Когда ученые и инженеры успешно завершают разработку новых устройств, изделие выводят в серийное производство. Оно, в отличие от макетного и опытного, требует других материалов и характеризуется определенными особенностями процесса, с которыми многие разработчики встречаются впервые. Импортозамещение и активная локализация производств в РФ все чаще сталкивают специалистов с задачей по изготовлению пресс-форм. Однако считается, что внесение доработок в конструкцию, сложный и дорогой процесс, равный по цене самой пресс-форме. В связи с этим специалисты пытаются сделать «идеальную модель», увеличивая сроки, хотя это и необязательно.
Заведующий кафедрой инжиниринга технологического оборудования НИТУ МИСИС, основатель конструкторского бюро полного цикла «Карфидов Лаб» Алексей Карфидов решил развеять заблуждения и неверные представления о проектировании, изготовлении и эксплуатации пресс-форм.
Первая иллюзия касается нерентабельности пресс-формы. Что ж, цена действительно высока – от нескольких сотен тысяч до миллионов и даже десятков миллионов рублей (в зависимости от размеров детали). Но форма нужна, чтобы экономичнее и быстрее производить большие тиражи. Если требуется крупная партия, например, тысячи, десятки тысяч изделий, то форма быстро окупается. Главное преимущество – можно получить готовую деталь за несколько секунд, если правильно подобрать режим охлаждения, обеспечить правильную геометрию смыкания и усилие на выталкивателях и др. По сравнению с 3Д-печатью и технологией литья в силикон, скорость воспроизведения молниеносная, а автоматизация высочайшая – материал десятками килограммов подается в шнек, а на выходе автоматически собираются готовые детали (без учета литников). Даже ферма из 50 принтеров с трудом заменит по скорости один термопластавтомат.
Совет: просчитайте экономическую модель, чтобы понять, при каком количестве деталей выгоднее сделать пресс-форму.
Внесение изменений в конструкцию
Есть заблуждение, что стальную пресс-форму сложно или невозможно изменить, поэтому цена ошибки высока. На самом деле это не так. Любая форма постоянно дорабатывается как на стадии производства, так и после первых пробных отливок. При помощи электроэрозионной или ЧПУ-обработки можно менять геометрию формы и удалять излишки. Если нужно добавить материал – есть лазерная наплавка. Это стандартные процедуры на станочном оборудовании, которые стоят немного, а некоторый объем доработок зачастую вкладывается в ценность пресс-формы изначально.
Совет: при заказе заранее прописать в договоре, что потребуются правки. Тестовым отливкам нужна доработка, это нормально.
Ошибочное представление о геометрии и свойствах детали
В последнее время мы привыкли печатать на 3Д-принтерах, но литая деталь из пресс-формы не всегда может повторить геометрию печатной детали (как и не любую геометрию на принтере можно напечатать без поддержек). Это связано с тем, что при отливке и печати используются разные материалы и процессы. У каждого есть свои рекомендации и ограничения. Менее опытные инженеры зачастую думают, что печатная и литая детали одинаково поведут себя в обоих процессах, но это не так. Необходимо учитывать ряд особенностей: толщину стенок, перепадов, способов крепления, зазоров, специфики процесса остывания и сопутствующие термические расширения.
Совет: нельзя взять геометрию детали под 3Д-печать и сделать из нее пресс-форму. Советую проанализировать хороший советский учебник И. Я. Альшица «Проектирование деталей из пластмасс».
Последние несколько лет тенденция обратная: в России зачастую производить дешевле – стоимость материала сопоставима, но меньше затрат на логистику, таможню, проще вносить изменения на месте без необходимости дорогих командировок и оформления виз. Компании могут заказать оснастку за рубежом, но дальше транспортируют её на местные производства и делают конечные детали внутри нашей страны. Многие современные технопарки и контрактные предприятия имеют термопластавтоматы.
Совет: при заказе пресс-формы в другой стране заранее пропишите требования для местной литейной площадки, чтобы была необходимая комплектация, фитинги, запасные части. Также важно, чтобы оборудование могло стыковаться с размерами пресс-формы. Перед перевозкой проверьте, чтобы исправно работало охлаждение, а форма выдавала детали в автоматическом режиме.
