Progettazione Stampo Multicavità per Iniezione
Il numero di cavità è una decisione di costo, non un default. Bilanciamo canali e raffreddamento per attrezzature da 2, 4, 8, 16 e 32 cavità, così ogni cavità si riempie allo stesso ritmo, mantiene la stessa tolleranza e si usura alla stessa velocità, con attrezzatura in acciaio in 4-6 settimane.
Consulenza gratuita24h
Preventivo Rapido
da 2 a 32
Cavità dell'Attrezzatura
±0.05mm
Tolleranza tra Cavità
250k shot
Durata dell'Attrezzatura
Materiali
| Grado | Proprietà | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|
| Acciaio Stampo P20 Pre-rinforzato | Da 28 a 34 HRC su tutta la sezione, durezza uniforme, buona lucidabilità e lavorabilità senza ulteriori trattamenti termici, economico per volumi medi | Stampi prototipali e a basso volume, inserti per cavità, attrezzature di produzione da 4 a 8 cavità |
| Acciaio Utensile 1.2344 (H13) | Grado per lavori a caldo, da 48 a 52 HRC dopo tempra e rinvenimento, alta durezza a caldo e resistenza alla fatica termica, la scelta standard per nuclei di cavità temprati | Stampi di produzione per materie plastiche tecniche, stampi a canale caldo, stampi ad alta cavità, cavità a lunga durata |
| Acciaio Stampo Inox 1.2316 (420) | Pre-rinforzato a 30-36 HRC, resistente alla corrosione, accetta una lucidatura elevata, adatto a parti trasparenti e ottiche | Cavità per parti ottiche e trasparenti, stampi estetici, stampi per contatto alimentare, stampi per dispositivi medicali |
| Inox 1.2083 (420 Modificato) | Pre-rinforzato a 48-52 HRC, resistente alla corrosione e duro, adatto a parti trasparenti che richiedono sia lucidatura sia resistenza all'usura | Custodie trasparenti a lucido elevato, stampi per lenti ottiche, stampi per iniezione estetica |
| S136 (1.2083 Pre-rinforzato) Resistente alla Corrosione | Mantiene da 48 a 52 HRC, eccellente conservazione della lucidatura, resiste ai sottoprodotti corrosivi delle resine con fibra di vetro e alogenate | Stampi per PA con fibra di vetro e PBT, applicazioni con ritardanti di fiamma alogenati, stampi medicali |
| Inserti Stampo in Rame e Alluminio | Lega di rame per il rapido trasferimento di calore nei punteggi del canale caldo, alluminio per il raffreddamento conformale negli stampi ad alta cavità, entrambi usati come inserti e non come stampi interi | Ugelli per canale caldo, canali di raffreddamento conformale, stampi ad alta cavità che richiedono raffreddamento uniforme |
Parametri di processo
| Parametro | Range standard |
|---|---|
| Numeri di Cavità Disponibili | 1, 2, 4, 8, 16, 32, fino a 64 per geometrie semplici |
| Tempo di Attrezzatura (Acciaio, 4-32 cavità) | 4 - 6 settimane |
| Tempo di Attrezzatura (Alluminio Morbido) | 2 - 3 settimane |
| Variazione di Peso tra Cavità | entro 1.5% del peso nominale dello shot |
| Variazione Dimensionale tra Cavità | ±0.05 mm, più stretta su richiesta |
| Peso del Pezzo per Shot | fino a 2.5 kg, superiore su richiesta |
| Tipo di Canale | canale caldo, valvola a spillo, canale caldo isolato, canale freddo con layout senza canale |
| Dimensioni dello Stampo | fino a 1200 x 900 x 800 mm e 35 tonnellate |
| Forza di Chiusura Richiesta | fino a 2500 kN |
| Durata Attesa dell'Attrezzatura | 250.000 - 500.000 shot a seconda della resina e del riempimento |
Finitura superficiale
Texture VDI 3400 (Superficie Grainata)
Acciaio della cavità inciso chimicamente, che produce una grana opaca fine trasferita sul pezzo. È la finitura estetica standard per custodie a vista, e la profondità della grana è specificata come 0.025 mm per ogni grado di sformo richiesto, così sformo e texture vengono progettati insieme e non separatamente.
Lucidatura a Lucido
Lucidatura diamantata in più passaggi della cavità fino a un aspetto a specchio per parti trasparenti e a lucido elevato. Se servono entrambe, la lucidatura viene applicata prima di qualsiasi texture, e la revisione del layout della cavità segnala le aree dove la lucidatura andrà persa dentro una zona texturizzata.
Texture Spruzzo e Pallinatura
La pallinatura con mezzo in vetro o ceramica produce una superficie satinata uniforme che nasconde i segni di utensile e dà un grip costante. Le texture di questa famiglia non hanno requisiti di sformo, il che le rende una scelta pratica per pareti che altrimenti avrebbero bisogno di sformo aggiuntivo per portare la grana.
Elettropolitura e Pulizia della Cavità
La lucidatura elettrochimica rimuove i micro picchi dalla superficie della cavità e riduce il rischio che un pezzo lucidato mostri linee di flusso. Un ciclo di pulizia finale rimuove il composto di lucidatura residuo prima dei primi shot, che è l'origine abituale dei segni di contaminazione sulle parti trasparenti.
Finitura Canale Caldo e Valvola a Spillo
Distributori a canale caldo, punteggi di caduta e componenti delle valvole a spillo vengono finiti e verificati dimensionalmente prima del montaggio nello stampo. Le punte dei punti di iniezione sono abbinate alla resina, così la temperatura di fusione in caduta resta sopra il limite di degrado per tutto il tempo di ciclo.
Trattamento Espulsori e Superfici della Cavità
Perni di espulsione, espulsori a manicotto e superfici dei sollevatori vengono lucidati e rivestiti dove un pezzo estetico mostrerebbe altrimenti un segno di riporto. La cavità viene ispezionata con luce radente prima delle prove, così la flash della linea di giunzione e i segni di riporto si trovano sullo stampo e non sul pezzo.
Progettazione per la produzione (DFM)
- Scegli il numero di cavità in base al volume annuo e al numero di codici articolo distinti, non in base al preventivo con il prezzo al pezzo più basso, perché uno stampo da 16 cavità per un pezzo che gira a 20.000 pezzi all'anno resta inutilizzato e immobilizza capitale
- Bilancia i canali perché ogni cavità riceva lo stesso volume di fusione alla stessa temperatura, perché un canale non bilanciato fa riempire l'ultima cavità a freddo e in modo incompleto
- Mantieni simmetrica la lunghezza dei canali, e usa un layout senza canale per i pezzi tondi dove il punto di iniezione può entrare direttamente nel pezzo ed eliminare il canale del tutto
- Verifica la tonnellata della pressa prima di fissare il layout, perché un layout da 16 cavità su un pezzo con uno shot da 400 grammi richiede una pressa che il progetto potrebbe non avere a disposizione
- Valuta uno stampo famiglia per pezzi quasi identici, che condivide le cavità tra codici articolo e si ripaga quando più pezzi condividono geometria e materiale
- Usa valvole a spillo sulle superfici estetiche a vista, perché il segno del punto di iniezione resta nascosto dentro il pezzo invece di essere smerigliato via
- Progetta il raffreddamento per la sezione più spessa, e aggiungi il raffreddamento conformale negli stampi ad alta cavità dove un canale forato non raggiunge il centro della cavità
- Lascia accesso per l'espulsore e per la manutenzione dello stampo, perché uno stampo ad alta cavità che non si può aprire senza danni costerà di più in manutenzione di quanto abbia risparmiato sulla resina
- Specifica il canale caldo solo quando il volume lo giustifica, perché l'attrezzatura a canale caldo costa di più e il risparmio viene dal tempo di ciclo e dallo scarto di canale, non dai pezzi stessi
- Carica file STEP, IGES o DXF e ricevi entro 24h uno studio gratuito sul numero di cavità con bilanciamento dei canali, stima del tempo di ciclo e confronto dei costi annuali
Stampi e capacità produttiva
| Tipo | Tempo di consegna | Adatto a |
|---|---|---|
| Stampo Preliminare in Alluminio | 2 - 3 settimane | lotti pilota da 25 a 500 pezzi, validazione di mercato, prova del numero di cavità prima di impegnare l'acciaio |
| Stampo di Produzione in Acciaio a Canale Freddo | 4 - 6 settimane | programmi di volume in cui lo scarto di canale è una quota piccola del costo totale, tipicamente fino a 100.000 pezzi all'anno |
| Stampo di Produzione in Acciaio a Canale Caldo | 5 - 7 settimane | programmi ad alto volume sopra 100.000 pezzi all'anno, dove tempo di ciclo e scarto di canale dominano il costo unitario |
| Stampo Famiglia (Più Codici Articolo) | 5 - 7 settimane | più codici articolo quasi identici che condividono le cavità, riducendo il costo di attrezzatura per codice articolo |
Assicurazione della qualità
- Numero di cavità e bilanciamento delle cavità confermati sul primo articolo, con peso e quota registrati per singola cavità
- Report di Prima Ispezione Articolo sulla prima cavità, con le restanti cavità verificate per peso e quote critiche
- Variazione di peso tra cavità misurata e riportata rispetto all'obiettivo dell'1.5%
- Certificato di laminato dell'acciaio stampo e report del trattamento termico archiviati con lo stampo alla consegna
- Prove di colata incompleta e colata piena eseguite con i parametri di produzione per confermare che riempimento e sfiato sono corretti
- Report delle prove stampo emesso con lo stampo, che mostra pressione in cavità, tempo di ciclo e peso del pezzo
- Segno del punto di iniezione e superfici estetiche controllati sul primo shot rispetto al campione approvato
- Le verifiche di parte terza con SGS, Bureau Veritas o TUV vengono predisposte su tua richiesta, senza vincoli sulla fase da esaminare
- Intervalli di manutenzione e di lucidatura dell'attrezzatura documentati nel pacchetto di consegna
- Con la spedizione di ogni lotto forniamo report dimensionale, certificato di materiale e Certificato di Origine
Applicazioni
- Custodie e cornici per elettronica di consumo in volume
- Moduli di rivestimento interni ed esterni automotive
- Chiusure per imballaggi e famiglie di contenitori
- Telai interni e custodie di controllo per elettrodomestici
- Custodie per LED e corpi per dissipatori termici
- Famiglie di connettori e morsetti
- Famiglie di parti per giocattoli e accessori
- Componenti medicali monouso
- Ferramenta e moduli hardware per arredamento
Perché scegliere FHY Precision
Numero di cavità deciso in base al tuo volume annuo e al mix di codici articolo, con prezzo al pezzo e costo di attrezzatura mostrati insieme
Design di canali e raffreddamento bilanciato perché ogni cavità si riempia allo stesso ritmo e mantenga la stessa tolleranza, verificato sul primo shot
Variazione tra cavità tenuta entro 1.5% del peso nominale e ±0.05mm sulle quote, misurata e riportata
Studio gratuito sul numero di cavità entro 24h che copre il layout dei canali, la stima del tempo di ciclo e il confronto dei costi annuali
Certificato di laminato dell'acciaio stampo e report del trattamento termico archiviati con lo stampo alla consegna
Il sistema qualità è documentato e, a richiesta, lo integriamo con certificati di materiale EN 10204 3.1 e verifiche di parte terza
Sito produttivo in Cina con prezzi diretti da fabbrica e nessun livello di intermediazione
Analisi, attrezzatura, prove e parti di produzione rientrano nello stesso ordine di acquisto
Domande frequenti
1. Come scelgo il numero di cavità giusto per il mio pezzo?
Parti dal volume annuo diviso per il numero di codici articolo, poi procedi a ritroso dal tempo di ciclo. Uno stampo a singola cavità di solito è la scelta giusta sotto circa 20.000 pezzi all'anno per un solo codice articolo. Oltre quella soglia le cavità iniziano a ripagarsi, e i limiti pratici sono dettati dal peso dello shot rispetto alla tonnellata della pressa e dal tempo di raffreddamento della parete più spessa del pezzo. Lo studio che forniamo mostra il prezzo al pezzo rispetto al numero di cavità con il costo di attrezzatura ammortizzato, ed è quel confronto a decidere davvero.
2. Qual è la differenza di costo reale tra 4 e 16 cavità?
Il prezzo al pezzo scende all'incirca in proporzione al numero di cavità per lo stesso ciclo, ma non esattamente, perché il tempo di ciclo per shot cresce leggermente man mano che la rete dei canali si allarga e che la pressa deve riempire uno shot più grande. Il costo di attrezzatura cresce con il numero di cavità, quindi il punto di pareggio dipende dal volume e da quanti mesi prevedi di far girare il programma. Per un pezzo da 200.000 pezzi all'anno la differenza è considerevole, mentre per un pezzo da 15.000 pezzi all'anno lo stampo da 16 cavità si giustifica raramente.
3. Tutte le 16 cavità produrranno parti identiche?
Entro una fascia definita, sì. Teniamo la variazione di peso tra cavità entro l'1.5% del nominale e la variazione dimensionale entro ±0.05mm sul primo articolo, e riportiamo le misure reali per singola cavità. L'aspetto identico viene da canali bilanciati e da un layout di raffreddamento simmetrico, non dal numero di cavità in sé, e le cavità in fondo a un canale mal bilanciato lavorano a freddo e danno pezzi visibilmente più leggeri.
4. Quando un canale caldo vale il costo aggiuntivo?
Quando il volume annuo è abbastanza alto che tempo di ciclo e scarto di canale dominano il costo unitario, il che in pratica significa sopra circa 100.000 pezzi all'anno per una custodia tipica. Un canale caldo elimina il canale, quindi il materiale che era nel canale diventa parte del pezzo, ed elimina anche il tempo di raffreddamento del canale stesso, il che accorcia il ciclo. Dall'altro lato, l'hardware del canale caldo costa di più, lo stampo ci mette più tempo a essere costruito e aggiunge un punto di manutenzione. Modelliamo entrambe le opzioni nello studio sul numero di cavità, così il confronto è fatto sui tuoi numeri.
5. Che cos'è uno stampo famiglia e quando ha senso?
Uno stampo famiglia usa la stessa cavità per più codici articolo, con le differenze gestite da inserti intercambiabili nello stampo anziché da una cavità separata per ciascuno. Funziona quando i pezzi sono geometricamente vicini, per esempio una serie della stessa custodia in lunghezze diverse, o la stessa staffetta con fori differenti. Il costo di attrezzatura copre così più codici articolo in una volta sola invece di uno stampo per ciascuno. Vale la pena valutarlo quando hai tre o più pezzi quasi identici, e non vale la pena quando i pezzi differiscono in modo sostanziale.
6. Quanto tempo richiede la costruzione di uno stampo multicavità?
L'attrezzatura morbida in alluminio richiede 2-3 settimane ed è la scelta giusta per volumi pilota e per provare un numero di cavità prima di impegnare l'acciaio. L'attrezzatura di produzione in acciaio richiede 4-6 settimane per uno stampo da 4 a 32 cavità, e uno stampo a canale caldo richiede 5-7 settimane. Le prove e l'ispezione del primo articolo sono incluse in questi tempi, e il conteggio parte dal momento in cui il progetto è congelato e il risultato del riempimento è approvato.
7. Che cosa succede al numero di cavità se il mio volume cambia?
Prevedilo nello stampo. Una buona pratica è costruire lo stampo da 8 cavità con un layout che possa accogliere in seguito altre 8 cavità, così il lato pressa è pronto quando il volume giustifica l'investimento e basta aggiungere i soli inserti per le cavità aggiuntive e il riequilibrio dei canali. Questo si chiama layout a prova di futuri o espandibile, costa molto poco all'inizio ed evita un secondo investimento in attrezzatura più avanti.
8. Come viene scelto l'acciaio stampo per la mia resina?
L'acciaio P20 pre-rinforzato è adatto a stampi prototipali e a volume medio perché non richiede trattamento termico e fa risparmiare sul costo dell'attrezzatura. L'H13 temprato a 48-52 HRC è lo standard per le cavità di produzione. Per parti trasparenti e ottiche, l'acciaio resistente alla corrosione 1.2316 o 1.2083 dà la conservazione della lucidatura che queste parti richiedono. Per le resine con fibra di vetro serve acciaio resistente alla corrosione, perché lo zolfo rilasciato durante la produzione attacca nel tempo l'acciaio stampo non protetto.
9. Fornite i disegni dello stampo e il piano di manutenzione?
Sì. Il pacchetto di consegna include il layout delle cavità, il layout di canali e raffreddamento, l'acciaio stampo e i registri del trattamento termico, le posizioni dei punti di iniezione, il layout di espulsione, gli intervalli di manutenzione e lucidatura e i parametri di shot raccomandati dalle prove. È quel pacchetto che permette al tuo team di manutenzione di seguire lo stampo, ed è la differenza tra uno stampo che dura 400.000 shot e uno che va rifatto a 150.000.
10. Potete produrre in serie sullo stampo dopo la consegna?
Sì, e per la maggior parte dei clienti è la soluzione più semplice. Un unico ordine di acquisto può coprire analisi, stampo, prove e parti di produzione, e il costo per pezzo si assesta una volta ammortizzato lo stampo. In alternativa lo stampo può essere consegnato a te per le tue presse, e in quel caso il pacchetto di consegna include i parametri di prova, così i tuoi operatori partono da un processo già collaudato.
11. Quali informazioni servono per quotare uno stampo multicavità?
Un modello 3D in STEP o IGES, un disegno 2D con tolleranze e richiami estetici, il grado di resina e il contenuto di fibra, il volume annuo, il numero di codici articolo distinti e il costo obiettivo per pezzo se ne hai uno. Se la resina non è ancora decisa, indicaci l'ambiente di funzionamento e le aspettative meccaniche e simuleremo due gradi candidati. Lo studio sul numero di cavità arriva entro 24 ore nei giorni lavorativi.
12. Come garantite che dalla stessa cavità esca sempre la stessa parte?
Ci riescono tre cose. Un layout dei canali simmetrico dà a ogni cavità lo stesso volume e la stessa temperatura di fusione. Inserti di cavità identici, non tappi di cavità in una base usurata, mantengono la geometria uguale su tutto lo stampo. E un layout di raffreddamento definito fa raffreddare ogni cavità allo stesso ritmo, ed è ciò che impedisce alle quote di spostarsi tra una cavità e l'altra nel corso della vita dello stampo. Verifichiamo con il peso per singola cavità sul primo shot e riportiamo la dispersione, con un obiettivo entro l'1.5% del nominale.
13. Qual è il numero massimo di cavità che potete costruire?
Costruiamo fino a 32 cavità per un layout convenzionale, e fino a 64 per geometrie semplici e tonde con un assetto senza canale. Oltre, il limite raramente è lo stampo, è la pressa, perché uno shot ad alta cavità ha bisogno di forza di chiusura sufficiente per l'area proiettata e di volume plastico sufficiente per uno shot di peso costante. Lo studio sul numero di cavità calcola tonnellata e peso dello shot rispetto al tuo parco macchine prima che il layout venga disegnato, così il numero riportato sul disegno è un numero che puoi davvero far girare.
14. Costruite lo stampo per uno o più codici articolo?
Entrambi i casi. Uno stampo a un solo codice articolo è il caso diretto. Uno stampo famiglia usa inserti intercambiabili in una cavità condivisa per coprire più codici articolo geometricamente simili, distribuendo il costo di attrezzatura su tutti. Possiamo anche costruire uno stampo dedicato per un pezzo e aggiungere in seguito un secondo blocco di cavità, e lo studio sul numero di cavità mostra il costo di ciascuna strada, così decidi con i numeri davanti.
15. Offrite l'ispezione di terze parti?
Sì. Organizziamo l'ispezione da SGS, Bureau Veritas o TUV in qualsiasi fase tu indica, dalla verifica in arrivo dell'acciaio stampo ai controlli dimensionali e funzionali prima della spedizione sulle parti stampate. Ricevi un report neutro da un ispettore che non hai nominato tu, ed è spesso ciò che un cliente finale richiede prima di accettare il primo lotto di un nuovo fornitore.
16. Qual è la quantità minima d'ordine?
Il minimo è un set di parti, perché lo stampo è un investimento una tantum e i pezzi escono da lì. Per l'attrezzatura morbida in alluminio il minimo pratico è 25-500 pezzi, che è il volume che giustifica l'attrezzatura morbida invece della lavorazione dei pezzi. Per l'attrezzatura in acciaio il volume che ha senso parte da circa 20.000 pezzi all'anno per un singolo codice articolo, e lo studio sul numero di cavità quantifica esattamente dove si collocano gli equilibri economici per il tuo pezzo specifico.