Выбор многоячейной литьей под давлением: подходит ли это для вашего проекта?

Если вам нужно произвести пластиковые детали, есть большой шанс, что вы в конечном счете используете литье под давлением. Поскольку этот точный производственный процесс является экономически эффективным способом производства средних и больших объемов идентичных пластиковых деталей, он часто лучший выбор по сравнению с методами вроде ЧПУ-обработки или литья в силиконовые формы.

Однако создание формы — долгий и дорогой процесс, поэтому вы хотите быть уверены, что у вас правильная форма с самого начала. В некоторых ситуациях однокавитарные формы, или формы, производящие один изделие за цикл, — путь к успеху. В других вы можете быть лучше с многоячейной формой, способной производить несколько изделий за цикл.

В этой статье мы рассмотрим основы многоячейного литья под давлением — включая плюсы, минусы и сценарии использования — чтобы вы могли решить, подходит ли использование многоячейной формы для требований вашего проекта.

Что такое многоячейное литье под давлением?

Многоячейное литье под давлением — это форма литья под давлением, включающая формовку двух или более идентичных деталей за цикл. Многоячейные формы могут содержать от двух до 164 кавитарностей и обычно увеличиваются с приращениями (2, 4, 8, 16, 24, 32 и т.д.). Стековые формы — формы, содержащие зеркальное отражение инструмента для изготовления деталей — классифицируются как многоячейные, поскольку в конечном счете они производят идентичные детали. Однако семейные формы — формы, производящие несколько деталей, похожих по размеру или внешнему виду, но не идентичных — не могут быть классифицированы как многоячейные формы.

Компании используют многоячейные литейные формы для множества разных продуктов в различных отраслях, включая товары народного потребления, медицину и автомобилестроение.

Команды продуктов часто начинают с однокавитарной формы для валидации дизайна перед переходом к многоячейной литейной форме. Однокавитарные формы дешевле и быстрее в производстве. Однако в некоторых случаях более разумно использовать многоячейную форму с самого начала. Производство того же большого объема деталей с однокавитарной формой вместо многоячейной означает больше циклов, больше станочного времени и более высокие затраты. Многоячейные формы позволят создавать больше деталей за меньше времени и с более низкой стоимостью на деталь.

В Fast Radius мы обычно рекомендуем иметь две кавитарности для продуктов с более чем 10 000 оценочных годовых единицами (EAU), четыре кавитарности для продуктов с EAU более 50 000 и восемь кавитарностей для продуктов с более чем 100 000 EAU.

Плюсы и минусы многоячейного литья под давлением

Использование формы с несколькими кавитарностями вместо одной предлагает несколько преимуществ. Многоячейные литейные формы используют время циклов более эффективно, поэтому вы можете производить больше деталей в час. Этот рост производственной эффективности позволяет быстрее удовлетворять высокий потребительский спрос. Несмотря на высокие начальные затраты, связанные с многоячейными формами, они также могут помочь снизить стоимость на деталь и сэкономить деньги на крупных производственных партиях.

Различные типы технологий распределительных каналов используются при проектировании однокавитарных и даже многоячейных форм. Холодные распределительные каналы обычно используются в прототипном инструменте для снижения начальных инвестиций. Однако это увеличивает отходы материала, и затраты связаны с перемалыванием излишков материала обратно в процесс или утилизацией. Горячие распределительные системы обычно используются в отработанных дизайнах для снижения отходов материала за цикл. Большинство многоячейных форм используют такие технологии.

Однако многоячейное литье под давлением также имеет свои недостатки, начиная со стоимости создания самой формы. Многоячейные формы требуют больших первоначальных инвестиций, чем однокавитарные, потому что они требуют больше материала, энергии, времени и труда для производства. Если у вас ограниченный бюджет или вы планируете производить детали малыми объемами, использование однокавитарной формы может быть более практичным.

Многоячейные формы также занимают больше времени на создание, чем их однокавитарные аналоги. Если вам нужно быстро вывести продукты на рынок, однокавитарная форма или другой производственный метод с более коротким сроком может быть лучшим. Плюс, многоячейные формы имеют более высокие затраты на обслуживание и риски, что может увеличить ваше время выхода на рынок. В конце концов, если одна кавитарность развивает дефект или ломается, вся форма может стать менее эффективной или даже непригодной.

Также стоит отметить, что многоячейное литье под давлением требует глубокого понимания баланса наполнения для достижения повторяющихся деталей, поэтому большинство производителей, работающих только с однокавитарными формами, столкнутся с кривой обучения при переходе к многоячейным. Им нужно будет обеспечить, чтобы все компоненты внутри многоячейной литейной формы были крайне точными и имели сравнимые по размеру впуска для лучших результатов.

Ключевые соображения для многоячейного литья под давлением

Решая, использовать однокавитарную или многоячейную форму, вы должны думать о желаемом объеме производственной партии, бюджете и сроке. Поскольку многоячейные формы дороже и дольше создаются, они не идеальны для малых производственных партий и ограниченных бюджетов. Однако они могут производить больше деталей за тот же период времени, чем однокавитарные формы, поэтому они лучше для средних или больших производственных партий.

Другие модификации дизайна могут включать:

• Определение количества кавитарностей, поскольку система охлаждения в форме может влиять на количество возможных кавитарностей для данного станка в зависимости от геометрии детали
• Использование симметричных дизайнов, так как они предлагают лучшую эффективность охлаждения и потока
• Дополнительное внимание к типам и размещению впусков, вентиляции и потоку расплавленного пластика по мере того, как форма становится больше и сложнее

Аспект стоимости многоячейного литья под давлением

Все — от размера и сложности детали до материала формы и количества кавитарностей — может влиять на цену многоячейной литейной формы. Нет единого прайса на многоячейное литье под давлением, но в целом, чем больше кавитарностей, тем больше ресурсов вам понадобится и тем больше будет стоить производство вашего продукта. Вы также столкнетесь с более высокими затратами на обслуживание, так как ваш производственный партнер будет обслуживать несколько кавитарностей вместо одной.

Однако когда речь идет о крупных производственных партиях, многоячейные формы предлагают большую возвратность инвестиций. Вы сможете сэкономить на механической обработке, труде и времени наладке, достичь более дешевой стоимости на деталь и максимизировать прибыль, так как более высокая кавитарность позволит создавать больше деталей за меньше времени. Хотя многоячейные формы требуют значительных вложений в начале, вы сэкономите время и деньги в долгосрочной перспективе.

Вы можете дальше снизить затраты, используя робототехнику или автоматизацию и имея четкое понимание того, сколько деталей вам нужно произвести. Например, если вы знаете, что потребительский спрос вырастет, имеет смысл начать с более высокой кавитарности, а не создавать однокавитарную форму, а затем переходить к многоячейной.

Многоячейное литье с Fast Radius

Многоячейные формы могут сэкономить вам время и деньги, но они не лучший выбор для каждого проекта. Поскольку создание литейной формы требует вложения значительного времени и денег, вам нужно знать ожидаемый потребительский спрос при решении о создании однокавитарной или многоячейной формы. Иначе вы можете обнаружить, что тратите деньги на создание однокавитарной формы, только чтобы быстро переключиться на многоячейную, или вкладываетесь в дорогую многоячейную форму, когда однокавитарная была бы достаточна для удовлетворения спроса.

Если вы знаете свой EAU, опытный партнер по дизайну и производству вроде Fast Radius может помочь определить, какой тип формы лучше подходит для вашего проекта. Мы готовы оживить ваши идеи и можем также предложить советы по материалу формы, материалу детали, дизайну формы и многому другому, чтобы вы могли создавать высококачественные детали максимально экономично. Мы даже можем помочь избежать крупнейших ошибок литья под давлением. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.

Посетите наш центр ресурсов, чтобы узнать больше о лучших практиках дизайна для литья под давлением, вариантах постобработки и многом другом.

Готовы произвести свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости