Ремонт технологической оснастки для литья пластмассовых изделий

Последствия эксплуатации изношенной оснастки

Три главных угрозы для производства

Изношенная технологическая оснастка для литья пластмассовых изделий — это не просто «немного потрепанный инструмент». Это прямая угроза вашему бизнесу.

Скажу прямо: игнорирование состояния форм приводит к трем серьезным проблемам:

1. Увеличение себестоимости продукции вследствие повышенного расхода сырья
2. Потеря качества получаемой продукции
3. Рост риска выхода из строя оборудования

Теперь давайте разберемся, что скрывается за каждым пунктом.

Как именно теряется качество

Потеря качества проявляется по нескольким характеристикам:

• ✖️ геометрические размеры — изделие не соответствует чертежу
• ✖️ физические свойства — прочность, эластичность ухудшаются
• ✖️ чистота по инородным включениям — посторонние частицы в расплаве
• ✖️ внешний вид — царапины, вмятины, неровности поверхности

Инородные твердые включения в расплаве полимера, мелкие поломки и сбои в системе сталкивания отливок, применение слесарного инструмента для снятия отливок, случайные повреждения в процессе сборки-разборки во время мелких ремонтов — все это служит причиной потери качества.

Перегревы, залипания массы, вытекания массы из формообразующей оснастки ведут к повышению риска выхода из строя всего оборудования.

Теперь понятно, к каким серьезным негативным последствиям может привести эксплуатация изношенной оснастки.

Основные дефекты формообразующей оснастки

Шесть типичных проблем

Но прежде чем говорить о восстановлении, следует остановиться на основных дефектах, ведущих к таким последствиям.

Итак, основными дефектами технологической оснастки для литья пластмассовых изделий являются:

1. Вмятины и забоины различной величины
2. Отдельные царапины
3. Волосяные риски
4. Следы коррозии в виде раковин либо пятен с полностью нарушенной чистотой поверхности
5. Общее повреждение поверхности от применения абразивных инструментов
6. Сколы (особенно по острым кромкам)

Каждый из этих дефектов по-своему опасен. Царапина может показаться мелочью, но она становится очагом дальнейшей коррозии. Скол на острой кромке — это уже серьезная проблема, которая влияет на геометрию изделия.

Профилактика: как продлить жизнь оснастке

Простые правила, которые работают

Профилактикой возникновения данных дефектов служит:

• ✓ применение консервирующих смазок в процессе транспортировки и хранения оснастки
• ✓ отказ от использования жестких абразивных инструментов при очистке оснастки
• ✓ контроль качества сырья на предмет инородных включений
• ✓ строгое соблюдение чистоты на производственных площадях

Казалось бы, все просто. Но...

Однако никакая профилактика не поможет при низком качестве стали, из которой изготовлена оснастка, естественного временного износа гальванопокрытия и длительной эксплуатации.

И рано или поздно проблема восстановления оснастки возникает.

Рис. 1. Типичные дефекты рабочих поверхностей оснастки

Два вида ремонта: экономия до 6 раз

Выбор стратегии восстановления

Сначала проблема восстановления оснастки кажется не столь значительной, и предприятия идут на различные эксперименты по устранению возникших дефектов.

Однако не каждое предприятие, занимающееся литьем изделий из пластмасс, имеет в своем штате квалифицированных специалистов, обладающих необходимыми знаниями в технологии ремонта оснастки.

Попытавшись доступными средствами восстановить геометрию формообразующей детали сваркой или наплавкой с последующей слесарной доводкой и получив отрицательный результат, предприятия обращаются за помощью к специалистам.

Однако зачастую некорректно выполненные действия становятся препятствием для восстановления оснастки.

Поэтому, заметив проявление нежелательных последствий эксплуатации, следует немедленно обратиться за помощью на предприятие, специализирующееся в ремонте технологической оснастки.

Какой ремонт выбрать?

Ремонт технологической оснастки для литья пластмассовых изделий можно разделить на два вида:

Сразу же следует отметить, что стоимость ремонта первого вида примерно в 5-6 раз дешевле стоимости ремонта второго вида.

Вовремя проведенный ремонт первого вида позволяет избежать капитального ремонта оснастки на весь период ее службы (4-5 лет при двухсменной работе).

Далее под понятием «рабочая поверхность» принимается поверхность детали технологической оснастки для литья пластмассовых изделий, имеющая непосредственный контакт с пластмассой во время процесса формообразования.

Подготовка к гальванопокрытию и финишная доводка

Когда достаточно легкого ремонта

Подготовка деталей оснастки к гальванопокрытию, гальванопокрытие с финишной доводкой проводится при условии, что незначительные изменения геометрии, возникающие при ремонте, существенно не влияют на стоимость продукции, ее качество и не приводят к повышению рисков вывода оборудования из строя.

Этот вид ремонта включает в себя несколько этапов:

Этап 1: Снятие старого покрытия

Снятие изношенного гальванопокрытия химическим способом. Химический метод безопасен для основного металла и позволяет полностью удалить старое покрытие без повреждения базы.

Этап 2: Очистка и промывка

Очистку и промывку формообразующей детали. Важно удалить все загрязнения, остатки смазок, продукты износа.

Этап 3: Шлифование плоскостей сопряжения

Шлифование плоскостей сопряжения. Это обеспечивает точное прилегание деталей друг к другу.

Этап 4: Устранение дефектов рабочих поверхностей

Осмотр деталей на предмет выявления дефектов рабочих поверхностей, шлифование рабочих поверхностей до устранения дефектов.

Съем материала составляет не более 100 мкм. Следы коррозии в виде раковин, вмятины, забоины и царапины глубиной менее 100 мкм, а также волосяные риски устраняются полностью.

Более глубокие дефекты — «заваливаются». Острые кромки их границ притупляются, чем обеспечивается высокая адгезия гальванопокрытия.

Во время шлифования особое внимание уделяется контролю геометрии плоских выходных поверхностей секционных фильер и классу чистоты поверхности вводных каналов.

Рис. 2. Контроль геометрии и чистоты поверхностей

Этап 5: Полирование

Полирование рабочих поверхностей. Критерий — 11-12 класс чистоты поверхности.

Этап 6: Гальванопокрытие

Гальванопокрытие. Предпочтение отдается хромированию как наиболее твердому (до 72 HRCэ) виду.

Толщина покрытия зависит от произведенного съема материала при шлифовании и составляет 50-1000 мкм.

После нанесения покрытия измеряется его толщина на предмет выявления неравномерности покрытия.

Этап 7: Финишная доводка

Финишную доводку. Детали промываются, осматриваются на предмет выявления возможных дефектов гальванопокрытия, и их рабочие поверхности полируются до зеркального блеска.

Этап 8: Контрольная сборка

Контрольную сборку. Производится на предмет контроля соблюдения технологических зазоров.

Этап 9: Консервация

Консервацию. Наносится защитная смазка и детали завертываются в крафт-бумагу.

Почему сварка не подходит для ремонта форм

Опасность «быстрого» ремонта

К сожалению, заказчик часто обращается за помощью, когда технологическая оснастка уже требует капитального ремонта.

Прежде чем говорить о капитальном ремонте, следует обратить внимание на частое желание заказчика устранить серьезные дефекты рабочих поверхностей формообразующих деталей с помощью сварки или наплавки.

Сразу отмечу, что сварка не обеспечивает однородности материала, может привести к локальным изменениям структуры металла и к дефектам при нанесении гальванопокрытия.

Поэтому применять ее при ремонте технологической оснастки для литья пластмассовых изделий не рекомендуется.

Почему? Все просто:

• ✖️ неоднородность материала — шов отличается от основного металла
• ✖️ изменение структуры — возникают внутренние напряжения
• ✖️ дефекты покрытия — хром ложится неравномерно

Кажется, что сварка — это быстро и дешево. Но потом приходится переделывать, а иногда оснастку уже невозможно восстановить.

Ограничения наплавки при восстановлении геометрии

Когда наплавка допустима

Наплавка с целью восстановления геометрии формообразующей поверхности литьевой формы имеет ограниченный объем.

Наплавка должна производиться со строгим соблюдением следующих требований:

Требование 1: Локализация зоны наплавки

Зона наплавки должна быть отделена от остальной поверхности детали.

Лучше всего производить предварительный раздел зоны наплавки механическим занижением (фрезерование) на 200-300 мкм поверхности, подлежащей наплавке, относительно общей поверхности детали.

Этим обеспечивается максимальная локализация переходной зоны от материала наплавки к основному.

Переходная зона имеет самую неблагоприятную структуру: возможно образование раковин, изменяется химический состав, наплавленный металл имеет неравномерную толщину по границам наплавки.

Требование 2: Идентичность материалов

Наплавляемый металл должен быть идентичен металлу, из которого изготовлена деталь.

Перед наплавкой производится спектральный анализ материала детали, при этом пробные образцы следует взять из максимального количества точек наплавляемой поверхности.

Требование 3: Термическая подготовка

Для уменьшения степени изменения структуры металла необходимо произвести предварительный нагрев детали до 250–350°С с последующим медленным охлаждением.

Таким образом, наплавка не является универсальным способом восстановления формообразующих деталей.

Капитальный ремонт: когда без него не обойтись

Полное восстановление оснастки

При серьезных дефектах формообразующих деталей желательно произвести капитальный ремонт оснастки.

Что включает капитальный ремонт?

1. Снятие изношенного гальванопокрытия химическим способом
2. Очистку и промывку формообразующих деталей
3. Фрезерование базовых плоскостей
4. Фрезерование поверхностей сопряжения
5. Шлифование плоскостей сопряжения
6. Фрезерование рабочих поверхностей, геометрия которых влияет на стоимость и качество продукции, а также на риск вывода из строя оборудования
7. Восстановление резьб, установка втулок (для цилиндрических деталей)
8. Шлифование рабочих поверхностей
9. Полирование рабочих поверхностей
10. Гальванопокрытие
11. Финишная доводка
12. Контрольная сборка
13. Консервация

Глубина дефектов рабочей поверхности составляла более 1000 мкм. Установлена ремонтная втулка.

Рис. 3. Восстановление резьб и установка ремонтных втулок

Пошаговый процесс восстановления оснастки

Детальная технология капитального ремонта

Давайте рассмотрим каждый этап подробнее.

Шлифование рабочих поверхностей

Съем материала составляет более 100 мкм.

Во время шлифования особое внимание уделяется контролю геометрии плоских выходных поверхностей секционных фильер и классу чистоты поверхности вводных каналов.

Полирование

Полирование рабочих поверхностей. Критерий — 11-12 класс чистоты поверхности.

Гальванопокрытие

Гальванопокрытие. Предпочтение отдается хромированию как наиболее твердому (до 72 HRCэ) виду.

Толщина покрытия составляет 50–100 мкм.

После нанесения покрытия измеряется его толщина на предмет выявления неравномерности покрытия.

Финишная доводка

Финишная доводка. Детали промываются, осматриваются на предмет выявления возможных дефектов гальванопокрытия, и их рабочие поверхности полируются до зеркального блеска.

Рис. 4. Идеальная поверхность после финишной доводки

Контрольная сборка и консервация

Контрольная сборка. Производится на предмет контроля соблюдения технологических зазоров.

Консервация. Наносится защитная смазка и детали завертываются в крафт-бумагу.

Экономическая эффективность своевременного ремонта

Инвестиции в будущее производства

Безусловно, в условиях напряженного плана выпуска продукции желательно минимизировать необходимое время на проведение ремонтов оснастки.

Однако не на каждом предприятии по выпуску изделий из пластмасс рентабельно содержать высокоточное оборудование и высококвалифицированных специалистов по ремонту технологической оснастки для литья изделий из пластмасс.

Себестоимость и качество продукции, работоспособность дорогостоящего оборудования — вот те вызовы, с которыми приходится сталкиваться ежедневно.

Вовремя проведенный квалифицированными специалистами ремонт вашей оснастки только повысит рентабельность и конкурентоспособность производства при минимизации издержек.

Что выгоднее: платить за постоянные ремонты и брак или один раз качественно восстановить оснастку?

Ответ очевиден.

Инж. А.Л. Зельдович
Директор
ООО МИПФ «Инженерная Техника»

В статье использованы фотографии технологической оснастки для литья изделий из пластмасс, ремонтируемой ООО МИПФ «Инженерная Техника».

ООО МИПФ «Инженерная Техника» образовано в 1992 году.

Область деятельности

Машиностроение (деревообрабатывающая, металлургическая, легкая промышленность). Проектирование и производство нестандартного оборудования, крупногабаритных и высокоточных узлов и деталей.

Основная продукция

Для деревообработки:
валы ножевые к рубительным машинам, валы шлифовальные к линиям шлифования, валы карданные приводов шлифовальных машин, гидроцилиндры прессов ламинирования, запасные части к рубительным машинам.

Для металлургии:
проектные работы по модернизации действующего оборудования трубопрокатных цехов, валки прокатных станов, валки рольгангов.

Прочее:
ремонт формообразующей оснастки для производства изделий из пластмасс.

Отличительной особенностью всех видов продукции является высокое качество исполнения, гарантийное, постгарантийное (для изделий) и шефское (для технической документации) обслуживание.

Производственные мощности

Минизавод в п. Лотошино Московской области производственной площадью 1100 кв.м на земельном участке 0,5 га с подъездными путями, собственным силовым трансформатором на 250 кВт, центральным отоплением, водоснабжением и канализацией.

Адрес производства:
Московская область, пос. Лотошино, ул. Сушзаводская, д. 12
Тел. (495) 979-38-00
Email: info@mechmast.ru
http://www.mechmast.ru