Dies dalam dunia pembuatan adalah hero yang tidak dinyanyikan yang memberi bentuk kepada berbagai produk. Namun begitu, adalah satu kesalahan besar untuk percaya bahawa semua dies adalah sama. Ini adalah seperti perbezaan antara alat yang digunakan untuk membentuk logam dan yang digunakan untuk membentuk plastik, di mana kedua-duanya adalah berbeza sama sekali dan direka untuk menangani sifat bahan serta keperluan pembuatan produk yang berlainan. Adalah penting bagi jurutera, pereka, dan pengeluar untuk memahami perbezaan utama antara dies penempaan logam dan dies pemprosesan plastik.
1. Cabaran Utama: Kelakuan Bahan
Acuan Penempaan Logam: Acuan ini menghadapi masalah berupa ubah bentuk plastik dalam keadaan pepejal. Di antara komponen acuan, diletakkan kepingan atau gelung logam (contoh: keluli, aluminium, kuprum). Penggunaan tekanan tinggi (dalam tan) memaksa logam untuk berubah secara kekal, iaitu membengkok, meregang, memotong, atau menarik menjadi bentuk yang diingini tanpa mencair. Tekanan ini ditumpukan untuk mengatasi kekuatan had plastik logam dan mengawal kesan lenturan balik (tindakan logam yang cuba kembali ke bentuk asalnya).
Acuan Pemprosesan Plastik (Acuan): Ini digunakan dengan bahan lebur atau bahan yang telah dilembutkan sepenuhnya. Butiran plastik dileburkan sehingga boleh mengalir seperti cecair likat. Bahan lebur ini kemudian dipaksa atau disuntikkan di bawah tekanan ke dalam rongga acuan. Plastik tersebut membeku di dalam acuan dan mengambil bentuk akhirnya. Ini disebabkan oleh kesukaran yang dialami dalam mengawal dinamik aliran, memastikan bahawa rongga diisi sepenuhnya, mengawal proses penyejukan sedemikian rupa supaya kecacatan adalah minimum (seperti kelegukan atau ralat kepingan) dan pelepasan bahagian yang telah membeku dapat dilakukan dengan mudah.
2. Keutamaan Reka Bentuk & Pembinaan Acuan
Acuan Penempaan Logam:
●Kekuatan & Rintangan Haus: Sangat utama. Acuan perlu menahan hentaman besar dan seringkali berulang, serta geseran kasar yang terhasil daripada sentuhan logam yang bergerak. Keluli alat (seperti D2, A2) atau malah karbida biasanya digunakan, dan acuan ini kerap kali dikeraskan sehingga mencapai kekerasan Rockwell C yang sangat tinggi.
●Kebijaksanaan Kelonggaran: Tindakan pemotongan melibatkan jurang yang sangat kecil antara penumbuk dan blok acuan dalam operasi pemotongan untuk mengelakkan terlalu banyak taji dan/atau kerosakan kepada alat yang digunakan.
●Aplikasi Tekanan: Reka bentuk bertujuan untuk menghantar ton berat dengan berkesan melalui elemen struktur yang kuat (penumbuk, blok acuan, kasut).
●Seringkali: Acuan penempa pelbagai bentuk, terutamanya yang berkaitan dengan mod pembengkokan atau pemotongan biasa, tidak memerlukan kerumitan yang terdapat pada acuan plastik.
●Acuan Pemprosesan Plastik (Mold):
●Kerumitan Rongga & Teras: Acuan menentukan geometri luar (rongga) dan dalam (teras) yang kompleks bagi artikel plastik yang dirujuk. Kerumitan boleh menjadi sangat tinggi.
●Sistem Penyejukan: Sistem penyejuk dalaman (saluran air atau minyak) adalah penting. Penyejukan yang dioptimumkan dan konsisten mempunyai hubungan langsung dengan masa kitar dan kualiti bahagian.
●Sistem Pengacuan: Sprue, runner dan gate di mana plastik lebur dimasukkan ke dalam rongga dari muncung mesin. Reka bentuk mempengaruhi corak aliran, tekanan pengisian dan rupa bahagian yang dihasilkan.
●Sistem Penolakan: Pin, sarung atau angkat ditempatkan dengan teliti untuk menolak bahagian yang telah menyejuk keluar dari acuan tanpa merosakkannya.
●Pengudaraan: Pengudaraan dilakukan melalui saluran atau lubang kecil untuk melepaskan udara terperangkap apabila leburan memasuki rongga bagi mengelakkan kebakaran atau pengisian yang tidak lengkap.
●Bahan: Boleh terdiri daripada keluli tahan haus (P20, H13, S7), atau pelbagai jenis keluli tidak berkarat, tetapi kemasan permukaan dan rintangan kakisan (terutamanya untuk sesetengah plastik) juga merupakan faktor penting.
3. Persekitaran Pengeluaran
Penempaan Logam: Ia biasanya dijalankan pada mesin tekan mekanikal atau mesin tekan hidraulik. Operasinya biasanya sangat pantas (ratusan komponen dalam seminit boleh dihasilkan untuk komponen asas). Ini biasanya merupakan proses sejuk walaupun terdapat beberapa proses pembentukan khas yang melibatkan pemanasan. Jumlah geseran dan haus biasanya dikurangkan dengan menggunakan pelincir.
Pemprosesan Plastik: Ini adalah cara plastik diproses secara utama melalui penggunaan mesin pengacuan suntikan tetapi juga melalui kaedah lain seperti pengacuan tiup, pengacuan mampatan, dan sebagainya. Proses ini secara semulajadinya melibatkan sejumlah haba yang besar: peleburan plastik diikuti dengan penyejukannya di dalam acuan. Kitaran boleh berbeza antara beberapa saat hingga minit bergantung pada saiz bahagian dan ketebalan dinding. Keberkesanan penyejukan mempunyai kesan besar terhadap masa kitaran. Bahan pelincir boleh dilepaskan, walaupun tidaklah setakat mana pun seperti pelincir penempaan.
4. Jangka Hayat & Mekanisme Haus
Acuan Penempaan Logam: Kebocoran abrasif-kebanyakan logam terhadap keluli perkakas, pelekatan-gelincir. Kerosakan boleh menjadi tumpul. Terdapat kehausan retak akibat tekanan kitaran tinggi. Penyelenggaraan seperti mengasah, menggantikan kawasan yang haus atau memasukkan bahagian pemadanan boleh diaplikasikan. Jangka hayat biasanya diukur dalam ratusan ribu atau jutaan hentaman dengan acuan yang diselenggara dengan baik.
Acuan Pemprosesan Plastik (Cetakan): Jenis kehausan yang dihadapi termasuk bahan pengisi abrasif dalam plastik, kakisan disebabkan oleh sesetengah polimer atau air penyejuk, dan juga hakisan akibat leburan plastik berkelajuan tinggi. Ciri-ciri kosmetik yang dipengaruhi oleh kehausan kilat pada permukaan rongga adalah penampilan bahagian. Penyelenggaraan akan melibatkan pengilapan, membaiki kerosakan permukaan, dan membersihkan kekangan dalam saluran atau injap penyejuk. Jangka hayat biasanya sangat panjang (ratusan ribu hingga jutaan kitaran), walaupun sangat sensitif terhadap jenis plastik yang digunakan serta penyelenggaraan.
Mengapa Perbezaan Ini Penting
Memilih filosofi reka bentuk acuan yang salah untuk bahan adalah permulaan kepada kegagalan. Acuan yang digunakan dalam proses pengekikan bahan logam tidak mempunyai saluran penyejukan dan penggatingan yang diperlukan untuk plastik. Kesan lekukan pada plastik tidak akan tahan terhadap getaran semasa pengekikan keluli. Ini merupakan perbezaan asas; pereputan keadaan pepejal dan pemprosesan leburan, keperluan untuk mengoptimumkan penyejukan dan kelegaan yang teliti, pengurusan aliran serta pengurusan lenturan semula, dan semua ini mesti difahami untuk:
● Mereka bentuk alat yang berkesan dan tahan lama.
●Mengoptimumkan proses pengeluaran.
●Memilih bahan yang sesuai untuk acuan itu sendiri.
●Menyelesaikan masalah pengeluaran dengan cekap.
●Menganggarkan kos alat dan komponen dengan tepat.
Walaupun kedua-dua jenis acuan yang berbeza ini adalah alat pengukuran yang tepat dan diperlukan dalam usaha pengeluaran secara besar-besaran, reka bentuk, pembinaan dan fungsinya dikawal oleh prinsip fizik yang sangat berbeza, iaitu apabila logam dan plastik berubah melalui proses pemesinan mentah menjadi komponen siap. Ini merupakan perbezaan asas yang mencipta peluang besar dalam pengeluaran.