इंजेक्शन मोल्डिंग मोल्ड पार्ट्स कैसे काम करते हैं?

एक बार जब आप मरम्मत के लिए कुछ उपकरण तोड़ देते हैं तो मोल्ड के हिस्से उतने रहस्यमय नहीं रह जाते हैं। कोर अंदर की सतह बनाती है, गुहिका बाहरी भाग बनाती है, और बाकी सब कुछ केवल उन दो टुकड़ों को सहारा देने या सामान को चारों ओर ले जाने के लिए है। लेकिन विवरण इस बात पर निर्भर करता है कि आप क्या ढाल रहे हैं और उपकरण को कितने समय तक चलने की आवश्यकता है।

P20 स्टील वह है जिसका उपयोग अधिकांश घरेलू दुकानें सामान्य प्रयोजन टूलींग के लिए करती हैं। जब हमने मार्च 2024 में 1800 पाउंड का ऑर्डर दिया था, तब कैसल मेटल्स से इसकी कीमत लगभग $5.40/पौंड थी। यह 30 एचआरसी से पहले ही सख्त हो चुका है, इसलिए आप इसे बिना हीट ट्रीट के मशीन से बना सकते हैं, जिससे शेड्यूल से हफ्तों की बचत होती है। एक मध्यम आकार के मोल्ड बेस, शायद 18"x24" के लिए, आप केवल कोर और कैविटी ब्लॉक के लिए 400-500 पाउंड स्टील देख रहे हैं।

H13 की लागत अधिक है और मशीनें धीमी हैं लेकिन आपको बेहतर पहनने का प्रतिरोध मिलता है। हम इसका उपयोग केवल तभी करते हैं जब ग्राहक ग्लास से भरी सामग्री चला रहा हो या 200k+ चक्र जीवन चाहता हो। हीट ट्रीटमेंट के बाद कठोरता लगभग 50 एचआरसी बनाम पी20 के लिए 30 है, जिसका अर्थ है कार्बाइड टूलींग और धीमी फ़ीड। ईडीएम किसी भी अच्छी सुविधा के लिए आवश्यक हो जाता है क्योंकि आप कठोर स्टील को कुशलता से नहीं मिला सकते हैं।

इजेक्टर पिन तब तक सरल प्रतीत होते हैं जब तक वे सरल न हों

प्रोग्रेसिव कंपोनेंट्स के मानक राउंड इजेक्टर पिन की कीमत व्यास के आधार पर प्रत्येक की कीमत शायद $8-12 हो सकती है। समस्या लागत की नहीं है, समस्या उन्हें बोर में डाले बिना हजारों चक्रों तक विश्वसनीय रूप से काम करने की है।

हमने पिछले साल ऑटोमोटिव इंटीरियर ट्रिम - 32 इजेक्टर पिन के लिए एक टूल बनाया था क्योंकि उस हिस्से में जटिल ज्यामिति थी। 8,000 चक्रों के बाद, छह पिन रुक-रुक कर जब्त हो रहे थे। सांचे को फाड़ दिया और पिन शाफ्ट पर जहां वे इजेक्टर प्लेट से होकर गुजरे थे, वहां गैलिंग पाई गई। बोर फिनिश 32 रा था जबकि इसे 16 रा या बेहतर होना चाहिए था। साँचे की स्वीकृति के दौरान इसे न पकड़ पाने का दोष हम पर है।

सभी पिनों को खींचकर, बोरों को 12 रा तक पॉलिश करके और नाइट्राइड पिन स्थापित करके इसे ठीक किया गया। नाइट्राइडेड पिन की कीमत लगभग $14 होती है जबकि मानक पिन की कीमत $9 होती है, लेकिन सतह की कठोरता बढ़कर 65 एचआरसी हो जाती है। इससे पहले कि हमें कोई समस्या दिखे, टूल ने 40,000 चक्र और चलाए।

ब्लेड इजेक्टर भिन्न होते हैं - आप गोल स्टॉक का उपयोग करने के बजाय एक कस्टम आकार के तार ईडीएम का उपयोग कर रहे हैं। हमेशा के लिए लेता है और तदनुसार लागत। बैटरी हाउसिंग के लिए एक सेट बनाया जो मशीनिंग समय में $2,100 चला जब राउंड पिन की कुल कीमत शायद $400 रही होगी। लेकिन गोल पिन उस हिस्से में गहरी पसलियों के साथ काम नहीं करेंगे।

कूलिंग चैनल लोगों की सोच से कहीं अधिक मायने रखते हैं

चक्र का समय मूल रूप से इस बात से नियंत्रित होता है कि आप कितनी तेजी से भाग को ठंडा कर सकते हैं। हमने इसे एक पॉलीप्रोपाइलीन हाउसिंग - 8मिमी दीवार की मोटाई, 180 डिग्री फ़ारेनहाइट मोल्ड तापमान पर मापा। 3/8" व्यास की शीतलन रेखाएं गुहा की सतह से 1.2" की दूरी पर थीं, शीतलन समय 38 सेकंड था। लाइनों को 0.7" के अंतर पर ले जाया गया और इसे घटाकर 26 सेकंड कर दिया गया।

जब तक आप प्रति वर्ष 500,000 भाग नहीं चला रहे हों, तब तक वह 12 सेकंड की कटौती ज्यादा नहीं लगती। सालाना आपका लगभग 1,660 घंटे का प्रेस समय बचता है, जो $65/घंटा मशीन दर पर कम विनिर्माण लागत में $100k से अधिक है। फिर भी कूलिंग लाइन के रीडिज़ाइन से उपकरण की लागत में केवल $3,500 का इजाफा हुआ।

3डी प्रिंटेड मोल्ड इंसर्ट का उपयोग करके कंफर्मल कूलिंग से कूलिंग समय में 20 से 30% की कटौती हो सकती है, लेकिन आप मुद्रित सामग्री के लिए प्रति घन इंच 95-115 डॉलर का भुगतान कर रहे हैं। हमने एक मेडिकल डिवाइस मोल्ड के लिए इस पर लागत का विश्लेषण किया - पारंपरिक ड्रिल्ड कूलिंग के लिए मुद्रित इंसर्ट $18,000 बनाम $4,000 होने वाला था। उनके उत्पादन की मात्रा पर पेबैक 14 महीने का था इसलिए उन्होंने इसे आगे बढ़ा दिया।

तापमान नियंत्रण इकाइयाँ दूसरी चीज़ हैं। चीन से आने वाले सस्ते की कीमत $1,800-2,500 होती है और उनका तापमान स्थिर होता है - हमने एक इकाई पर ±8 डिग्री फ़ारेनहाइट भिन्नता मापी। थर्मल केयर इकाइयाँ $6,500-9,000 तक चलती हैं लेकिन ±1 डिग्री एफ रखती हैं। इंजीनियरिंग रेजिन के लिए जहां मोल्ड तापमान परिशुद्धता मायने रखती है, उसके लिए भुगतान करना उचित है।

शीतलन चैनलों के माध्यम से प्रवाह दर को अशांत प्रवाह तक पहुंचने की आवश्यकता है - रेनॉल्ड्स संख्या 4000 या उससे ऊपर। हमने 2 जीपीएम से 3/8" लाइनों पर 2 जीपीएम पर विभिन्न पंपों के साथ इसका परीक्षण किया। प्रवाह लामिना था और ठंडा हो गया। इसे 5 जीपीएम तक बढ़ा दिया और तापमान बराबर हो गया। 8 जीपीएम पर जाने से ज्यादा मदद नहीं मिली, बस पंप क्षमता बर्बाद हो गई।

गेट के प्रकार और उनसे होने वाली गंदगी

किनारे के गेट एक दृश्यमान निशान छोड़ते हैं जिसे ट्रिम करने की आवश्यकता होती है। मशीन बनाना आसान है, लेकिन आप भागों को मैन्युअल रूप से ट्रिम करने या ट्रिमिंग फिक्स्चर स्थापित करने के लिए किसी को भुगतान कर रहे हैं। औद्योगिक भागों के लिए किसी को परवाह नहीं है, उपभोक्ता उत्पादों के लिए यह अस्वीकार्य है।

इजेक्शन के दौरान पनडुब्बी के गेट बंद हो जाते हैं इसलिए कोई मैन्युअल ट्रिमिंग नहीं होती है। गेट चैनल 5-7 डिग्री ड्राफ्ट पर भाग की सतह के नीचे सुरंग बनाता है। जब ड्राफ्ट कोण गलत होता है या गेट का व्यास बड़ा होता है, तो गेट सफाई से कतरता नहीं है और आपको गेट के स्थान पर फटी हुई सामग्री मिलती है।

यदि यह कॉस्मेटिक हाउसिंग भाग पर हुआ होता तो - गेट को 0.060" व्यास पर निर्दिष्ट किया गया था, लेकिन 0.072" पर मशीनीकृत कर दिया गया क्योंकि किसी ने ड्राइंग को गलत तरीके से पढ़ा। हिस्से खुरदरे गेट निशानों के साथ निकले जो उपस्थिति विनिर्देशों के अनुरूप नहीं थे। हमें विशेष स्थिति में वापस आने से पहले गेट क्षेत्र पर दोबारा काम करने और शॉट्स का परीक्षण करने में पूरा दिन लग गया।

हॉट रनर धावक की बर्बादी को पूरी तरह खत्म कर देते हैं लेकिन आप 4-कैविटी टूल के लिए मैनिफोल्ड सिस्टम पर $18,000-30,000 खर्च कर रहे हैं। रखरखाव निरंतर है - नोजल बंद हो जाते हैं, थर्मोकपल विफल हो जाते हैं, हीटर बैंड जल जाते हैं। हम मामूली जटिल उपकरणों पर हॉट रनर मरम्मत के लिए प्रति वर्ष $1,500-2,500 का बजट रखते हैं।

कुछ सामग्रियाँ हॉट रनर में बिल्कुल भी नहीं चलेंगी। हमने एक बार पीवीसी को हॉट रनर में चलाने की कोशिश की थी - भयानक विचार। ऊंचे तापमान पर सामग्री ख़राब हो जाती है और आपको एचसीएल गैस निकलती है जो हर चीज़ को संक्षारित कर देती है। सामग्री की बर्बादी के बावजूद वापस कोल्ड रनर में परिवर्तित हो गया।

वाल्व गेट आपको सटीक गेट नियंत्रण प्रदान करते हैं लेकिन प्रत्येक वाल्व पिन असेंबली की लागत $1,800-2,400 होती है। एक 8{8}}कैविटी टूल के लिए, जिसकी कीमत केवल गेट हार्डवेयर में लगभग $20,000 है, साथ ही आपको हाइड्रोलिक या वायवीय एक्चुएशन की आवश्यकता होती है। यह केवल उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों के लिए समझ में आता है जहां गेट कॉस्मेटिक्स और शॉट-टू-शॉट स्थिरता महत्वपूर्ण हैं।

पूर्वानुमेय पैटर्न में साइड एक्शन विफल हो जाते हैं

जैसे ही मोल्ड खुलता है, एंगल पिन स्लाइड को पीछे खींच लेते हैं। मानक कोण ऊर्ध्वाधर से 18 डिग्री - अधिक तीव्र है और आपको अत्यधिक पार्श्व भार मिलता है, उथला और पिन को बहुत लंबा होना चाहिए। हम जगह की कमी के आधार पर 15-20 डिग्री रेंज का उपयोग करते हैं।

पिन वहां विफल हो जाते हैं जहां व्यास - बदलता है जैसे 0.500" से 0.375" व्यास तक जाना। तीव्र संक्रमण त्रिज्या तनाव एकाग्रता पैदा करती है और आपको 25k{9}}40k चक्रों के बाद थकान महसूस होने लगती है। कांच से भरे नायलॉन उपकरण पर 32,000 चक्रों पर एंगल पिन का एक बैच विफल हो गया था। संक्रमण त्रिज्या को 0.020" से 0.080" में बदल दिया और पिनों को नाइट्राइड किया, जिससे यह हल हो गया।

स्लाइडों के नीचे घिसी-पिटी प्लेटों को हर 60,000 चक्रों में बदलने की आवश्यकता होती है। कांस्य से भरा हुआ पीटीएफई मानक सामग्री है जिसकी कीमत मिसुमी के आकार के आधार पर लगभग $45-65 प्रति प्लेट है। यदि आपने सेवाक्षमता के लिए डिज़ाइन किया है तो बदलने में शायद 90 मिनट लगेंगे। कुछ उपकरणों में घिसी हुई प्लेटें दबी हुई होती हैं, जहां तक ​​पहुंचने के लिए आपको 4 घंटे तक फाड़ने की आवश्यकता होती है। ख़राब डिज़ाइन.

हाइड्रोलिक कोर पुल एंगल पिन को पूरी तरह से छोड़ देता है - हाइड्रोलिक सिलेंडर सिर्फ कोर को अंदर और बाहर धकेलता है। एक्चुएशन दिशा में अधिक लचीलापन और आप बड़े कोर का उपयोग कर सकते हैं। बोर के आकार और स्ट्रोक की लंबाई के आधार पर सिलेंडर की कीमत 1,400-2,200 डॉलर होती है। अधिकांश मोल्डिंग मशीनों में सहायक हाइड्रोलिक्स होते हैं जो 2-3 कोर चला सकते हैं, इसके अलावा आपको बाहरी बिजली इकाई की आवश्यकता होती है।

जब तक आप पर जलने के निशान न हों तब तक वेंटिंग को नजरअंदाज किया जाता है

फंसी हुई हवा इंजेक्शन के दौरान संपीड़ित होती है और 700{3}}800 डिग्री F तक गर्म होती है, जो प्लास्टिक को जला देती है और काले निशान छोड़ देती है। मानक वेंट विभाजन रेखा पर 0.0008-0.0012" गहरे हैं - हवा के लिए पर्याप्त गहरे लेकिन प्लास्टिक के चमकने के लिए बहुत उथले।

व्यवहार में, वेंट फफूंदी के निकलने और ख़राब राल के कारण बंद हो जाते हैं। आप उन्हें पीतल के ब्रश या बीड ब्लास्टिंग से साप्ताहिक रूप से साफ कर रहे हैं। यदि वेंट सुलभ हैं तो प्रति सांचे में लगभग 30 मिनट लगते हैं, यदि वे किसी जटिल शटऑफ क्षेत्र में दबे हों तो अधिक समय लगता है।

पोरस वेंट प्लग की कीमत प्रत्येक $95-140 है, लेकिन तंग जगहों पर मशीनीकृत वेंट की तुलना में बेहतर काम करते हैं। पापयुक्त धातु 25-30 माइक्रोन पैमाने पर छिद्रपूर्ण होती है इसलिए गैस तो निकल जाती है लेकिन प्लास्टिक प्रवेश नहीं कर पाता। हम इन्हें गहरे पसलियों वाले क्षेत्रों या जटिल ज्यामिति में डालते हैं जहां पारंपरिक वेंटिलेशन काम नहीं करता है।

कुछ बिल्डर्स अब माइक्रो {{0}वेंटिंग के लिए लेज़र एब्लेशन का उपयोग कर रहे हैं - चैनल 0.0003-0.0006" गहरे जलते हैं जिनमें चमकने की संभावना कम होती है। हमने इसे स्वयं आज़माया नहीं है क्योंकि हमारे पास लेज़र उपकरण नहीं हैं। संभवतः उस निवेश को उचित ठहराने के लिए एयरोस्पेस या चिकित्सा कार्य करने की आवश्यकता है।

जब सस्ते घटक आपका दिन बर्बाद कर देते हैं

टूल बिल्ड पर $180 बचाने के लिए एक बार डिस्काउंट इजेक्टर रिटर्न पिन खरीदा। पिनों ने निर्दिष्ट न्यूनतम 48 एचआरसी के बजाय 36 एचआरसी मापा। 4,200 चक्रों के बाद पिन हेड्स उग आए और इजेक्टर प्लेट में जाम हो गए। साँचे को पूरी तरह से बंद कर दिया गया।

सब कुछ तोड़ना पड़ा, सभी छह रिटर्न पिनों को उचित कठोरता इकाइयों के साथ बदलना पड़ा, और क्षतिग्रस्त इजेक्टर प्लेट छेद को साफ करना पड़ा। तीन दिनों का उत्पादन नष्ट हो गया और आपातकालीन मरम्मत श्रम में $1,800 जल गए। ऐसा तब होता है जब आप $30 मूल्य के घटकों को सस्ते में खरीद लेते हैं।

लीडर पिन और बुशिंग मोल्ड संरेखण को नियंत्रित करते हैं। ढलान के बिना सुचारू संचालन के लिए मानक क्लीयरेंस 0.0007{3}}0.0010" व्यास का है। हम अपघर्षक सामग्री चलाने वाले उपकरणों के लिए डीएमई से हीरे की -लेपित लीडर पिन प्रत्येक $135 पर निर्दिष्ट करते हैं - वे अनकोटेड पिन की तुलना में शायद 6-8 गुना अधिक समय तक चलते हैं।

नाक की त्रिज्या और गेट के व्यास के आधार पर स्ट्रैक या हस्को से स्प्रू बुशिंग की कीमत $80{2}}120 प्रत्येक है। वह त्रिज्या जहां स्प्रू नोजल से मिलती है, मायने रखती है - बहुत तेज और आपको तनाव एकाग्रता और अंततः क्रैकिंग मिलती है। हम कोल्ड रनर टूल्स पर न्यूनतम 0.500" त्रिज्या का उपयोग करते हैं, हॉट रनर मैनिफ़ोल्ड के लिए बड़ा।

इन्सर्ट मोल्डिंग जटिल हो जाती है

धातु के इन्सर्ट को सटीक स्थान निर्धारण की आवश्यकता होती है - यहां तक ​​कि 0.015" का गलत संरेखण भी आयामी समस्याओं का कारण बन सकता है। स्प्रिंग{3} लोडेड लोकेटिंग पिन मोल्ड बंद होने के दौरान डेटाम सतहों के विरुद्ध इन्सर्ट को पकड़ते हैं। मिसुमी या फ़ाइब्रो, एक सुंदर मानक घटक, प्रत्येक पिन की कीमत शायद $25-40 हो सकती है।

इन्सर्ट की अवधारण यांत्रिक इंटरलॉकिंग पर निर्भर करती है। नायलॉन 6/6 में किए गए परीक्षण के आधार पर, बेलनाकार पीतल के आवेषण पर गांठ लगाने से चिकने आवेषण की तुलना में पुलआउट बल में 35-40% सुधार होता है। डायमंड नूरल सीधे कर्ल की तुलना में बेहतर काम करता है क्योंकि आपको अधिक सतह क्षेत्र मिलता है।

हमने एक ओवरमोल्ड प्रोजेक्ट किया जहां एबीएस पहले शॉट के लिए टीपीई दूसरे शॉट से पहले 5 घंटे के वायुमंडलीय एक्सपोजर की आवश्यकता थी। ओवरमोल्डिंग से पहले आयाम स्थिरीकरण के बारे में कुछ बातें - इंजीनियर ने इसे अच्छी तरह से नहीं समझाया, लेकिन रेज़िन आपूर्तिकर्ता ने यही सिफारिश की थी। इसका मतलब है कि हमें बफर इन्वेंट्री और रैक स्पेस की आवश्यकता है, जो उत्पादन शेड्यूलिंग को जटिल बनाता है।

दो {{0}शॉट मोल्ड एक चक्र में दोनों शॉट करके इन्वेंट्री समस्या से बचते हैं। मोल्ड स्टेशनों के बीच घूमता या अनुक्रमित होता है। लेकिन टूलींग की लागत अनुक्रमिक मोल्डिंग के लिए $45,000-65,000 के मुकाबले $12,000-18,000 तक बढ़ जाती है। केवल वास्तव में उच्च मात्रा में ही समझ में आता है।

एल्युमीनियम टूलींग का अभी भी स्थान क्यों है?

एल्युमीनियम मशीनें टूल स्टील से 4 गुना तेज हैं। एक कैविटी जिसे H13 में पीसने में 28 घंटे लगते हैं, QC-10 एल्यूमीनियम में शायद 7 घंटे लगते हैं। $90/घंटे की दुकान दर पर यह गंभीर पैसा है।

उपकरण जीवन का मुद्दा है - एल्यूमीनियम राल और स्थितियों के आधार पर 8,000-12,000 चक्रों के लिए अच्छा है। प्रोटोटाइपिंग या ब्रिज टूलींग के लिए ठीक है लेकिन आप उत्पादन मात्रा नहीं चला सकते। QC-10 एल्युमीनियम की कीमत लगभग $9.50/lb है जबकि P20 स्टील की कीमत $5.40 है, इसलिए सामग्री की लागत अधिक है लेकिन मशीनिंग बचत इसकी भरपाई से कहीं अधिक है।

कुछ बिल्डर स्टील कोर और गेट इंसर्ट के साथ एल्यूमीनियम कैविटी का उपयोग करते हैं। हमने 35,000 पार्ट रन के लिए ऐसा किया - जिससे सभी प्रकार के स्टील निर्माण की तुलना में टूलींग लागत में लगभग $6,500 की बचत हुई। एल्युमीनियम कैविटी लगभग 32,000 चक्रों में खराब हो गई और मामूली पॉलिशिंग की जरूरत पड़ी, लेकिन इसे पूरा कर लिया गया।

किर्कसाइट एल्युमीनियम से भी सस्ता है लेकिन मैंने इसे वास्तविक इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए कभी इस्तेमाल होते नहीं देखा है। शायद कम दबाव वाले अनुप्रयोगों के लिए लेकिन मानक इंजेक्शन के लिए नहीं।

आलेख के अंत के लिए सुझाया गया जोड़

यदि आप सोर्सिंग कर रहे हैंइंजेक्शन मोल्डिंग पार्ट्सऔर उन सिरदर्दों से बचना चाहते हैं जिन्हें हमने यहां कवर किया है, एक ऐसी दुकान खोजें जो वास्तव में टूलींग की बुनियादी बातों को समझती हो। सस्ते उद्धरण का कोई मतलब नहीं है जब मोल्ड 15,000 चक्रों पर विफल हो जाता है क्योंकि किसी ने कचरा घटकों का उपयोग किया है या उचित वेंटिलेशन को छोड़ दिया है।