Używaj innowacyjnych stali, FASTCOOL® - by zmniejszyć czas cyklu, odprowadzając szybko ciepło

Wysokie przewodnictwo cieplne innowacyjnych stali narzędziowych FASTCOOL® pomaga zwalczyć wzrost szkodliwych emisji gazów klimatycznych związanych z niepowstrzymanym wzrostem popytu na pojazdy i opakowania, poprzez poprawę wydajności produkcji, jak również przez wyższą jakość części (niższy odsetek braków). Przekłada się to na zmniejszone zapotrzebowanie na dodatkowe linie produkcyjne oraz zdolność do produkcji lżejszych elementów. Znalezienie nowych opłacalnych sposobów poprawy wydajności produkcji, przy jednoczesnej poprawie jakości produkowanych komponentów jest niezbędne do promowania zastosowań formowania wtryskowego tworzyw sztucznych (PIM) oraz do zmniejszenia śladu środowiskowego, jaki pozostawiamy na naszej planecie.

Te same konwencjonalne stale narzędziowe były używane w przeciągu ostatnich czterdziestu lat na rynku form i matryc. Natomiast przy globalnym skupieniu się na zmniejszeniu emisji CO2 i innych gazów klimatycznych oraz staraniu się o zmniejszenie ilości odpadów, a także na poprawie wydajności produkcji, logicznym wydaje się, że formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych, odlewnictwo i rozwijający się przemysł produkcji dodatków od początku rozwiązują te problemy. Dzieje się to poprzez wybieranie optymalnych surowców, które umożliwiają bardziej zrównoważone sposoby produkcji. W tym artykule porównamy innowacyjne stale narzędziowe o wysokiej przewodności cieplnej HTCS® i FASTCOOL® z konwencjonalnymi stalami narzędziowymi do pracy na gorąco, takimi jak EN/DIN 1.2343/1.2344 i EN/DIN 1.2311/ 1.2312 (P20) pod względem wydaj ności i wpływu na środowisko.

ZAAWANSOWANE STALE NARZĘDZIOWE DO PRACY NA GORĄCO. GATUNKI STALI DO RÓŻNYCH ZASTOSOWAŃ W PRACY NA GORĄCO.

Doskonałe właściwości termiczne

Przewodność cieplna konwencjonalnych stali narzędziowych jest niska, zwykle między 25-35 W/m*K; tak, że zastosowanie tego rodzaju stali narzędziowych zmniejsza efektywność czasu chłodzenia, a tym samym zwiększa całkowity czas produkcji części o 20-50%. Innowacyjne stale narzędziowe i proszki HTCS® i FASTCOOL® cechują się jednak wysoką przewodnością cieplną do 62 W/m*K przy bardzo wysokich właściwościach mechanicznych, które umożliwiają zwiększenie wydajności i jakości w łatwy i opłacalny sposób. Innowacyjne gatunki HTCS® i FASTCOOL® są również dostępne w postaci proszków specjalnie zaprojektowanych do wytwarzania przyrostowego, co umożliwia zwiększenie gęstości upakowania w łożu proszkowym, co daje łączny efekt nawet 6-krotnie wyższych wydajności.

Zaoszczędź czas i kup przyszłość!

W przypadku wielkoseryjnej produkcji części z tworzyw sztucznych niewielka poprawa czasu produkcji i redukcja braków, może mieć znaczący wpływ na koszt produkcji elementu i wpływ końcowy części na środowisko. Należy uwzględnić takie czynniki, jak koszty: pracy (LBC), inwestycji (INV), budowy formy (MCC), energii elektrycznej (EC), pośredni koszt pracy (ILBC), amortyzacja fabryki (FC) i wydajność maszyny (MC). Starannie przeanalizowane pozwolą dokonać dokładne szacunki.

Uprośćmy proces koncentrując się na materiałach wymaganym do produkcji formy, a zaoszczędzimy czas oraz zwiększmy niezawodność procesu.

Ze względu na złożoność i bieżące koszty produkcji form i matryc wysoce zalecane jest wykonanie numerycznej symulacji pomiędzy zastosowaniem konwencjonalnymi stalami narzędziowymi a stalami o wysokiej przewodności cieplnej. Wyniki w zakresie skrócenia czasu chłodzenia i poprawy jakości można następnie zweryfikować przed konstrukcją formy lub matrycy. Należy również pamiętać, że prognozy symulacji można poprawić dzięki informacjom zwrotnym z wyników uzyskanych w rzeczywistych warunkach produkcji. Niedoszacowanie prawdziwej ilości korzyści, które można uzyskać dzięki zastosowaniu stali o wysokiej przewodności cieplnej, może być związane z przewodnością powierzchni styku tworzywa a s tali, która zwykle nie jest uwzględniana przez programy symulacyjne.

Podczas gdy przewodność cieplna HTCS®/FASTCOOL® znacznie przewyższa konwencjonalne stale narzędziowe, koszty wytwarzania form związane z obróbką wnęk, wkładek i rdzeni form okazały się podobne lub nawet niższe w porównaniu z konwencjonalnymi stalami narzędziowymi. Aby to dodatkowo wesprzeć, to opierając się na wieloletnim doświadczeniu i zgromadzonej wiedzy na temat stosowania stali narzędziowych w różnych branżach, Rovalma opracowała model do oszacowania kosztów formowania wtryskowego danego procesu.

SKRÓCENIE CZASU CYKLU CZĘŚCI ZAMKA SAMOCHODOWEGO PRZY UŻYCIU INNOWACYJNEJ STALI FASTCOOL®-50 PRZY TWARDOŚCI 48-50 HRC DLA CAŁEJ WNĘKI/RDZENIA DLA WTRYSKU PA66 + 35GF. ZAUWAŻONE SKRÓCENIE CZASU CYKLU WYNIOSŁO ZE 110 S DO 79 S, PRZY JEDNOCZESNEJ LEPSZEJ JAKOŚCI CZĘŚCI I UJEDNOLICENIU TEMPERATURY DLA CAŁEGO PROCESU.

Jak to działa?

Strategia zwiększania korzyści ze stosowania stali narzędziowej o dwa lub trzy razy większej przewodności cieplnej niż konwencjonalne stale narzędziowe polega na zastąpieniu części mających kontakt z produkowanym komponentem, tj. matrycy, rdzenia, suwaków, tulei, i innych, innowacyjnymi stalami narzędziowymi o wysokiej przewodności cieplnej, czyli: HTCS®/FASTCOOL®. Nowe formy o wysokiej przewodności cieplnej mogą zachować tę samą konstrukcję chłodzenia, która będzie znacznie bardziej wydajna dzięki szybszej odprowadzaniu ciepła.

Ponadto, w oparciu o wyniki licznych przypadków produkcji przemysłowej, stale narzędziowe o wysokiej przewodności cieplnej do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych umożliwiły osiągnięcie wyjście ponad punkt między 10 tyś – 50 tyś wyprodukowanych części, przekładając się na ogromny wpływ ekonomiczny dla wielkoseryjnej produkcji pod względem oszczędności i dostępności maszyn. Ponadto dobrze wiadomo, że czas chłodzenia i homogeniczność materiału użytego do produkcji formy mają głęboki wpływ na wypaczenia i gorące punkty, co sprawia, że niezwykle ważne jest ujednolicenie temperatury formy i szybkości chłodzenia poprzez zwiększenie przewodności cieplnej materiałów stykających się z produkowanymi elementami. Pamiętajmy również, że każda produkcja braku, której można uniknąć, jest korzyścią dla naszej planety.

J. Dyrda,
j.dyrda@oberon.pl