Was ist ein Stahlwerkzeug?
Bei einem Stahlwerkzeug handelt es sich genau um das, was wir als Produktionsform aus Werkzeugstahl bezeichnen. Der Gummi sitzt im Hohlraum, man wendet Hitze und Druck an, das Teil härtet aus. Das ist es.
Seit etwa sechs Jahren beziehe ich Formen von ABIS in Shenzhen. In dieser Werkstatt werden Pressen von 80T bis 1600T betrieben. Mein Kundenbetreuer dort ist Mike, der seit 2019 mit ihm zusammenarbeitet. Der Großteil meiner Gummiwerkzeuge läuft über deren Werk in Longgang.
Warum Stahl statt Aluminium
Aluminium lässt sich schneller schneiden. Das weiß jeder. Aber Aluminium hält nicht stand, wenn man LSR Schuss für Schuss im 180-Grad-Winkel laufen lässt. Der Hohlraum beginnt etwa nach 20.000 Zyklen auszuwaschen. Ich habe das auf die harte Tour gelernt, als ich 2021 EPDM-Dichtungen ausprobierte. Die Trennfuge am Aluminiumwerkzeug wurde Schuss für Schuss aus 18 Kilometern Entfernung erstellt. Habe das Werkzeug herausgeholt, weggestellt und Stahl bestellt. Hätte das vom ersten Tag an tun sollen.
Stahl kostet im Voraus mehr. Ein einfaches Kompressionswerkzeug mit vier {{1}Kavitäten in P20 von ABIS kostet etwa 4.500 bis 6.000 US-Dollar. Die gleiche Geometrie in 7075-Aluminium würde 2.800 $, vielleicht 3.200 $ kosten. Aber das Aluminium hält auf den meisten Mischungen nicht über 30.000 Schläge hinaus. Berechnen Sie Ihr Jahresvolumen.
Stahlsorten, die ABIS tatsächlich auf Lager hat
P20 ist ihr Brot und Butter für Gummiformen. Vor-gehärtet, 28 bis 32 HRC ab Lager. Gut für Läufe bis zu 150.000 Schlägen auf weicheren Mischungen. NBR, Silikon, EPDM, alles in Ordnung.
S136 verwenden sie für medizinische Arbeiten und-Lebensmittelkontaktarbeiten. Rostfrei, spiegelglatt. Ich habe sie bei einigen Aufträgen auch mit 420SS laufen lassen, wenn der Kunde es so angegeben hatte. Teurer in der maschinellen Bearbeitung. Dauert länger. Wenn Sie auf Edelstahl umsteigen, verlängern Sie Ihre Vorlaufzeit um zwei Wochen.
H13 wird eingesetzt, wenn die Form anhaltend hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Über 200 Grad benötigen Sie H13, sonst kommt es zu einer Erweichung der Hohlraumblöcke. NAK80 erscheint in einigen Angeboten für Arbeiten in optischer Qualität-, aber das ist häufiger auf der Kunststoffseite der Fall.
Wärmebehandlung
P20 wird normalerweise ohne zusätzliche Wärmebehandlung geliefert. Es ist vor-gehärtet. Einige Kunden wünschen zusätzlich eine Nitrierung, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen, wenn sie Compounds mit hohem -Füllgehalt verwenden. Ruß nutzt sich bei 50 phr schneller ab, als man denkt.
H13 und S136 werden nach der Grobbearbeitung beide einer Wärmebehandlung unterzogen. ABIS nutzt hierfür einen externen Anbieter. Verlängert den Bau um etwa zehn Tage. Die Teile kommen zurück und müssen nachgeschliffen werden, da während des Abschreck- und Anlasszyklus nichts die Abmessungen perfekt behält.
Oberflächenbeschaffenheit
Das Standard-CNC-Maschinenfinish liegt bei etwa 63 Ra. Für die meisten industriellen Gummiteile ist das akzeptabel. Man kann Werkzeugspuren auf dem Teil sehen, aber bei einer Dichtung interessiert das niemanden.
Für kosmetische Arbeiten oder Silikon in Lebensmittelqualität-benötigen Sie Politur. ABIS führt die manuelle Politur im eigenen Haus bis zu SPI A-2 oder so durch. Das Hochglanzpolieren einer tiefen Kavität braucht Zeit. Ich habe gesehen, dass Angebote mit einem Aufschlag von 800 bis 1.500 US-Dollar zurückkamen, nur um ein kompliziertes Teil zu polieren.
Sie arbeiten mit Mold-Tech für Texturen. Ich habe Ledernarbungen, geometrische Muster und ein paar Logos gemacht. Die Textur verlängert die Vorlaufzeit, normalerweise ein bis zwei Wochen, je nach Tiefe und Fläche.
Wie ABIS Gummiformen baut
Kompressionsformen sind einfach. Zwei Platten, Hohlraum in einer oder beiden, Gummi wird hineingelegt, Presse schließt, Hitze und Druck. Diese sind günstig und schnell zu schneiden.
Transferformen haben oben einen Topf, in den Sie den Gummi laden. Der Kolben drückt es durch die Angüsse in die Hohlräume. Besser für Teile mit engen Toleranzen oder Metalleinlagen. Aufgrund des Topf- und Läufersystems ist der Bau teurer.
Gummi-Spritzgussformen ähneln dem Kunststoff-Spritzguss, der thermische Aufbau ist jedoch umgekehrt. Das Angusssystem bleibt kalt, die Kavitätenplatten laufen heiß. ABIS kauft Kaltkanalsysteme von externen Lieferanten und verarbeitet diese in die Formbasis.
Echte Arbeit, ich habe sie durchgesehen
Letztes Jahr hatte ich einen deutschen Automobilkunden, der in vier Wochen 600 Getriebedichtungen benötigte. Die Herstellung eines Stahlwerkzeugs würde mindestens acht bis zehn Wochen dauern. Wir haben für die ersten 200 Teile eine Silikonkautschukform verwendet und sie verschickt, während das P20-Werkzeug geschnitten wurde. Sobald der Stahl fertig war, führten wir die Waage durch. Der Kunde hat seine Teile pünktlich erhalten, wir haben keine Verspätungsgebühren in Kauf genommen.
Bei einem weiteren Auftrag handelte es sich um eine Serie von 44 umspritzten Silikonknöpfen für ein medizinisches Gerät. Es wurden Messingeinsätze eingegossen. ABIS gab das Stahlwerkzeug mit 8.500 $ an. Die Teile kamen sauber heraus, kein Grat, die Einsätze blieben an Ort und Stelle. Zwei Jahre später produzieren wir immer noch mit diesem Werkzeug.
Lieferzeiten ab Shenzhen
Eine typische Gummiform von ABIS besteht aus sechs bis zehn Wochen PO- bis T1-Proben. Hängt von der Komplexität, der Anzahl der Hohlräume und der Stahlsorte ab. Edelstahl verlängert die Zeit. Multi-Kavität erhöht die Zeit. Slider und Lifter verlängern die Zeit.
Der Versand in die USA dauert auf dem Seeweg weitere zwei bis drei Wochen. Mit der Luftfracht verkürzt sich die Zeit auf eine Woche, die Kosten verdreifachen sich jedoch. Die meisten meiner Kunden können auf das Meer warten.
Was ich neuen Ingenieuren erzähle
Der Entwurfswinkel ist wichtig. Mindestens ein halbes Grad an jeder Wand oder am Teil klebt. ABIS markiert dies in DFM, aber Sie sollten es selbst erkennen, bevor Sie den Ausdruck senden.
Die Wandstärke des Teils sollte über 0,8 mm bleiben. Wenn es dünner ist, reißt der Gummi beim Entformen, insbesondere bei Silikon.
Runden Sie Ihre Innenecken ab. Scharfe Ecken konzentrieren die Spannung im Stahl. Der Hohlraum reißt oder das Gummiteil reißt. So oder so verlierst du.
Entlüften Sie Ihre Trennlinie. Eingeschlossene Luft führt zu Verbrennungen und Kurzschüssen. ABIS schneidet 0,02 mm tiefe Entlüftungsöffnungen in die Trennfläche. Manchmal braucht man mehr. Das merkt man bei den ersten Aufnahmen und passt es an.
Kostenvergleich
Stahlwerkzeug: 4.500 bis 15.000 US-Dollar, abhängig von Größe, Hohlräumen und Stahlsorte.
Aluminiumwerkzeug: 2.000 bis 5.000 $, gleiche Parameter.
Silikonkautschuk-Prototypform: 350 bis 800 $.
Wählen Sie basierend auf Ihrem Volumen aus. Unter 200 Stück ist eine Gummiform sinnvoll. . 200 bis 5.000 Stück könnte Aluminium funktionieren, wenn die Verbindung nicht abrasiv ist. Oberhalb von 5.000 ist Stahl die einzige Wahl, die einem später keine Probleme bereitet.
Das ist alles Wissenswerte über Stahlwerkzeuge für Gummi. Nichts Kompliziertes, nur viele kleine Details, die sich summieren. Machen Sie es richtig und das Werkzeug läuft jahrelang. Wenn Sie sich irren, telefonieren Sie mit Ihrem Lieferanten und erklären ihm, warum Sie eine Notfallreparatur benötigen.