กระบวนการออกแบบและจำลองดิจิทัล
การผลิตแม่พิมพ์พรีฟอร์ม PET ความเร็วสูง-เริ่มต้นด้วยการออกแบบดิจิทัลที่แม่นยำ ด้วยเทคโนโลยีการออกแบบและการจำลองโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย - ทำให้โครงสร้างแม่พิมพ์สามารถปรับให้เหมาะสมก่อนการผลิต ลดการทำงานซ้ำ และวางรากฐานสำหรับการผลิตที่มีประสิทธิภาพ
การออกแบบพาราเมตริกและโมดูลาร์เป็นหัวใจสำคัญของการออกแบบแม่พิมพ์ความเร็วสูง- นักออกแบบใช้ซอฟต์แวร์การออกแบบ 3D เช่น UG และ SolidWorks เพื่อสร้างแบบจำลองพาราเมตริกตามพารามิเตอร์พรีฟอร์มที่ลูกค้าจัดเตรียมไว้ (เช่น น้ำหนัก เส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนาของผนัง และอัตราส่วนการดึง) โดยเชื่อมโยงขนาดของพรีฟอร์มกับโพรงแม่พิมพ์ รันเนอร์ ระบบทำความเย็น และโครงสร้างอื่นๆ ด้วยการเรียกใช้ไลบรารีส่วนประกอบแบบโมดูลาร์ (เช่น เสาและบุชชิ่งนำทางมาตรฐาน ส่วนประกอบทางวิ่งร้อน และกลไกการดีดออก) โครงสร้างแม่พิมพ์โดยรวมจึงสามารถสร้างได้อย่างรวดเร็ว ช่วยลดงานออกแบบที่ซ้ำซาก ตัวอย่างเช่น สำหรับแม่พิมพ์ความเร็วสูงที่มีโพรง 64- รอบการออกแบบสามารถสั้นลงจากปกติ 15 วันเหลือน้อยกว่า 7 วัน ขณะเดียวกันก็รับประกันความสม่ำเสมอของโครงสร้างของโพรง
การวิเคราะห์การจำลอง CAE ถูกนำมาใช้ตลอดกระบวนการออกแบบทั้งหมด ด้วยการจำลองตัวบ่งชี้สำคัญ เช่น การไหลของของเหลว ผลการระบายความร้อน และความแข็งแรงของโครงสร้าง ทำให้สามารถระบุข้อบกพร่องของการออกแบบได้ล่วงหน้า ในการจำลองการไหลของของเหลว ซอฟต์แวร์ เช่น Moldflow ใช้เพื่อวิเคราะห์เวลาในการเติม การกระจายแรงดัน และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของโพรงต่างๆ โดยปรับผังทางวิ่งและตำแหน่งเกตให้เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าความแตกต่างของเวลาเติมของแต่ละคาวิตี้ในแม่พิมพ์ที่มีคาวิตี้ 64- จะถูกควบคุมภายใน 0.3 วินาที การจำลองความแข็งแรงของโครงสร้างใช้ซอฟต์แวร์ ANSYS เพื่อจำลองการกระจายความเค้นของแม่พิมพ์ในระหว่างการเปิดและปิดแม่พิมพ์ที่มีความเร็วสูง- โดยมุ่งเน้นไปที่การปรับความหนาและรูปแบบของความเค้นให้เหมาะสม-ส่วนประกอบของแบริ่ง เช่น แม่แบบและเสานำทางเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปที่เกิดจากการทำงานที่ความเร็วสูง-ในระยะยาว การจำลองระบบทำความเย็นสามารถทำนายความสม่ำเสมอของการทำความเย็นผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปขั้นต้นโดยช่องทางน้ำ ด้วยการปรับเส้นผ่านศูนย์กลางของช่องน้ำ ระยะห่าง และตำแหน่งทางเข้า/ทางออก ความแตกต่างของอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปขั้นต้นในระหว่างการรื้อถอนจะอยู่ที่ต่ำกว่า 5 องศา
การออกแบบร่วมกันและการจัดการข้อมูลช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการออกแบบ ระบบ PDM (การจัดการข้อมูลผลิตภัณฑ์) ใช้สำหรับการจัดการข้อมูลการออกแบบแบบรวมศูนย์ ช่วยให้สามารถ-แบ่งปันข้อมูลแบบเรียลไทม์ระหว่างนักออกแบบ วิศวกรกระบวนการ และบุคลากรด้านการผลิต หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการออกแบบที่เกิดจากความไม่สอดคล้องกันของเวอร์ชัน ในขณะเดียวกัน แพลตฟอร์มการทำงานร่วมกันบนคลาวด์-ช่วยให้-สามารถสื่อสารแบบเรียลไทม์กับลูกค้าและซัพพลายเออร์เกี่ยวกับโซลูชันการออกแบบ ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดได้ทันท่วงที และลดรอบการยืนยันการออกแบบลงได้มากกว่า 30% ตัวอย่างเช่น เมื่อลูกค้าปรับความหนาของผนังพรีฟอร์ม ผู้ออกแบบสามารถอัปเดตขนาดของคาวิตี้ได้อย่างรวดเร็วผ่านความสัมพันธ์ของข้อมูล และส่งข้อมูลอัปเดตไปยังแผนกการผลิตไปพร้อมๆ กัน เพื่อให้มั่นใจว่ามีการปรับเปลี่ยนแผนการผลิตได้ทันท่วงที
การเลือกวัสดุและกระบวนการปรับสภาพล่วงหน้าประสิทธิภาพสูง-
แม่พิมพ์พรีฟอร์ม PET ความเร็วสูง-มีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับคุณสมบัติทางกล ความต้านทานการสึกหรอ และความเสถียรของวัสดุ การเลือกวัสดุที่เข้มงวดและกระบวนการปรับสภาพล่วงหน้าเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานที่เชื่อถือได้ในระยะยาว-ของแม่พิมพ์ภายใต้-ความถี่สูง และสภาวะการโหลดสูง-
การเลือกวัสดุแม่พิมพ์ที่แม่นยำต้องพิจารณาจากความแตกต่างด้านการทำงานของส่วนประกอบแม่พิมพ์ เนื่องจากช่องและแกนสัมผัสโดยตรงกับ-อุณหภูมิสูง จึงต้องใช้-การหลอม PET ความดันสูง สเตนเลสมาร์เทนซิติกบริสุทธิ์พิเศษ- (เช่น S136, STAVAX) ควรควบคุมปริมาณคาร์บอนที่ 0.3%-0.5% และปริมาณสิ่งสกปรก เช่น ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัส ควรน้อยกว่า 0.01% หลังจากการอบชุบด้วยความร้อน ความแข็งสามารถสูงถึง HRC48-52 และมีประสิทธิภาพการขัดเงาที่ดีเยี่ยม โดยมีค่าความหยาบผิว Ra0.01μm ส่วนประกอบโครงสร้าง เช่น แม่แบบและเสานำทางทำจากเหล็กชุบแข็งก่อน-ความแข็งแรงสูง (เช่น 718H, NAK80) โดยมีการควบคุมความแข็งที่ HRC30-35 และกำลังรับแรงอัดมากกว่าหรือเท่ากับ 1200MPa ซึ่งสามารถทนทานต่อแรงกระแทกของการเปิดและปิดแม่พิมพ์นับหมื่นต่อชั่วโมง สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความเร็วการฉีดสูงเป็นพิเศษ (ผลิตพรีฟอร์มได้มากกว่า 100,000 ชิ้นต่อชั่วโมง) ช่องดังกล่าวสามารถทำจากเหล็กความเร็วสูงโลหะผสมผง (เช่น ASP-60) โดยมีปริมาณธาตุผสมรวมมากกว่าหรือเท่ากับ 25% (ทังสเตน โมลิบดีนัม โครเมียม ฯลฯ) และความต้านทานการสึกหรอ 3-5 เท่าของเหล็กกล้าแม่พิมพ์ทั่วไป
การปรับสภาพวัสดุเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการตัดเฉือน หลังจากเก็บเหล็กแล้ว จะผ่านการทดสอบองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลอย่างเข้มงวด ปริมาณองค์ประกอบได้รับการยืนยันโดยใช้สเปกโตรมิเตอร์ และความแข็งเริ่มต้นจะถูกวัดด้วยเครื่องทดสอบความแข็งเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ ต่อจากนั้น จะทำการบำบัดอายุ โดยคงเหล็กไว้ที่อุณหภูมิ 500-550 องศาเป็นเวลา 4-6 ชั่วโมง และค่อยๆ ทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง เพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการตีขึ้นรูป และป้องกันการเสียรูปหลังการตัดเฉือน สำหรับแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ ต้องใช้กระบวนการทำความร้อนแบบขั้นบันไดและการทำความเย็นแบบอุณหภูมิคงที่ โดยควบคุมอัตราการทำความเย็นให้น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 องศา/ชั่วโมง เพื่อให้ได้อัตราการบรรเทาความเครียดภายในมากกว่า 80% จำเป็นต้องมีการอบอ่อนก่อนตัดวัตถุดิบเพื่อลดความแข็งของวัสดุ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ HRC25) ปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด และยืดอายุเครื่องมือ
ต้องรักษาการควบคุมความแม่นยำด้านมิติของวัสดุตลอดกระบวนการปรับสภาพก่อนทั้งหมด เครื่องเลื่อยที่มีความแม่นยำสูง - (ความแม่นยำในการตัด ±0.1 มม.) ใช้สำหรับการตัดวัตถุดิบเพื่อให้แน่ใจว่าค่าเบี่ยงเบนความหนาของแผ่นโลหะไม่เกิน 0.2 มม. โดยเหลือค่าเผื่อที่สม่ำเสมอสำหรับการประมวลผลในภายหลัง สำหรับวัตถุดิบที่เป็นโพรง การบดหยาบจะดำเนินการโดยใช้เครื่องบดพื้นผิวเพื่อควบคุมความเรียบภายใน 0.05 มม./ม. ซึ่งช่วยลดปริมาณการตัดที่จำเป็นในการประมวลผลครั้งต่อไป ในขณะเดียวกัน การตรวจจับข้อบกพร่อง (เช่น การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง) จะดำเนินการกับวัตถุดิบเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีรอยแตกภายใน รูพรุน และข้อบกพร่องอื่นๆ ป้องกันการแตกหักกะทันหันระหว่างการใช้แม่พิมพ์
