Technické a finanční výhody hliníkových forem vs. ocelových forem

Existují spolehlivé technické a ekonomické důvody, proč jsou hliníkové formy skvělou volbou pro četné automobilové aplikace. Pokud tomu však tak je, proč se v posledních letech neobjevilo širší rozšíření hliníkových forem? Jedná se o vyspělou technologii, která se roky používá ve velkoobjemových aplikacích, ale u mnoha procesorů zůstává nevyužita.

U hliníkových forem je 30 - 50% úspora doby cyklu. Téměř každá aplikace pro střední nebo velké části je vhodná pro hliníkové vstřikovací formy a zaručí nižší náklady na kus.

A co vysoké náklady na hliník?
Slyšíme stížnosti, že hliník je oproti oceli P20 příliš drahý. Ve skutečnosti může být hliník třídy 7000 třikrát až pětkrát dražší než ocel P20. I když je to pravda, hliníkový nástroj bude obvykle 1/3 hmotnosti ocelového nástroje, takže se cenové zvýhodnění oceli rozmělní. Úspory nástrojů pro konstrukci hliníkového nástroje díky efektivitě obrábění se mohou pohybovat od 5 do 15%.

Díky zkrácení doby výroby a doby opravy jsou další úspory nákladů na nástroje. Například vstřikovací formy, které mají více mechanismů a mají větší hloubku, budou mít větší úspory v hliníku než P20, protože obrábění, bodování, vrtání,.. bude vyžadovat méně času. Rovněž vyšší elektrická vodivost hliníku spolu s jeho nižším bodem tání ve srovnání s ocelí umožňuje použití EDM rychlostí čtyř až pětkrát vyšší než u oceli.

Opakem je, že vstřikovací formy, které jsou ploché, relativně nízko-profilové s malými úběry, budou mít menší úspory nákladů.

Pokud u ocelového vstřikovací formy trvá dokončení 4 000 hodin a 18 týdnů, pak by měla forma pro stejnou část vyrobený z hliníku přiměřeně trvat 3 400 až 3 600 hodin a dokončení 15 až 16 týdnů. To představuje 10 až 15 procentní redukci jak v budovacích tak dodacích lhůtách.

A co snížení nákladů ve skutečné výrobě pomocí hliníkového nástroje?

Jakákoli diskuse o snížených nákladech pomocí hliníkového nástroje musí začít se zkrácením doby cyklu. Jako příklad, nástroj, který běží 75 000 cyklů ročně, s ocelovým nástrojem, který běží v cyklu 50 sekund, by musel běžet 250 dní v roce a produkovat 300 cyklů denně.

Stejná aplikace běžící v hliníkovém nástroji by měla podstatně rychlejší dobu cyklu. Použijeme skromné ​​zkrácení doby cyklu o 30%. Na našem příkladě by tato část vyžadovala 38 sekundový cyklus, což odpovídá výrobnímu cyklu 192 dní v roce. To odpovídá ušetřeným přibližně 1400 hodinám, což znamená značné snížení výrobních nákladů a režijních nákladů nebo jiným způsobem, 175 dodatečných osmihodinových cyklů uvolněné kapacity.

Další úspory jsou možné, protože hliníkové vstřikovací formy umožňují sníženou tonáž kleští. Menší vstřikovací stroje = snížení nákladů. Dramatické snížení hmotnosti nástroje také vede ke snížení opotřebení zařízení, jako jeřábů a vstřikovacích strojů, což se rovná nižší míře zatížení a celkovému snížení ceny dílů.

Jaké technické výhody získáte pomocí hliníkové vstřikovací formy?

Kromě zkrácení doby cyklu a snížení režijních nákladů je prokázáno zlepšení stability rozměrů nebo rovinnosti. Důvodem je to, že teplotní výkyvy v nástroji jsou minimální a součást samotná je při vyhazování měřitelně chladnější - blíže stavu plně vytvrzené součásti.

Požadavky na vstřikovací tlak ovlivňují jak ekonomiku dílu, tak jeho kvalitu. Menší formovací stroje jsou samozřejmě ekonomičtější, ale hliník má další výhodu, k plnění hliníkové formy je zapotřebí menší tlak. Důvod je ten, že dochází k rychlému přenosu tepla z polymeru na formovací povrch, místo toho, aby polymer přebíral nižší teplotu oceli. Tím se vytvoří tenčí zatuhlá vrstva.

zdroj: https://www.ptonline.com/