Matriçat në botën e prodhimit janë hero të pazbuluar që i japin formë produkteve të panumërta. Sidoqoftë, është një gabim i madh të besohet se të gjitha matriçat janë të barabarta. Është si dallimi midis mjeteve që mund të përdoren për të formuar metalin dhe atyre që përdoren për të formuar plastikën, ku të dyja janë gjëra krejt të ndryshme, të projektuara për të adresuar sjellje të ndryshme të materialeve dhe kërkesa të prodhimit të produkteve. Është e rëndësishme për inxhinierët, dizajnerët dhe prodhuesit të njohin dallimet kryesore midis matricave për stampimin e metaleve dhe matricave për përpunimin e plastikës.
1. Sfida kryesore: Sjellja e materialit
Matriçat e Stampiljes Metale: Këto matriça ballafaqohen me një problem deformimi plastik në gjendje të ngurtë. Në mes të përbërësve të matriçës vendoset një fletë apo bobinë metali (p.sh., çelik, alumin, bakër). Përdorimi i shtypjes së madhe (në tonë) e detyron metalin të japë përgjithmonë, ai të përkulet, të zgjatet, të presë apo të tërhiqet në një formë të mundshme pa u shkrirë. Kjo thekson nevojën për të tejkaluar fortësinë e thyerjes së metalit dhe për të menaxhuar kthimin elastik (veprimin e metalit që lehtësisht kthehet drejt formës së tij fillestare).
Kalibrat për Përpunimin e Plastikës (Forma): Këto punojnë me materiale të shkrura ose të butësuara në mënyrë të konsiderueshme. Pastillat e plastikës shkruren derisa të mund të rrjedhin si një lëng i trashë. Ky lëng i shkrurë më pas futet nën shtypje ose shtyhet në një kavitet forme. Plastika ngrihet në formë dhe merr formën përfundimtare të saj. Kjo ndodh për shkak të vështirësisë së kontrollimit të dinamikës së rrjedhjes, sigurimit të mbushjes së plotë të kavitetit, kontrollimit të procesit të ftohjes në mënyrë që defektet të jenë minimale (si p.sh. zonat e ulëta ose deformimet) dhe nxjerrja e pjesës së ngurta të bëhet lehtësisht.
2. Dizajni dhe Prioritetet e Ndërtimit të Kalibrave
Kalibrat për Stemplimin e Metaleve:
● Forca & Rezistenca ndaj Konsumit: Esenciale. Kalibrat duhet të qëndrojnë masive dhe shpesh të tërhiqen dhe zëvendësohen, të bllokuara dhe të rëradhura nga kontaktet metalike të lëvizshme. Çelikët veglat (si p.sh. D2, A2) ose madje karburi janë të zakonshëm, dhe zakonisht janë të fortësuar në një shkallë shumë të lartë të fortësisë së Rockwell C.
●Qartësia e Saktë: Veprimi i gërvishtjes përfshin një hapësirë shumë të vogël midis puçit dhe bllokut të vegëlave gjatë veprimeve të prerjes, për të shmangur formimin e tepërt të copëzave dhe/ose dëmtimin e vegëlave që përdoren.
●Aplikimi i Shtypjes: Qëllimi është transmetimi i tonazheve të mëdha në mënyrë efikase me anë të elementëve të fortë strukturorë (puça, blloqe matricë, këpucë).
●Shpesh: Matricat e stampimit të formave të ndryshme, veçanërisht ato që lidhen me modet e lakimit apo prerjes së thjeshtë, nuk kërkojnë komplikimet e mëdha që kanë moldet plastike.
●Matrica për Përpunimin e Plastikës (Molde):
●Caviteti dhe Bërthama komplekse: Matrica përcakton gjeometrinë e jashtme (caviteti) dhe të brendshme (bërthama) të artikullit plastik të konsultuar. Kompleksiteti mund të jetë shumë i lartë.
●Sistemi i Ftohjes: Një sistem i brendshëm kanalesh për ftohje (ujë apo vaj) është i domosdoshëm. Ftohja e optimizuar dhe e njëtrajtshme ka një lidhje të drejtpërdrejtë me kohën e ciklit dhe cilësinë e pjesës.
●Sistemi i Hyrjes: Kanalet, kanalizimet, hyrjet përmes të cilave plastiku i shkrirë depozitohet në kavitet duke dalë nga duza e makinës. Projektimi ndikon në modelin e rrjedhjes, shtypjen e mbushjes dhe pamjen e pjesëve.
●Sistem Nxjerrjeje: Pinat, manšonët ose mekanizmat e ngritjes vendosen me kujdes për të nxjerrë pjesën e ftohtë nga forma duke e lënë të pandërlikuar.
●Ventilim: Ventilimi realizohet përmes kanaleve apo vrimave të vogla për të lëshuar ajrin e bllokuar kur masë plastike hyn në kavitet, për të shmangur djegiet apo mungesën e mbushjes.
●Material: Mund të jetë çelik i fortë (P20, H13, S7), ose çelik antikorroziv i llojeve të ndryshme, por gjithashtu janë të rëndësishme edhe përfundimi i sipërfaqes dhe rezistenca ndaj korrozionit (veçanërisht për disa lloje plastikësh).
3. Mjedisi i Prodhimit
Stampimi i Metaleve: Zakonisht kryhet në një pres mekanik ose pres hidraulik. Ata janë shumë të shpejtë në operacione (me qindra pjesë në minutë mund të prodhohen për komponentë të thjeshtë). Kjo është zakonisht një proces i ftohtë, megjithëse ekzistojnë disa procese të veçanta formimi që përfshijnë nxehtësinë. Frikshimi dhe veshja shpesh zvogëlohet me lubrifikantë.
Përpunimi i Plastikut: Kështu kryhet përpunimi i plastikut kryesisht përmes përdorimit të makinave të formimit me injektim, por edhe metoda të tjera si formimi me fryrje, formimi me shtypje etj. Vetia e procesit të vetvetiu përfshin një sasi të madhe nxehtësie: shkrirja e plastikut e ndjekur nga ftohja e saj në formë. Një cikël mund të ndryshojë nga sekonda në minuta varësisht nga madhësia e pjesës dhe trashësia e mureve. Efikasiteti i ftohjes ka një ndikim të madh në kohën e ciklit. Agjentët e lëvizshëm mund të lirohen, megjithëse nuk janë aq të përdorur sa lubrifikantët e stampimit.
4. Jetëshkurtësia & Mekanizmat e Konsumimit
Matriçat për Formim Metalik: Nëngrirja e abrazivëve - kryesisht metal kundër çelikut të veglës, ngjitëse - thyerje. Nëngrirjet bëhen të buta. Ekziston thyerje nga lodhja për shkak të stresit ciklik të lartë. Mirëmbajtja përfshin ngjashmërinë, zëvendësimin e zonave të konsumuara ose futjen e inserteve. Jeta e tyre zakonisht matet në dhjetëra mijëra apo miliona goditje me matriça të mira të mirëmbajtura.
Matriçat për Përpunim Plastike (Moldet): Llojet e konsumit që hasen janë mbushësit abrazivë në plastikë, korrozioni i shkaktuar nga disa polimerë ose uji i ftohjes dhe, potencialisht, erozioni për shkak të shpejtësisë së lartë të masës plastike. Një veti estetike që ndikohet nga degradimi i lëmuarjes në sipërfaqen e kavitetit është pamja e pjesës. Mirëmbajtja do të përfshijë lëmuarje, riparimin e dëmeve në sipërfaqe dhe zhbllokimin e linjave të ftohjes ose ventileve të ftohjes. Jeta e tyre është gjithashtu në përgjithësi shumë e gjatë (dhjetëra mijëra deri në miliona cikle), megjithëse shumë e ndjeshme ndaj llojit të plastikës së përdorur si dhe mirëmbajtjes.
Pse Është E Rëndësishme Dallimi
Zgjedhja e gabuar e formës së filozofisë së dizajnit të matricës për material është një vendosje për dështim. Një matricë e përdorur në stampim të materialit nga metal nuk ka këto linja të ftohjes dhe portat që kërkon plastika. Një impresion në plastikë nuk do të mbështetej nga lëkundjet e stampimit të elikut. Këto janë dallimet themelore; deformimi në gjendje të ngurtë dhe përpunimi i shkrirës, nevoja për optimizimin e ftohjes dhe hapësirat e kujdeshme, menaxhimin e rrjedhjes dhe menaxhimin e kthimit të prapavajtjes dhe ato duhet të kuptohen për të:
● Dizajnimi i veglave efektive dhe të qëndrueshme.
●Optimizimin e proceseve të prodhimit.
●Zgjedhjen e materialeve të përshtatshme për vetë matricën.
●Zgjidhjen e problemeve në prodhim në mënyrë eficiente.
●Vlerësimin e saktë të kostove të veglave dhe të pjesëve.
Edhe pse të dyja llojet e veçanta të matricave janë instrumente të sakta, të nevojshme në përpjekjet për prodhim masiv, dizajni, ndërtimi dhe funksionaliteti i tyre varen nga fizika radikalisht e ndryshme në të cilën metalët dhe plastikët ndryshohen nga punimi i lëndës së parë në pjesën e përfunduar. Kjo është një ndarje bazike që krijon mundësi të mëdha në prodhim.