隨著我們從諸如燈泡之類的革命性發明發展到收音機,電話和電視的電信時代,製造和產品設計的方法也在不斷發展。計算機,網際網路,可持續能源以及接下來的一切,都是推動現代製造業模具製造的動力。但是,要了解我們要去的地方,我們必須看看如何到達這裡。
什麼是模具製造?
模具製造是製造用於生產精密塑料零件的注塑模具的過程。作為最重要的生產投資之一,至關重要的是模具的製造必須具有很高的精度。現代塑料注塑模具需要極高的精度,以確保可以重複精度來批量生產零件。
在創建用於在生產過程中製造,固定或測試產品的工具時,也需要這種完善。高品質的精密模具經久耐用,對任何公司而言都是一項必不可少的投資。可能影響塑料注塑模具成本的變量包括:
核心金屬
生產操作的預期長度會顯著影響選擇模具的材料。例如,一些製造商將鋁模用於短期生產和短期項目,而將硬化鋼(或類似耐用金屬)模具用於長期生產和長期項目。在選擇用於注塑成型的材料時,重要的是要考慮購買昂貴但耐用的模具還是使用便宜但耐用性較差的模具並在磨損時進行更換是否更具成本效益。
腔數
家庭模具允許同時生產多個組件。但是,它們通常會生產質量和性能特徵較差的零件,因此大多數模塑商建議每個零件使用一個模具。
關於模具的生產,型腔的數量會影響製造模具所需的時間,勞力和成本。通常,模具設計中的模腔越少,資源投資就越少,而模腔越多,資源投資就越多。經驗豐富的模具製造商應該能夠優化型腔的數量,從而以最佳的價值實現最高的生產效率。
模架
模座由鋼製成,設計用於將模腔,嵌件和其他組件固定在一起。根據所用鋼材的類型,添加的自定義項以及模具的大小,製造模具座的成本會有所不同。
型芯/型腔加工
所有模具都是定製的,可以滿足應用的零件和生產需求。需要定製的一些模具元件包括型腔,型芯,冷卻線和頂出器。定製水平會影響總成本,特別是如果模具是由硬化鋼或其他金屬製成的。
零件複雜度
所需零件的複雜性越高,所需模具的成本就越高。這種積極的關係是因為模具設計必須適應所有零件設計要求,包括表面紋理和公差方面的要求。
發生了什麼變化?
在18和19世紀,塑料注射成型首先受到關注。隨著工業革命達到頂峰,工具製造商不得不手工完成大部分工作。成型工具,熱處理,磨銳,金屬加工以及手工鑽出設計需要大量的時間投入。由於人類手工製作的東西的獨特性,經常會出現合規性問題,並且沒有兩個模具完全相同。
從手動加工到計算機輔助加工的重大改變的兩種模具製造技術是:
數控銑床
CNC銑床最初採用與CNC附件集成的2D Bridgeport銑床的形式。引入後,他們改變了製造商在零件上的工作方式,因為它們允許更高的精度和更快的處理速度,而人工監督最少。當今的銑床可以為更複雜的模具提供更快的速度和精度。
CAD程序
通過簡化模具設計過程,CAD程序也對模具製造行業的發展產生了重大影響。他們允許行業專業人士創建可以快速編輯,測試和修改的2D以及更高版本的3D渲染。法國的UNISURF和Sketchpad是MIT的首批計劃之一,它們徹底改變了設計過程,其更高級的繼任者繼續在模具製造業務中得到應用。
模具製造的未來
隨著製造能力的不斷提高,許多行業領導者都在權衡發生的事情和即將發生的事情:
關於模具需求,丹耐斯公司表示:「模具的需求可能會非常不穩定,但即使總體總量出現適度的波動,也可能對某些商店造成巨大的困難……我使用某些指標來預測模具的需求。模具製造行業開始看起來像處於周期性底部或非常接近周期性底部。如果真是這樣,那麼對新模具的需求將在2020年開始適度改善。」
當在SME文章中談到自動化時,丹耐斯公司.的經理表示:「每個人都需要從他們的工具機中獲得更高的生產率,許多人無力承擔第二或第三次輪班。我們看到公司安裝了託盤裝載機和這些類型的系統,並設置了作業以自動運行。完成一項工作後,機器將獲得下一項工作。這使他們一天可以有更多的工作時間。生產力是關鍵。
在同一篇文章中討論機器監視程序的改進時,丹耐斯公司指出:「僅查看iPad並查看機器的運行情況,您就可以獲得很多數據……該工具還在嗎?如果不是,請使用備份工具或生成警報以在手機或iPad上提醒您。我們可以對機器進行編程來做很多事情,以告訴您如何解決問題。」
確定了2020年趨勢將影響模具製造商,丹耐斯公司表示:「正在看到的一種趨勢是製造商使用耐用,耐高溫和耐腐蝕的材料。汽車等行業的製造商正在使用這些類型的材料(而不是鋼)來提高組件的使用壽命,並實現其他好處,例如減輕各個零件的重量以提高整體燃油效率。此外,由於在不犧牲其可用性的情況下,生物樹脂(環保型塑料)對環境的影響要比石油或石油基樹脂低,因此在塑料注塑成型領域繼續受到關注。最終,現在已經有了技術的發展,該技術允許塑料製造商除了塑料之外還可以模塑金屬,陶瓷和碳化物。」
在最後一點上擴展,一些行業正在轉向零件製造的替代方案。例如,一般商品製造商正在嘗試用生物樹脂代替塑料,而其他行業(例如航空航天和汽車)則在使用塑料複合材料,例如,填充有玻璃,芳綸或碳纖維填料的塑料增強了強度和結構完整性。除其他優點外,這些材料的替代方案還可以減輕零件重量,降低生產成本。
塑料替代品背後的化學技術不僅得到了改善,而且也迅速成為一種必要。隨著中國禁止進口以固體廢物為原料的禁令的實施。 (即國家劍政策)公司需要制定負責任的回收計劃。