Георгий Александров

Project Manager компании ProPLASTIC

Литье под давлением является одним из самых распространенных методов производства пластиковых изделий Этот процесс позволяет получать сложные формы с достаточно высокой точностью и непревзойденной скоростью. И, как многие другие производственные технологии, литье время от времени форсится как самый продвинутый метод серийного производства. Однако обстоятельства, такие как масштабы производства, финансовые ограничения или требования к материалам, могут сделать его совершенно неприменимым. Попробую свести все подобные случаи непригодности к пяти категориям.

Большую часть моей писанины на Хабре, вероятно, занимает нытье. Нытье о том, что люди, не понимают, чем физик отличается от электрика, компьютерщика и инженера‑технолога. С развитием в компании направления литья под давлением, я получил очень много грязного и болезненного геморроя, самый прочный узел которого в том, что многие совершенно не понимают, специфики технологии, что возможно и рентабельно лить на термопластавтомате. Это НЕ бампер на Волгу, НЕ капролоновый шкив, НЕ алюминиевый блок цилиндров в алюминиевой форме и НЕ мыло в форме груди.

Если Вам интересно литье, но нет в нем опыта, подумайте, не относится ли к Вашему изделию хоть один из перечисленных пунктов. И если это так — пожалуйста НЕ лейте. Я серьезно — не оформляйте заявку на форму для литья под давлением, позвоните сперва, поговорим, у нас в компании не порицается общение с теми, кто дозвонился просто спросить.

Случай 1. Малые объемы производства

Когда требуется произвести небольшое количество изделий, затраты на заказ оснастки и запуск термопластавтомата кратно превысят стоимость самих изделий. Процесс литья под давлением требует значительных первоначальных вложений в оборудование и формы.

Альтернатива – утки нет, одна из альтернатив — аддитивные технологии, в просторечии 3D‑печать, которая позволяет быстро и экономично создавать прототипы и малые серии изделий без необходимости в формах.

Аддитивные методы производства сами лишь недавно слезли с сомнительного пьедестала самого популярного кандидата на роль елочки универсальной затычки всех производственных дыр. Когда их впервые показали по Первому каналу, они определенно стали предметом ажиотажных попыток приткнуть их хоть куда‑то. Мне довелось и самому столкнуться с этим. Так, в бытность мою инженером‑конструктором в максимально типичном пост‑советском НИИ, Гениальный генеральный директор, предложил, в рамках диверсификации производства от военки, делать карманные радиоприемники, печатая для них корпуса на FDM.

Cейчас все более спокойно — как филаментные, так и фотополимерные, и селективные машины давно перестали быть экзотикой. Среды для моделирования доступны, услуги по печати предлагаются в каждом городе, а при необходимости, свой центр прототипирования разворачивается за считанные дни. И не останется, в отличии от формы, на которой отлили 200 деталей, ржаветь на складе дорогостоящим курьезом. Производители сверхмаржинального медицинского оборудования могут себе такое позволить, остальные, чаще, нет.

Случай 2. Финансовые барьеры

Это когда препятствием является не абсурдное время окупаемости, а попросту отсутствие средств. Создание форм для ТПА может быть (и будет) дорогим и времязатратным процессом. Стоимость формы из стали редко окажется меньше нескольких сот тысяч, и никто не помешает ей пробить потолок в десятки миллионов.

Вариант — литье в силикон, этот метод позволяет быстро получать изделия без необходимости в дорогостоящих металлических формах, подходит для малых серий и прототипов. Да, в пересчете на единицу изделия дорого, но если партия небольшая и единственная, а изделие монолитное, адекватной замены Вам не найти.

Случай 3. Частая смена дизайна

При использовании литья под давлением, изменение дизайна изделия может потребовать значительных затрат на переработку форм. Процесс закономерно становится менее гибким для быстрого реагирования на требования потребителя.

Выход, по крайней мере, для малосерийных производств — ручное формование, например, из композитов. Среди прочих достоинств метода — огромная вариативность механических свойств готового изделия за счет применения различных комбинаций компаунда и армирующего материала, возможность оперативной коррекции геометрии оправки, отсутствие проблем с внедрением закладных деталей, широчайшая свобода в выборе формы изделий, фактически неограниченный максимальный размер.

Случай 4. Специфические требования к материалам

Некоторые материалы (многие композиты, термореактивные полимеры) могут не подходить для литья под давлением из-за своей вязкости и других физико-химических свойств.

В таких случаях можно рекомендовать инжекционное формование — этот метод подходит для работы с термореактивными материалами и позволяет создавать детали с высочайшей удельной прочностью. Существует определенная терминологическая путаница с обычным литьем под давлением. Поясню: обычно имеется ввиду формование в камере из термореактивной массы, однако, применительно к пропитке армирующего сырья под давлением, употребление термина тоже считается корректным.

Случай 5. Сложная конфигурация

Часто наши продукты должны обладать не только высокой прочностью и стойкостью к воздействию внешней среды, но еще и массогабаритными характеристиками, и совместимостью с сопрягаемыми деталями, которые могут быть недостижимы на изделии простой формы без пустот и выемок. Литье под давлением может не обеспечивать необходимые характеристики для таких изделий.

Возможность есть — сборка из элементов(нарезанные листы и профиля), на клеевое, сварное, либо иное соединение, вроде винтов или муфт. Метод позволяет соединять пластиковые (и не только)элементы с высокой прочностью, комбинируя их с другими материалами. Преимущества очевидны — помимо того, что размер сборки ограничен только размером цеха, оснастка, как правило, элементарная и доступная, а сборочные элементы могут быть унифицированы.

Являясь одним из важнейших кирпичиков современной индустрии, литье под давлением, вопреки тому, что написано выше, обычно рассматривается как вариант ухода от перечисленных технологий. Однако, именно присущие ему ограничения и компромиссы обуславливают широкую распространенность альтернативных методов производства. Не стоит грешить неуместным снобизмом, когда речь заходит о древней, либо, напротив — юной технологии. Для каждой задачи существует наиболее подходящий вариант решения.

С Вами был Магистр Георгий. Если Вы знаете, чего хотите, я скажу, как это получить.