Témata
Reklama

Výroba forem pro krátké série

Ve většině odvětví průmyslu se doposud používají formy vyráběné z nástrojových ocelí klasickým nebo elektroerozivním obráběním. Velikou nevýhodou při jejich výrobě je hlavně jejich vysoká cena a pracnost. Z tohoto důvodu je výhodné vyrábět formy levnějšími technologiemi na bázi skořepin, zhotovovaných některou z technologií povrchových úprav.

Trendy ve většině oborů směřují od velkosériové k malosériové výrobě, což vyžaduje odlišný přístup k výrobě forem pro krátké série. Je proto snahou rozšířit možnosti galvanotechniky a žárového stříkání kovů k vytváření forem těmito technologiemi.
Samotná výroba forem galvanoplasticky elektroformováním je známá již několik desítek let. Vývoj galvanoplastiky však neudržel krok s jinými, tzv. konvenčními technologickými postupy výroby, a tak se příliš nevyvíjela. V současné době bylo dosaženo v galvanoplastice takových znalostí, že je aktuální těmito technologiemi se opět zabývat. Nabízí se několik možností použití. Mezi hlavní směry vývoje patří výroba skořepinových forem pro aplikace lisování plastu, a dále ve slévárenství a ve sklářství.
Protože zákazníci vyžadují u výrobků nejen vysokou spolehlivost a funkčnost, ale také kvalitní design, bývá většina výrobků tvarově složitá (někdy i s povrchovým reliéfem).
Vlastní výroba formy se sestává z několika základních kroků, z nichž u každého je několik možností.
Reklama
Reklama
Reklama

Výroba modelu

Velkým přínosem pro výrobu modelů (respektive jader) se zdá být aplikace nízkotavitelných kovů (teplota tání 50 - 90 °C), které lze bez větších problémů odlévat do silikonových forem, odstraňovat, obrábět či spojovat.
Podstata výroby vodivého modelu spočívá v tom, že zhotovíme kopii modelu (vosk, sklo, kov, dřevo) do formy ze silikonu, do níž se pak odlévá nízkotavný kov. Vyrobené modely se pak dají bez problémů spojovat do větších celků, tmelit speciálními tmely nebo retušovat (zabrušovat, zalešťovat či naopak zdrsňovat). Tohoto postupu se používá převážně pro výrobu tvarově velmi složitých předmětů. Jednodušší modely se zpravidla obrábějí přímo z modelového kovu, protože tím odpadá nutnost výroby silikonové formy.

Výroba skořepiny

Máme-li hotový model, je nutné na něm vytvořit samonosnou skořepinu o tloušťce 1 - 2 mm, a to buď galvanicky, nebo žárovým nástřikem. K nejčastěji používaným kovům pro výrobu forem je v galvanice měď a nikl, při žárovém stříkání pak zinek, hliník a cín (respektive jejich slitiny).
Přes poměrně velké rozdíly v pevnosti a tvrdosti se používá velmi často měď, ať už jako nosný nebo jako funkční kov pro nenáročné použití. Nikl má sice lepší mechanické vlastnosti, ale je obtížněji galvanicky vyloučitelný. Jednou z možností je také používání dražších vícesložkových slitin typu Fe-Ni nebo kompozitních materiálů zvyšujících nejen tvrdost a pevnost, ale i otěruvzdornost.
Ke galvanickému vylučování kovů (vytváření kovové skořepiny) se standardně používá běžně dostupné vanové vybavení galvanoven. Mezi hlavni výhody této technologie patří její jednoduchost. Nevýhodou je však nerovnoměrná proudová hustota na povrchu modelu, a tudíž i nestejnoměrná tloušťka vrstvy vyloučeného kovu. Tímto je omezeno vylučování kovu u velmi členitých povrchů.
Při výrobě forem žárovým nástřikem kovů spočívá největší problém v udržení nízké teploty na povrchu modelu av udržení regulace nástřiku za účelem omezení vnitřního pnutí.

Odstranění modelu

Máme-li vyrobenou pevnou a kvalitní skořepinu, je nutné odstranit model. Skořepina se ohřeje a model z nízkotavného kovu se vypustí ven. Dalším krokem je pak definitivní odstranění zbytků modelového kovu. Stopové množství kovu se odstraňuje mechanicky, případně odleptáním kyselinou.
Vyrobenou skořepinu je nutné dále zpevnit. To se provádí buď dalším pokovením, nebo vyplněním skořepiny vhodným plnivem. Následuje mechanické upevnění skořepiny do rámu, popřípadě zabudování chladicích a topných elementů. Způsob upevnění a výplňový materiál závisí především na požadavcích kladených na formu. Existuje několik kritérií, podle kterých se volí nejen materiál skořepiny, ale i materiál tělesa formy - lze mezi ně zařadit teploty, tlaky a střídání teplot, ať už vyhřívání nebo chlazení formy (50 - 240 °C). Složení výplňového materiálu závisí především na funkci formy. Když je zapotřebí rychlý odvod tepla z formy, použije se materiál s velkou tepelnou vodivostí (olovo, zinek, hliník, ocelové třísky). Jinak se používají materiály chovající se jako tepelné izolanty (beton, šamot, slévárenský písek) nebo směsi těchto materiálů (ocelové třísky a písek).
Přednost forem vyrobených nekonvenčními způsoby spočívá hlavně v jejich nižší cenové náročnosti a poměrně rychlé výrobě. Toho lze s výhodou využít jak v malosériové výrobě (pro 100 - 1000 kusů), tak hlavně při navrhování nových výrobků, pro jejich prototypy a zkoušky.
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 10630
Datum: 06. 06. 2001
Rubrika: Výroba / Povrchové úpravy
Autor:
Firmy
Související články
Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Funkční materiály pomocí depozice atomových vrstev

Depozice atomových vrstev (ALD – Atomic Layer Deposition) je technologie využívající depozice tenkých vrstev na povrch substrátu s přesností v atomovém měřítku, založená na řadě reakcí výchozí látky v plynném stavu s povrchem substrátu. Většina ALD reakcí používá dvě chemické látky, které se nazývají prekurzory.

Související články
Odhrotování výbuchem

Odhrotování výbuchem se odborně nazývá termické odhrotování (TEM). Jde o vysoce výkonnou a maximálně produktivní metodu odhrotování menších, tvarově složitých, jednoduchých i velmi náročných výrobků, na které jsou kladeny ty nejvyšší požadavky z hlediska čistoty, kvality, a ekonomiky výroby. Tato nekonvenční metoda je schopna stoprocentně zajistit, že se později v zabudovaných součástkách nic neuvolní. Používá se zejména po třískovém obrábění železných i neželezných kovů nebo po středním či vysokotlakém lití menších neželezných odlitků.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Laserové řešení pro plastikářský průmysl

Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

Kalení litinových loží - případová studie

Společnost Kuličkové šrouby Kuřim, nacházející se v areálu TOS Kuřim, investovala do výkonného průmyslového laseru, který používá ke svařování dílců, navařování kovových vrstev a k povrchovému kalení. Zejména aplikace povrchového kalení vede k dosažení nemalých úspor výrobních nákladů. Níže uvedená případová studie představuje možnosti těchto technologií.

Pokročilé mazání pro úspornost a spolehlivost

Věda a výzkum přinášejí zcela unikátní řešení i pro procesy zdánlivě zavedené a v oblastech, kde by inovace laik neočekával. Každý pozitivní a použitelný krok ke zlepšení klimatické situace naší planety je přínosem a jednou z nesmírně efektivních, užitečných, a vlastně poměrně snadných a finančně nenáročných záležitostí. Takovými by mohly být aplikace pokročilých tribologických řešení především pro dopravu, průmysl a výrobu energií.

Téma: technologie pro výrobu forem

Díly, součásti či výrobky, které spatřily světlo světa díky tomu, že byly vylisovány, odlity či vykovány ve formě, jsou doslova všude kolem nás. Forma je zařízení často velmi složité a komplexní a k její výrobě je potřeba řada špičkových technologií. Následující článek představuje některé z nich.

Princip laserového čištění a jeho možnosti

Laserové čištění patří mezi mladé technologie, jež nacházejí stále nové uplatnění nejen v průmyslu. Hlavním důvodem jsou nízké provozní náklady, ekologická šetrnost k životnímu prostředí a v neposlední řadě šetrnost k čištěnému materiálu oproti konvenčním metodám.

Laserová i optická řešení a mnohem více

Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

Výrobní laserové technologie

Výrobní laserové technologie lze dělit mnoha způsoby-, podle použitého výkonu, délky pulzu nebo interakce s materiálem. Nejjednodušší způsob rozdělení laserových technologií je do tří skupin: dělení a odebírání materiálu, spojování materiálu a úprava povrchu materiálu. Vzhledem k rozmanitosti využití laseru není toto dělení zcela jednoznačné a existuje několik dalších technologií, které se nacházejí mezi těmito kategoriemi.

Prostor pro laserovou automatizace je stále obrovský

Česká společnost Lascam systems se zabývá zejména dodávkami laserových zařízení pro obrábění kovů a plastů. Byla včas u rozvoje moderních laserových technologií a dnes pomáhá firmám s integrací laserových aplikací do výrobních procesů. Podle slov obchodního ředitele společnosti Karola Flimela se považují spíše za dodavatele řešení než distributora jednotlivých zařízení a za největší výzvu považují složité inovativní projekty, které přinášejí nový způsob výroby.

Lasery a optika v průmyslu

Měsíc květen se nesl ve znamení zákaznických setkání, dnů otevřených dveří, seminářů a konferencí. Také společnost Lascam v tomto jarním měsíci uspořádala dvoudenní konferenci. Již druhý ročník ve svém názvu Lasery + optika v průmyslu skrývá témata, která byla na pořadu dne. Představitelé významných světových výrobců laserových a optických technologií prezentovali stovce účastníků novinky a možnosti jejich využití.

Moderní způsoby ochrany vysokopevných ocelí

V posledních letech je v automobilovém průmyslu kladen stále větší důraz na snižování hmotnosti vozu, potažmo spotřeby a z ní plynoucích emisí, za současného zvýšení bezpečnosti posádky. Jednou z možností, jak splnit tyto požadavky, je nahrazení starých materiálů používaných pro výrobu určitých komponentů za nové, pevnější. Díl z pevnějšího materiálu může být tenčí a potažmo i lehčí oproti dílu původnímu, ale současně je schopen vydržet stejné, nebo i větší namáhání.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit