Jakie są etapy projektowania form wtryskowych do tworzyw sztucznych?

Żeby wyprodukować plastikowe części, najpierw trzeba zaprojektować odpowiednią formę wtryskową. Poznaj najważniejsze etapy ich tworzenia, czynniki wpływające na jakość oraz realne koszty. Sprawdź też, jakich narzędzi używają inżynierowie.

Jak wygląda proces projektowania formy wtryskowej?

Wszystko zaczyna się od modelu wypraski – produktu, który zamierzasz wytwarzać. Projektanci opracowują go w programie CAD, analizując jednocześnie możliwości produkcyjne. Często trzeba skorygować kształt detalu, by dostosować go do wymogów procesu wtryskowego.

Po dopracowaniu modelu inżynierowie projektują elementy formujące – matrycę i stempel. Dokładnie określają linie podziału formy i kierunki formowania. Następnie tworzą korpus oraz planują układ chłodzenia, który pozwoli równomiernie studzić tworzywo. Na końcu przeprowadzają analizę kolizji i opracowują dokumentację techniczną. Cały proces trwa od kilku do kilkunastu tygodni zależnie od tego, jak skomplikowana jest wypraska.

Jakie czynniki wpływają na jakość formy wtryskowej?

To, jak dobra będzie forma wtryskowa, zależy przede wszystkim od użytych materiałów. Stal musi wykazywać odpowiednią twardość i odporność na ścieranie. Wybiera się ją zależnie od planowanej liczby cykli – dla form wymagających dużej żywotności sprawdzą się gatunki H13/2344. Ważna jest też dokładność – nawet niewielkie odchylenia wymiarowe mogą powodować wady produktu. Dlatego lepiej zostawić wykonywanie form profesjonalnej firmie takiej jak Syntmet.

Pozostaje jeszcze kwestia odprowadzania ciepła. Nowoczesne formy mają specjalne kanały chłodzące, które dopasowują się do kształtu produktu. Dzięki temu nawet skomplikowane elementy są równomiernie studzone. Przed rozpoczęciem produkcji przeprowadza się również komputerowe symulacje, które pokazują, jak tworzywo będzie płynąć w formie – pozwala to wcześniej wykryć i naprawić potencjalne problemy.

Ile kosztuje zaprojektowanie i wykonanie formy wtryskowej?

Na cenę wpływają między innymi:

• rozmiar i złożoność formy;
• liczba gniazd formujących;
• materiał użyty do produkcji;
• wymagana dokładność wymiarowa;
• zastosowane rozwiązania techniczne.

Proste formy jednogniazdowe kosztują od kilku do kilkunastu tysięcy złotych. Standardowe matryce wtryskowe wycenia się na 40–60 tysięcy złotych. Bardziej skomplikowane konstrukcje to wydatek rzędu 60–90 tysięcy złotych, a bardzo złożone projekty przekraczają kwotę 100 tysięcy złotych.

Jednak dobrze wykonana forma zwraca się przy masowej produkcji, bo pozwala wyprodukować setki tysięcy identycznych elementów.

Jakie programy CAD wykorzystuje się do projektowania form wtryskowych?

Inżynierowie najczęściej używają CATIA, SOLIDWORKS z dodatkiem IMOLD oraz ZW3D Professional. CATIA oferuje zaawansowane funkcje modelowania, przydatne przy skomplikowanych formach. Z kolei SOLIDWORKS z IMOLD automatyzuje procesy tworzenia linii podziału i projektowania układów chłodzenia.

Popularność zyskuje też VISI CAD – program stworzony specjalnie dla przemysłu narzędziowego. Bezcenną pomocą są programy symulacyjne takie jak Autodesk Moldflow, które pozwalają analizować proces wypełniania formy.

Dobry projekt formy wtryskowej pozwala produkować wysokiej jakości elementy z tworzyw sztucznych. Jeśli matryca jest dokładna, każdy produkt zejdzie z taśmy identyczny, a sama forma wytrzyma tysiące cykli produkcyjnych.