Rapid Tooling do wtrysku
Narzędzie szybkie to nie narzędzie produkcyjne zrobione byle jak. To inna konstrukcja do innego zadania, a znajomość tej różnicy chroni program przed kupnem niewłaściwego. Budujemy frezowane CNC narzędzia aluminiowe i pomostowe z utwardzanej stali, i powiemy Ci wprost którego Twój wolumen naprawdę potrzebuje.
Bezpłatna konsultacja2 do 3 tygodni
Czas realizacji narzędzia aluminiowego
25 szt
Start od
500 do 5 000 strzałów
Żywotność narzędzia aluminiowego
bezpłatny, 24h
Przegląd DFM
Materiały
| Gatunek | Właściwości | Typowe zastosowania |
|---|---|---|
| Aluminium 6061-T651 | przewodność cieplna około 165 watów na metr kelwin, około pięciokrotność stali narzędziowej, obrabialne z dużą prędkością co skraca czas realizacji, przyjmuje twarde anodowanie podnoszące twardość powierzchni po obróbce | bloki gniazd prototypowych i małoseryjnych, wkładki rdzeni, narzędzia próbne do około 5 000 strzałów |
| Aluminium 7075-T6 | wyższa wytrzymałość i twardość niż 6061 przy nieco niższej przewodności cieplnej, lepsza odporność na zużycie w linii podziału i uszkodzenia doszczelnień przy dłuższych seriach małych | biegi zbliżające się do górnej granicy żywotności narzędzia aluminiowego, części z głębokimi doszczelnieniami, narzędzia z większą liczbą cykli wyrzutu |
| Stal wstępnie utwardzona 1.2312 (P20 plus siarka) | dostarczana utwardzona do około 30 HRC, obrabialna, wyraźnie bardziej odporna na zużycie niż aluminium na ciasnych doszczelnieniach i powierzchniach styku | narzędzia pomostowe gdzie część ma wypełniacz ścierny lub głębsze doszczelnienia, oraz gdzie narzędzie musi utrzymać tolerancję ponad kilka tysięcy strzałów |
| P20 wstępnie utwardzona stal formowa | około 28 do 34 HRC w przekroju, równomierna twardość bez obróbki cieplnej, dobra polerowalność, standardowa baza narzędzia produkcyjnego | narzędzia produkcyjne i zwykła odpowiedź gdy wolumen zastępuje rapid tooling |
| Utwardzana stal na wkładki (H13 lub 1.2344) | 48 do 52 HRC po obróbce cieplnej, stosowana selektywnie jako wkładka w narzędziu aluminiowym w punktach zużycia, a nie jako całe narzędzie | doszczelnienia, cienkie powierzchnie styku, powierzchnie suwaków i każde miejsce gdzie w narzędziu aluminiowym zużycie pojawia się najpierw |
| Wyrzutniki i elementy zużywalne | utwardzane kołki wyrzutowe, tuleje i płyty zużywalne montowane w narzędziach aluminiowych, żeby miękki materiał bazowy nie zacierał się o siebie przez wiele cykli | każde narzędzie aluminiowe, bo formą uszkodzenia aluminium jest zużycie i zatarcie na ruchomych powierzchniach, a nie pękanie |
Parametry procesu
| Parametr | Zakres standardowy |
|---|---|
| Czas realizacji narzędzia aluminiowego | 2 do 3 tygodnie |
| Czas realizacji pomostowego narzędzia stalowego | 3 do 4 tygodnie |
| Czas realizacji produkcyjnego narzędzia stalowego | 4 do 6 tygodni |
| Oczekiwana żywotność narzędzia aluminiowego | 500 do 5 000 strzałów w zależności od żywicy, zawartości wypełniacza i złożoności części |
| Oczekiwana żywotność pomostowego narzędzia stalowego | 10 000 do 50 000 strzałów |
| Zalecane pochylenie przy aluminium | 1,5 do 3 stopni na stronę, więcej niż potrzebuje narzędzie stalowe |
| Liczba gniazd w rapid tooling | standardowo jednogniazdowe, 2 do 4 gniazd gdzie wolumen to uzasadnia |
| Maksymalny rozmiar części | do 800 x 600 x 400 mm |
| Dostępny zakres maszyn | 50 do 800 T |
| Tolerancja części | plus minus 0,05 mm standardowo, ciaśniej po uzgodnieniu dla cech krytycznych |
Wykończenie powierzchni
Po obróbce
Powierzchnia jaką zostawia frez, z widocznymi śladami po narzędziu. Dla funkcjonalnej części próbnej to często wszystko czego trzeba, i utrzymuje narzędzie szybkie przy najkrótszym terminie. Tam gdzie część będzie oceniana pod kątem wyglądu, strategię frezowania planuje się tak by ślady omijały widoczne powierzchnie, zamiast szlifować je potem.
Tekstura VDI 3400
Dostępna na aluminium, choć trawienie zachowuje się na aluminium nieco inaczej niż na stali i wychodzi na ogół grubsze. Tekstura to też praktyczny sposób ukrycia śladów po narzędziu na części prototypowej, co czyni ją bardziej użyteczną w rapid tooling niż w narzędziach produkcyjnych.
Śrutowanie
Jednolite wykończenie satynowe uzyskane medium szklanym lub ceramicznym daje spójny wygląd bez kosztu i czasu trawienia chemicznego. Często to najlepszy balans dla narzędzia małoseryjnego, gdzie wygląd ma znaczenie ale ilość nie uzasadnia pełnej tekstury.
Twarde anodowanie
Obróbka elektrochemiczna budująca na powierzchni aluminium twardą warstwę tlenkową i osiągająca twardość powierzchni około HV 400 do 600. Zastosowana na powierzchniach roboczych narzędzia szybkiego wyraźnie wydłuża użyteczną żywotność, choć nieznacznie zmienia wymiary i musi być uwzględniona w gnieździe.
Utwardzane wkładki w punktach zużycia
Zamiast utwardzać całe narzędzie, wkładki H13 umieszcza się na doszczelnieniach, powierzchniach styku i stykach suwaków. Kosztuje to nieco więcej niż zwykłe aluminium i rozwiązuje konkretne miejsca w których narzędzie szybkie zużywa się najpierw, co zwykle działa lepiej niż próba utwardzenia całego gniazda.
Granice polerowania aluminium
Aluminium nie przyjmuje ani nie utrzymuje wysokiego połysku i nie da jakości optycznej. Uczciwe stwierdzenie brzmi: części przezroczyste i optyczne wymagają narzędzia stalowego. Mówimy to na przeglądzie, a nie po tym jak czekałeś na części które nie mogą spełnić wymagania.
Projektowanie pod kątem produkcji (DFM)
- Daj więcej pochylenia niż potrzebuje narzędzie stalowe, bo aluminium ma większe tarcie powierzchniowe i każdy dodatkowy stopień pochylenia obniża siłę wyrzutu i zużycie narzędzia
- Stosuj duże promienie na doszczelnieniach i powierzchniach styku, bo ostre krawędzie to pierwsza rzecz która w miękkim narzędziu ulega zniszczeniu
- Unikaj żywic z włóknem szklanym w narzędziach aluminiowych, bo włókno ściera gniazdo i zamienia narzędzie na 5 000 strzałów w narzędzie na 1 000 strzałów
- Utrzymaj małą zmienność ścianki, bo aluminium odprowadza ciepło szybko i nierównomiernie, a ta kombinacja porusza wymiarami bardziej niż stal
- Używaj utwardzanych wkładek na doszczelnieniach zamiast liczyć że materiał bazowy wytrzyma, bo zwykle nie wytrzyma powyżej kilku tysięcy cykli
- Pilnuj długotrwałej temperatury formy przy żywicach wysokotemperaturowych, bo aluminium traci wytrzymałość długo przed stalą
- Zaplanuj przejście na narzędzie produkcyjne zanim będziesz go potrzebować, bo narzędzie pomostowe u kresu żywotności to nie to samo co narzędzie które nagle zawiodło
- Stosuj jedno gniazdo o ile nie ma powodu inaczej, bo dodatkowe gniazda dokładają kosztu i rzadko zwracają się przy małej ilości
- Zamroź projekt przed nacięciem stali i zaakceptuj że etap aluminiowy istnieje częściowo po to byś znalazł co jest nie tak
- Prześlij pliki STEP, IGES lub DXF i otrzymaj bezpłatną rekomendację trasy narzędziowej z DFM w ciągu 24 godzin
Narzędzia i moce produkcyjne
| Typ | Czas realizacji | Nadaje się do |
|---|---|---|
| Narzędzie aluminiowe frezowane CNC | 2 do 3 tygodnie | 25 do 500 szt, serie próbne, testy rynkowe, partie do zamrożenia projektu, potwierdzenie geometrii przed narzędziem produkcyjnym |
| Narzędzie aluminiowe z utwardzanymi wkładkami | 2 do 3 tygodnie | 500 do 5 000 szt lub części z głębokimi doszczelnieniami, gdzie zwykłe aluminium zużyłoby się najpierw na stykach |
| Pomostowe narzędzie ze stali wstępnie utwardzonej | 3 do 4 tygodnie | 5 000 do 50 000 szt, żywice z włóknem szklanym, części z wymagającymi doszczelnieniami lub tolerancjami |
| Utwardzane stalowe narzędzie produkcyjne | 4 do 6 tygodni | powyżej około 20 000 szt rocznie na numer rysunku, długie programy i każda część która będzie wtryskiwana wielokrotnie przez lata |
Zapewnienie jakości
- Rysunki narzędzia wystawiane przed rozpoczęciem obróbki, żeby układ, wlew i wyrzut były sprawdzone a nie odkryte
- Sprawdzenie wymiarowe gniazda przed pierwszym strzałem próbnym, niezależnie od tego czy narzędzie jest aluminiowe czy stalowe
- Strzały próbne prowadzone przy parametrach produkcyjnych, z parametrami zapisanymi i zachowanymi dla biegów powtarzalnych
- Raport z kontroli pierwszego egzemplarza wystawiany z próbkami T1, a nie dopiero po tym jak o niego poprosisz
- Bilans chłodzenia sprawdzony na narzędziu przed biegiem, co przy aluminium znaczy więcej niż większość przypuszcza
- Skok wyrzutnika i ślady wyrzutu sprawdzane na pierwszych strzałach, póki narzędzie da się tanio skorygować
- Liczba strzałów zapisywana dla każdego biegu na narzędziu, a suma bieżąca dostępna dla Ciebie w każdej chwili
- Narzędzie sprawdzane i konserwowane między kampaniami, z każdym wykrytym zużyciem zgłaszanym Tobie zamiast cicho wchłoniętym
- Certyfikat materiałowy i raport wymiarowy idą do klienta z każdą partią, a certyfikat pochodzenia dodajemy
- Gdy klient sobie tego zażyczy, SGS, Bureau Veritas lub TUV sprawdza produkcję na dowolnym etapie
Zastosowania
- Części prototypowe do walidacji projektu i testów stanowiskowych
- Partie testów rynkowych przed zamówieniem narzędzia produkcyjnego
- Ilości próbne crowdfundingowe i przedpremierowe
- Produkcja pomostowa podczas budowy wolniejszego narzędzia gdzie indziej
- Części zamienne i na rynek wtórny o skromnym popycie
- Próby wymiarowe i dopasowania względem zespołów współpracujących
- Próby koloru i materiału na realnych częściach z narzędzia
- Warianty regionalne które nie uzasadniają pełnego narzędzia produkcyjnego
- Budowy przedseryjne wspierające decyzję o zamrożeniu projektu
Dlaczego FHY Precision
Dwa do trzech tygodni do pierwszych części, co zmienia to czego możesz się dowiedzieć zanim zamówisz narzędzie produkcyjne
Trasa narzędziowa rekomendowana pod Twój realny wolumen, a nie sprzedawana jako najdroższa dostępna opcja
Uczciwe podanie żywotności i granic zużycia przed wyceną, w tym gdzie aluminium jest złym wyborem
Utwardzane wkładki i twarde anodowanie stosowane tam gdzie wydłużają żywotność, a nie jako sprzedaż dodatków
Parametry próby, rysunki i liczba strzałów zachowane, więc przejście na narzędzie produkcyjne przenosi wnioski dalej
Narzędzie przechowywane i konserwowane między kampaniami zamiast złomowane po jednym biegu
Identyfikowalność partii żywicy i dokumentacja wystawiane niezależnie od wielkości zamówienia, z kontrolą stron trzecich na żądanie
Nasz ośrodek produkcyjny w Chinach z bezpośrednią ceną fabryczną Chin i jednym zamówieniem na narzędzie, próby i części
FAQ
1. Ile części faktycznie wyprodukuje narzędzie aluminiowe?
Realistycznie 500 do 5 000 strzałów, a rozpiętość jest tak szeroka bo decyduje zużycie. Niewypełniony ABS lub PP z dużymi promieniami i utwardzanymi wyrzutnikami leży na górnej granicy. Żywica z włóknem szklanym, cienkie powierzchnie styku lub głębokie doszczelnienia leżą na dolnej. Podajemy liczbę dla Twojej konkretnej części w wycenie, zamiast podawać przypadek najlepszy.
2. Kiedy wybrać pomostowe narzędzie stalowe zamiast aluminium?
Gdy ilość albo materiał przekracza to co aluminium przetrwa. Praktycznie oznacza to powyżej 5 000 sztuk albo każdą żywicę z włóknem szklanym lub wypełniaczem mineralnym niezależnie od ilości. Zawartość ścierna szybko atakuje aluminium i zapłacenie od początku za stal wstępnie utwardzoną jest tańsze niż wymiana zużytego narzędzia w połowie drogi.
3. Czy narzędzie szybkie jest tak samo dokładne jak produkcyjne?
Dla większości części tak. Zdolność wymiarowa narzędzia wynika z dokładności obróbki, a nowoczesne CNC utrzymuje ją w aluminium równie dobrze. Różnica polega na tym jak długo narzędzie ją utrzyma. Narzędzie produkcyjne trzyma tolerancję przez setki tysięcy strzałów, aluminiowe przez tysiące, i dla ilości którą obsługuje to wystarcza.
4. Dlaczego aluminium potrzebuje większego kąta pochylenia?
Z dwóch powodów. Aluminium ma wyższy współczynnik tarcia względem większości żywic niż polerowana stal, więc część trzyma się przy wyrzucie, a powierzchnie aluminium łatwiej uszkodzić przy dużej sile wyrzutu. Dodatkowe pochylenie obniża tę siłę, chroni gniazdo i czyni wyrzut powtarzalnym. Zwykle prosimy o 1,5 do 3 stopni na stronę.
5. Czy możecie wykonać część przezroczystą lub optyczną w rapid tooling?
Nie na poziomie optycznym ani wysokiego połysku. Aluminium nie przyjmuje ani nie utrzyma poleru jakiego wymagają te powierzchnie, i wolimy powiedzieć to na przeglądzie niż po tym jak czekałeś dwa tygodnie. Przezroczyste detale idą na polerowane narzędzie stalowe, gdzie polerowana wersja prototypowa z jednym gniazdem to około 3 do 4 tygodni, a narzędzie produkcyjne dłużej.
6. Jaka jest różnica między narzędziem prototypowym a pomostowym?
Planowana żywotność i materiał. Narzędzie prototypowe jest zwykle aluminiowe i ma dać kilkaset części potwierdzających projekt. Narzędzie pomostowe to stal wstępnie utwardzona nastawiona na dziesiątki tysięcy, podczas gdy popyt się jeszcze ustala. Nazwy opisują do czego te narzędzia prowadzą, a nie jak starannie zostały zrobione.
7. Czy prowadzicie żywice wysokotemperaturowe jak PC lub PA w narzędziach aluminiowych?
Tak, w pewnych granicach. Stopy aluminium zaczynają tracić wytrzymałość przy długotrwałej temperaturze znacznie poniżej tej która zaszkodziłaby stali, więc dla PC wymagającego gorącej formy sprawdzamy temperaturę pracy ciągłej i często dodajemy utwardzane wkładki. To działa, ale trzeba to zaprojektować, a nie założyć.
8. Czy narzędzie jest wasze czy moje?
Twoje. Narzędzie jest wyceniane i płacone raz, my je przechowujemy i konserwujemy, i wydamy je z zapisem strzałów oraz historią konserwacji jeśli kiedykolwiek przeniesiesz program gdzie indziej. Wolimy żebyś wiedział to z góry niż odkrył później że był jakiś warunek.
9. Czy rapid tooling może być wielogniazdowe?
Technicznie tak, do czterech gniazd, choć jednogniazdowe jest zwykłą odpowiedzią. Dodatkowe gniazda dokładają kosztu i złożoności dla oszczędności która pojawia się dopiero przy ilości. Jeśli mała liczba jest pomostem do wyższego wolumenu, wycenimy teraz jedno gniazdo, a obok postawimy narzędzie produkcyjne do porównania.
10. Co się dzieje gdy narzędzie aluminiowe się zużyje?
Nie zużywa się nagle i to jest w tym użyteczne. Dryf wymiarowy albo wypływka na doszczelnieniu pojawiają się stopniowo, a ponieważ zapisujemy liczbę strzałów widzimy to nadchodzące. Wtedy albo przechodzisz na narzędzie produkcyjne które już wyceniliśmy, albo odbudowujemy wkładki na kolejną kampanię.
11. Jak szybko mogę mieć pierwsze części?
Dwa do trzy tygodnie dla narzędzia aluminiowego od zamrożenia projektu, a DFM wraca w ciągu 24 godzin. W praktyce termin przesuwa się zwykle przez zmiany projektu, a nie przez obróbkę. To spodziewane, bo etap aluminiowy istnieje częściowo po to byś znalazł problemy których wolałbyś nie znaleźć w stali utwardzanej.
12. Czy przenosicie wnioski z narzędzia szybkiego do produkcyjnego?
Tak, i to najsilniejszy argument za takim podejściem. Pozycja wlewu, bilans chłodzenia, zachowanie skurczowe i skłonność do wypaczeń są mierzone na narzędziu aluminiowym i przenoszone do projektu produkcyjnego. Korygowanie któregokolwiek z nich po nacięciu stalowego narzędzia kosztuje istotnie więcej.
13. Czy rapid tooling jest tańsze niż myślę?
Zwykle tak w przypadku aluminium, bo łatwo się je obrabia. Uczciwe zastrzeżenie jest takie, że niski koszt narzędzia może ukryć wysoki koszt sztuki jeśli prowadzisz je powyżej planowanego wolumenu. Wyceniamy narzędzie i sztuki osobno, żebyś widział tę relację zamiast odkrywać ją przy trzecim zamówieniu powtarzalnym.
14. Jakich plików potrzebujecie do wyceny narzędzia?
Modelu 3D w STEP lub IGES, rysunku 2D z tolerancjami i wymaganiami kosmetycznymi, żywicy, spodziewanej ilości teraz i szacowanego wolumenu rocznego później oraz tego czy te dwie liczby faktycznie się różnią. Ta ostatnia odpowiedź decyduje o trasie narzędziowej bardziej niż cokolwiek innego.
15. Czy możecie wyfrezować narzędzie z mojego istniejącego projektu jeśli narzędzie już gdzieś istnieje?
Tak. Prześlij rysunki narzędzia albo model części a wycenimy wykonanie zamiennika lub rezerwy. Jeśli przenosisz istniejący program, prześlij też parametry procesu jeśli je masz, bo start od znanego dobrego procesu jest szybszy niż odkrywanie go na nowo.
16. Czy oferujecie kontrolę stron trzecich?
Tak. SGS, Bureau Veritas lub TUV mogą być obecni przy próbach narzędzia, obserwować pomiar pierwszego egzemplarza lub skontrolować części przed wysyłką. Przy pierwszym narzędziu z zagranicy często warto to zrobić raz, bo daje Ci niezależny zapis tego co narzędzie faktycznie wyprodukowało, zamiast zapewnienia co powinno wyprodukować.