Planejamento da Vida Útil de Moldes para Moldagem por Injeção de Metais
Quantas peças um molde produzirá é a primeira pergunta que a maioria dos compradores faz, e a seção de ferramental das normas NADCA responde com um método em vez de um número. O método classifica cada área da peça fundida pelo que ela precisa fazer e pela vida útil esperada dela, transforma o par em um plano de insertos e registra cada inserto para que seu histórico permaneça em arquivo. Esta página apresenta as duas escalas de classificação, o plano e a matriz de identificação que elas alimentam, as sete medidas listadas pela norma para aumentar a vida útil do molde e a graduação usada para decidir quando uma área do molde está esgotada.
Por que a resposta é um plano e não um número
A vida útil do molde é função de muitos fatores. A seção comercial das normas lista o projeto da peça, a configuração da peça no molde, a qualidade esperada da peça, o tipo de aço ferramenta usado para o molde, o tratamento térmico do molde e a liga sendo fundida. Mesmo quando o fundidor faz todos os esforços para prolongar a vida útil, uma falha precoce ainda é possível, e uma vida útil excepcionalmente longa também é possível. A seção de ferramental coloca o mesmo ponto de outra forma. Moldes para alumínio e cobre se desgastam porque o metal sendo fundido é agressivo e é fundido em alta temperatura. O que um cliente e um fundidor podem controlar é onde esse desgaste ocorre e quão barato é repará-lo, e é por isso que a norma estabelece uma maneira de definir as áreas críticas da peça fundida antes do início do projeto do ferramental.
As duas escalas de classificação
A diretriz emparelha duas classificações. Uma descreve o que uma área da peça precisa fazer. A outra descreve a vida útil esperada dela, expressa em peças. Uma área é classificada em ambas, e o par decide onde um inserto vale a pena ser planejado e quão cedo esse inserto deve ser substituído.
| Consideração da peça | O que a classe significa | Vida útil estimada do molde | Peças |
|---|---|---|---|
| Classe A | Crítico para função e para cosmética | Classe 1 | Menos de 10.000 |
| Classe B | Cosmético, sem função | Classe 2 | 10.000 a 25.000 |
| Classe C | Crítico para função | Classe 3 | 25.000 a 50.000 |
| Classe D | Não crítico, mas funcional | Classe 4 | 50.000 a 100.000 |
| Classe E | Sem função | Classe 5 | Mais de 100.000 |
As classes de consideração da peça e as classes de vida útil estimada do molde publicadas na diretriz para aumentar a vida útil do molde. Elas são lidas em conjunto, portanto uma área cosmética com expectativa de ultrapassar cem mil peças e uma área cosmética com expectativa de durar vinte mil não são planejadas da mesma forma.
O que o plano produz
Com as classificações feitas, o próximo passo é um plano de insertos para a construção do aço ferramenta, e o último passo é a matriz que comunica as necessidades de substituição e carrega o histórico de cada inserto. A fonte imprime dois exemplos dessa matriz, um como ela aparece no início de um novo projeto e outro como ela pode aparecer após o primeiro ano de produção. A peça de amostra usada com o método rotula suas áreas na mesma linguagem da tabela de classificação, separando cantos vivos, superfícies cosméticas, superfícies não funcionais, uma superfície de vedação, uma superfície de montagem, uma superfície de anel de vedação e um raio.
A norma é explícita que esta é uma abordagem sugerida e uma entre várias possíveis. Moldes de moldagem por injeção de metais se desgastam. Estabelecer o plano no início de um projeto permite que um inserto seja substituído antes de falhar e a produção ser perdida, e a matriz só é útil quando é escrita para a construção real do ferramental e o uso anual real, peça por peça. O mesmo raciocínio está por trás dos materiais dos componentes do molde de moldagem por injeção de metais, onde cada parte do molde é listada com o material e a dureza que possui.
Sete medidas que aumentam a vida útil do molde
A diretriz lista as medidas que podem ser tomadas antes do início do ferramental, e precifica cada uma na moeda que o cliente se importa. Três delas alteram o ferramental ou a peça e custam dinheiro. Uma não altera nada além do projeto da peça. A última delas trata da dureza que um molde perde conforme trabalha.
| Medida | O que a fonte diz que custa |
|---|---|
| Redesenhar a peça para remover ou reduzir cantos internos vivos e recursos que promovem trincas precoces do aço ferramenta | Sem custo de ferramental, mas é uma alteração no projeto da peça |
| Use aços-ferramenta especiais nas áreas onde se espera alto desgaste | Aumenta o custo da ferramenta |
| Insira as áreas dos blocos da cavidade para que possam ser substituídas de forma mais econômica após a ocorrência de desgaste | Pode aumentar o custo da ferramenta e antecipar a substituição |
| Faça jateamento na superfície do aço-ferramenta para ajudar a reduzir a fadiga térmica e a trinca | Aumenta o custo da ferramenta e deixa uma textura superficial na peça fundida sob pressão |
| Adicione uma operação vibratória, de jateamento ou de rebarbação à peça | Custo adicionado à peça |
| Adicione uma operação de usinagem para remover a fadiga térmica ou a trinca nas áreas críticas da peça | Aumenta o custo da peça |
| Recupere a dureza superficial quando ela cair da faixa dos 40 HRC para o final da faixa dos 30 HRC | Requer uma rota de novo tratamento térmico para o molde, e é declarado como um objetivo e não como uma certeza |
As medidas listadas na diretriz para aumentar a vida útil do molde, com o custo que cada uma acarreta conforme declarado pela fonte.
Decidir quando uma área está esgotada
O modo de falha para o qual a classificação existe é a fadiga térmica, que a seção de ferramental também chama de trinca por fadiga térmica. Um molde em serviço desenvolve pequenas trincas que formam uma rede e trincas principais maiores, e ambas importam para a vida útil da ferramenta. A classificação publicada usa duas escalas fotográficas, uma para a rede e uma para as trincas principais, cada uma de 1 a 10. A superfície do molde é comparada com ambas, classificada em cada uma, e as duas classificações são somadas. A leitura combinada é o grau de fadiga térmica.
| Classificação combinada de fadiga térmica | O que a fonte diz para fazer |
|---|---|
| Classificação das trincas em rede, de 1 a 10 | Compare a superfície do molde com a escala fotográfica para as pequenas trincas que formam uma rede |
| Classificação das trincas principais, de 1 a 10 | Compare-a com a escala para as trincas principais maiores, depois some as duas classificações |
| Uma classificação combinada de seis | O ponto em que um molde que produz uma superfície crítica, que deve ser polida ou cromada, pode ser interrompido |
| Uma classificação combinada acima de 14 | O limite dado para superfícies que não são vistas pelo usuário do produto acabado, que podem operar enquanto a classificação sobe em direção a ele |
Como a classificação publicada de fadiga térmica é aplicada, e os dois pontos em que a fonte diz que um molde pode ser interrompido para uma determinada classe de superfície. As fotografias de comparação na figura da fonte são reproduzidas lá com permissão da Uddeholm e não são reproduzidas aqui.
A escala tem um segundo uso. Ela fornece uma base concreta para comparar uma ferramenta com outra e para relacionar a condição de um molde ao número de ciclos que ele executou, o que transforma um relatório verbal sobre a condição do molde em um número que pode ser colocado ao lado de um custo de substituição. A trinca em si, e o que a impulsiona, está descrita na página de trinca por fadiga térmica.
Quem repara o quê
Um plano de vida útil do molde só se sustenta se o lado da manutenção do contrato corresponder a ele. A seção comercial estabelece a divisão usual. A manutenção menor é a manutenção entre execuções de um molde utilizável para manter a produção em andamento, e normalmente é o fundidor sob pressão quem a fornece. O reparo e a substituição maiores são normalmente do comprador, e abrangem a substituição ou reconstrução de uma cavidade inteira do molde, uma seção do molde ou um slide de macho complexo que constitui uma porcentagem significativa do detalhe da peça fundida, juntamente com o reacabamento superficial importante do molde. Às vezes, solicita-se que o custo de substituição do molde seja amortizado no preço da peça.
Dois detalhes decidem se o arranjo funciona. Os componentes de desgaste rápido são frequentemente substituídos pelo fundidor sob pressão, e a propriedade desses componentes geralmente permanece com o fundidor sob pressão, então o comprador deve ler a prática de manutenção em vez de presumi-la. E onde um cliente espera algo específico, como um alívio de tensões após um certo número de ciclos, o fundidor sob pressão precisa saber antes do orçamento para que possa ser incluído nos custos. A prática de pré-aquecimento do molde, o projeto de canais de alimentação e o controle de temperatura do molde são apontados como particularmente importantes para a longa vida útil do molde, que é o assunto da página de projeto de linhas de resfriamento. O alívio de tensões e a camada branca deixada pela EDM estão ambos nas especificações que os mesmos padrões impõem ao aço e ao seu tratamento, que estão descritas na página de aceitação NADCA 229.
Para onde ir em seguida
O grau que proporciona as execuções mais longas em alumínio e magnésio está na página do aço ferramenta H13, e a escolha do grau em relação a cada metal fundido na página de seleção de aço para moldes de fundição sob pressão. Onde um molde precisa de um macho ou de um inserto em um material diferente está na página de seleção de machos e insertos, e como um molde realmente falha na página de desgaste e falha do molde. A dureza que um molde perde em serviço, e o novo tratamento térmico que a restaura, estão na página de amolecimento de molde H13, a estrutura por trás disso na página de engrossamento de carbonetos, e o tratamento térmico dos graus para trabalho a quente no página de tratamento térmico para trabalho a quente. A tenacidade que determina quanta trinca um molde suporta antes de lascar está no gráfico de tenacidade ao impacto.
Antes de usar isto como garantia de vida útil do molde
Esta página é um resumo de referência de fontes publicadas e não é uma especificação da Aobo Steel, e nada aqui é um número garantido de ciclos. As escalas de classificação, as medidas e a classificação são reproduzidas das normas de especificação de produto da NADCA, que é um documento protegido por direitos autorais publicado pela North American Die Casting Association, e a figura de classificação usada pela norma pertence à empresa nela creditada. A vida útil do molde em um trabalho real depende da peça, da construção do ferramental, do aço, do tratamento, da máquina e da forma como o molde é operado, portanto o plano é acordado entre o comprador e o fundidor sob pressão e o aço efetivamente fornecido é confirmado no trabalho.
Fonte: NADCA Product Specification Standards for Die Castings, seções Tooling for Die Casting e Commercial Practices, North American Die Casting Association, 2009.