могуць быць размешчаны ў асноўных кампанентаў). Гэта звычайна халодны працэс, хоць ёсць некаторыя спецыяльныя працэсы фарміравання, якія ўключаюць у сябе ацяпленне. Сутыканне і зношванне часта памяншаюцца з дапамогай змазкі.
Перапрацоўка пластыка: Гэта тое, як пластыка ажыццяўляецца ў асноўным з дапамогай прымянення машын для ўпырсквання, але і такіх іншых метадаў, як формы ўдар, фармывання з кампрэсіяй і г.д. Цыкл можа вар'іравацца ад секунд да хвілін у залежнасці ад памеру часткі і таўшчыні сцен. Эфектыўнасць астуджэння мае вялікі ўплыў на час цыкла. Рэлубрыкаты могуць быць вызваленыя з агентаў, хоць і не зусім так універсальна, як штампавыя змазкі.
4. Працягласць жыцця і знос
Металастампавыя матрыцы: Абрыўнае спрацьванне — у асноўным метал па інструментальнай сталі, адгезійнае — зацягванне. Затупленне ў выніку пашкоджанняў. Магчыма ўтомнаснае трэшчынаванне з-за высокіх цыкличых напружанняў. Тэхнічнае абслугоўванне ўключае затачку, замену зношаных зон ці ўстаўку ўстаўкай. Тэрмін службы традыцыйна вымяраецца ста тысячамі ці мільёнамі ўдароў пры добра наведваных матрыцах.
Фармаванне пластмасавых вырабаў (фармы): Тыпы зношвання, з якімі можна сутыкнуцца — гэта абрыўныя напоўнікі ў пластмасах, карозія, выкліканая некаторымі палімерамі ці халадзільнай вадой, і, магчыма, эрозія ў выніку высокай хуткасці пластавага расплаўлення. Эстэтычнае ўласцівасць, якая паражаецца дэградацыяй паверхні парожніны — гэта знешні выгляд. Тэхнічнае абслугоўванне ўключае паліраванне, выпрамленне паверхневых пашкоджанняў, а таксама разгучванне калідораў астуджэння ці выхадоў для астуджэння. Тэрмін службы таксама, як правіла, вельмі доўгі (сткі тысяч да мільёна цыклаў), хоць вельмі чулівы да тыпу выкарыстоўванай пластмасы, а таксама тэхнічнага абслугоўвання.
Чаму важнае гэтае адрозненне
Выбар няправільнай фармы філасофіі праектавання матрыцы пад матэрыял — гэта пастаўленне справы на правал. Матрыца, якая выкарыстоўваецца для штампавання матэрыялу з металу, не мае такіх ліній ахаладжэння і гаты, якія патрабуюцца для пласціка. Адлюстраванне ў пласціку не вытрымала б вібрацыі пры штампаванні сталі. Гэта асноўныя адрозненні: апрацоўка ў цвёрдым стане і плаўленне, неабходнасць аптымізацыі ахаладжэння і асцярожнага зазору, кіравання патокам і кіраванне пружнасцю, і іх неабходна разумець для:
● Стварэння эфектыўнай і працяглы тэрмін службы інструменту.
●Аптымізацыі вытворчых працэсаў.
●Падбору падыходных матэрыялаў для самой матрыцы.
●Выяўлення і ўсунення прамых праблем.
●Дакладнага вызначэння кошту інструменту і кампанентаў.
Хоць абодва тыпы штымпаў з'яўляюцца дакладнымі інструментамі, неабходнымі пры масавым вытворчасці, іх дызайн, канструкцыя і функцыянальнасць вызначаюцца карэнна рознымі фізічнымі працэсамі, у якіх металы і пласцмасы ператвараюцца ў гатовыя дэталі праз апрацоўку. Гэта асноўнае падзеленне стварае вялікія магчымасці ў вытворчасці.