SK 
HU 
EN 
DE 
CS 
Fröccsöntő szerszám tervezés lépései
Szekér Szimonetta
A legfontosabb lépések
- Termék, gép elemzése –Rajzi tűrések, paraméterek átvizsgálása
- Gyárthatóság elemzése – műanyag típus, zsugorodás, oldalferdeségek, alámetszések vizsgálata, szükség esetén javaslatok tétele, előszimuláció készítése
- Osztósík meghatározása, felületmodellezés – nyitási irány(ok), osztófelület elkészítése
- Betétezés elkészítése – gyárthatóságot, kilevegőzést figyelembe véve a betétezés elkészítése ezekből a betétmodellek, beömlőrendszer megtervezése
- Hűtés kialakítása – a kilöketésre előre gondolva a hűtőkörök kialakítása
- Kidobás kialakítása – kidobócsapok pozíciójának meghatározása, modellezése, kilökőrendszer megtervezése
- Szerszámház megtervezése – Szerszámlapok, vezetőelemek, külső szerszámelemek felépítése
- BOM, rajzkészítés, gyártás előkészítés – anyagválasztások, gyártási paraméterek meghatározása, 2D rajzok készítése, technológiai utasítások kiadása, készülékek, elektródák tervezése
1. A termék, gép elemzése
A szerszámtervezés első lépése a termék és a gyártási környezet elemzése a vevői dokumentációk alapján. Meg kell vizsgálni a 2D rajzokat, specifikációkat, ellenőrizni a mérettűréseket, a felületi követelményeket és az esetleges speciális igényeket (pl. látható felület, tömítőfelület, stb). Ugyanilyen fontos a fröccsöntő gép paramétereinek ismerete, milyen gépre szeretnék a szerszámot felrakni, mekkora a maximum szerszámméret, maximum nyitás, minimum szerszámméret, felfogatás módja, mekkora központosító tárcsát kell rátenni, milyen elektromos csatlakozót, milyen vízcsatlakozókat tudnak fogadni, milyen a kilöketés módja. Az alapanyag vizsgálatát is az első lépéshez sorolom, a zsugorodás megfelelő meghatározása az egyik legmeghatározóbb pont a szerszám tervezésekor. Egy rosszul megválasztott zsugorérték komoly plusz költségeket és időt jelenthet az optimalizációs folyamat során.
2. Gyárthatóság elemzése
A fröccsönthető terméknek meg kell felelnie bizonyos geometriai és technológiai feltételeknek. Ide tartozik a megfelelő falvastagság biztosítása az egyenletes anyagáramlás érdekében – például túl vastag falak esetén beszívódás és lunkerek keletkezhetnek, míg túl vékony falak töltési problémákhoz vezethetnek. Szögek alkalmazása is elengedhetetlen. Itt vizsgáljuk meg az alámetszéseket is.
3. Osztósík meghatározása, felületmodellezés
Következő fontos lépés az osztósík meghatározása. Az osztósík, osztófelület az a határfelület, amin a szerszám nyitni fog. Tehát ami határain találkozik az álló és a mozgó szerszámfél. A belső felületek kerülnek a mozgó oldalra, ugyanis erre zsugorodik az alkatrész, a külső felületek az álló oldalba kerülnek. Alámetszett részek esetén a termék nem eltávolítható a nyitási irányban, ekkor ezekre a részekre oldalmozgásokat, mozgó elemeket kell alkalmazni, úgy, mint csúszkákat, ferdekilökőket, összeomló magokat, repülő betéteket.
4. Betétezés elkészítése
Az osztósík modellezése utáni lépés az egyéb kibetétezések meghatározása. Itt figyelembe kell venni a kilevegőzést; kritikus helyekre (például bordákhoz) szükséges lehet betétezést tenni, amely mentén el tud távozni a levegő; fontos szempont a gyárthatóság, valamint megemlítendő még a kritikus méretek figyelembevétele is; ilyen pozíciókban is érdemes betétezést használni, hogy a szorosabb tűrésű méret könnyebben javítható legyen az optimalizációs folyamat során.
Ehhez a ponthoz sorolom a beömlőrendszer megtervezését is, mely során a vevő által specifikált forró-, hideg-, vagy hibrid csatorna kerül megtervezésre. Ha forró rendszer szükséges, ezt minden esetben annak gyártója tervezi, a szerszámtervezőnek a beépíthetőségről és megfelelő rajzi tűrések biztosításáról kell gondoskodnia.
Hideg vagy vegyes csatorna esetén a csatorna keresztmetszetének megválasztása az egyik fontos elem, mind méretét, mind formáját tekintve, amely lehet kör, trapéz, félkör. Mérete a termék térfogatától függ. Több fészek esetén úgy kell kialakítani, hogy mindegyik fészket egyszerre kezdje el tölteni, valamint hideganyagcsapdák elhelyezésére is figyelni kell, ami azt a célt szolgálja, hogy az első, „lehűlt” anyagrész ide áramoljon és ne a termékbe. A gát típusát is ekkor határozzuk meg, ami függ a vevői specifikációtól. Egyes vevők előírhatják, hogy hova kell kerülni, milyen típusúnak kell lennie. Például alagút vagy banángátra van akkor szükség, azaz önsorjázó típusra, ha az az elvárás, hogy a szerszámból már kész darab essen ki, ne legyen vele utómunka. Míg, ha filmmeglövést vagy direktmeglövést alkalmazunk, ezek esetében el kell távolítani a beömlőcsatornát a termékről.
5. Temperálás kialakítása
A temperálás kialakításánál figyelembe kell venni a termék alapanyagát, a geometriáját. A köröket úgy kell beépíteni, hogy minél jobban lekövessék a formát, minél egyenletesebb áramlással. Jól kiépített temperálórendszerrel csökkenthető a vetemedés. A közeg általában víz, de magas hőmérsékleten fröccsönthető daraboknál olaj is lehet. A megfelelő temperálással a ciklusidő is optimalizálható.
6. Kidobás kialakítása
A kilökők elhelyezésekor a következő szempontok kritikusak: A termék eltávolítható legyen a szerszámból, megfelelő kilökőutat kell választani, hogy az üregből kiemelkedjen a darab. Robotos elszedés esetén elég rövidebb kilökőút is. Kritikus fazonokhoz kilevegőzés és kilöketés szempontjából is fontos kilökőt helyezni, például mély bordákhoz. Fontos figyelni arra is, hogy ne történhessen ütközés az egyéb szerszámelemekkel.7. Szerszámház megtervezése
A szerszámház méreteinek meghatározásakor figyelembe kell venni a fröccsöntő gép medvéjének méreteit. Standard lapméreteket célszerű használni, Meusburger vagy Hasco katalógusból. Ekkor kerülnek beépítésre a rendszeroszlopok, az egyéb vezetőelemek, központosítók, tehermentesítő lapok.
Beépítésre kerülnek a kilökőrendszer részei, mint a visszatolócsapok -amelyek a rendszer mechanikai védelmét szolgálják-, a távtartótuskók -amelyek az alátámasztás miatt szükségesek- és a kilökőrendszer vezetés is. A mechanikai védelem mellett elektronikus védelem is található itt, egy végálláskapcsoló. Kellenek ütközőtappancsok a kilökőlapok fölé és alá is. Ez biztosítja, hogy ne teljes felületen ütközön fel a rendszer egyik végállásban sem.
A modellezés utolsó lépéseként a külső szerszámelemek kerülnek a szerszámra; az összekötő és szemescsavar, amelyek a szállítás miatt szükségesek; a szerszámbiztosító, amely a szerszám védelme miatt fontos, hogy emelés közben ne nyíljon meg és ne terhelje a vezetőelemeket. Szükséges még plexi lap a kilökőrendszer elé, hogy ne tudjon a kilökőrendszerbe esni/nyúlni semmi.
8. BOM, rajzkészítés, gyártás előkészítés
Utolsó lépésként elkészítjük a BOM listát, ekkor történik meg az alapanyagok kiválasztása, mely függ a szerszám élettartamától, a műanyag alapanyagától. Ekkor határozzuk meg a standard elemek beszerzési helyét, az egyéb alapanyag vagy betét előírásokat. A 2D rajzokat elkészítjük minden gyártandó vagy módosítandó elemről a szükséges tűréseket és specifikációkat feltüntetve. Mindezek figyelembevételével meghatározásra kerül a technológiai utasítás rendje, valamint a készülékek, elektródák megtervezése.
Összegzés
A fröccsöntő szerszám tervezése összetett és felelősségteljes folyamat, amelyben a legapróbb részletek is meghatározzák a végső termék minőségét, valamint a gyártás hatékonyságát. A siker kulcsa a megfelelő előkészítés: a termék és a gyártási környezet alapos elemzése, a gyárthatóság biztosítása, a precíz osztósík- és betétezés-tervezés, valamint a jól kialakított hűtési és kilökőrendszer. Ugyanilyen fontos a szerszámház és a standard elemek megfelelő kiválasztása, valamint a gyártás előkészítés során készített pontos dokumentáció.
Egy átgondoltan megtervezett szerszám nemcsak a termék minőségét, hanem a gyártás költséghatékonyságát, a ciklusidőt és a hosszú távú üzembiztonságot is garantálja.
A cikk nem teljes körű, inkább betekintést nyújt a szerszámtervezés legfontosabb lépéseibe és szempontjaiba. A részletek iparáganként, termékenként és vevői elvárások szerint jelentősen eltérhetnek, így a tényleges tervezési folyamat ennél jóval mélyebb szakmai tudást és tapasztalatot igényel.
