Заказчик обратился к нам с задачей изготовить две пресс-формы для корпуса панели управления станком и в дальнейшем организовать серийный выпуск изделий на нашем производстве.
Ранее корпуса изготавливались методом литья в силиконовые формы. Для небольших партий такой способ вполне оправдан, но с ростом потребности в изделиях он перестал быть оптимальным: заказчику требовалось увеличить объём выпуска и одновременно снизить себестоимость одного корпуса.
Первые отливки и первая проблема
Мы спроектировали пресс-форму и запустили её в производство. Тестовые отливки должны были подтвердить конструкцию, вместо этого показали, что степень матовой поверхности по VDI, которую хотел заказчик, недостижима при заложенных литьевых уклонах.
Стенки корпуса, отливавшиеся раньше в силиконе, не создавали проблем при извлечении: эластичная форма отпускала изделие практически без сопротивления, независимо от текстуры поверхности. Металлическая пресс-форма ведёт себя иначе. Чем глубже и матовее текстура, тем сильнее она цепляется за стенку при извлечении детали — и на наших первых образцах это читалось прямо на поверхности: там, где текстура была наиболее выраженной, изделие покрывалось царапинами от контакта с формой в момент выталкивания.
Решение было очевидным технически и неприятным организационно: боковые стенки нужно было довести до уклона в 3 градуса, что заметно больше, чем предполагал первоначальный проект.
Как один параметр потянул за собой всю конструкцию
Увеличение уклона не осталось локальной правкой одной поверхности. Стенки, изменившие геометрию, сдвинули положение прорезей под контакты – те оказались дальше от внутренних компонентов корпуса, чем предусматривала исходная разработка. Пришлось пересматривать крепления компонентов внутри корпуса под новую геометрию стенок, а не только сами прорези.
Заодно решили вторую проблему, обнаружившуюся на тех же тестовых отливках: следы от формирующего элемента на задней, видимой стороне корпуса. Для литья в силикон это не имело значения, там подобных технологических следов не возникало в принципе. При переходе на литьё под давлением мы перенесли формирование этого элемента на нижнюю сторону корпуса, где след образуется самой матрицей и не виден при эксплуатации изделия.
Сложив все правки вместе, мы получили неприятный, но однозначный вывод: доработать существующие формообразующие под новую геометрию невозможно. Изменения затрагивали рабочие поверхности матрицы и пуансона по всему контуру – угол стенок, положение прорезей, расположение формирующего элемента. Наплавка и локальная перерезка в таком объёме не дают нужной точности и ресурса, а любая попытка подогнать существующий металл обернулась бы новыми дефектами уже на следующей партии отливок.
Формообразующие пришлось изготавливать заново. Корпусные плиты, система толкателей и вся остальная оснастка пресс-формы при этом сохранились — менялась именно та часть, которая формирует геометрию изделия.
Перед изготовлением новых формообразующих проверили геометрию на прототипе
Резать новый металл без предварительной проверки означало бы риск получить ещё одну итерацию – уже второй комплект формообразующих под переделку.
Поэтому, прежде чем запускать новую геометрию в производство, мы напечатали прототип корпуса, где были учтены все особенности конструкции именно под литьё под давлением:
- увеличенных литейных уклонов;
- скорректированного положения прорезей;
- изменённых внутренних креплений;
- новой геометрии отдельных формообразующих элементов.
Прототип прошёл сборку с реальными внутренними компонентами без нареканий: все элементы встали на место, крепления совпали, разъёмы вышли точно на нужный уровень.
Только после этой проверки новая геометрия ушла в производство, уже с уверенностью, что закладываем в металл рабочую конструкцию, а не гипотезу.
Результат
Тестовые отливки с новых формообразующих полностью закрыли требования заказчика: нужная степень матовости по VDI без единой царапины, точное совпадение внутренней геометрии с компонентами, чистая задняя поверхность корпуса без следов формообразования.
Пресс-форма передана в серийное производство и сейчас выпускает партии, закрывающие текущую потребность заказчика в корпусах – с той себестоимостью единицы изделия, ради которой изначально затевался переход с силиконового литья на литьё под давлением.
