¿Qué es la herramienta de acero?
La herramienta de acero es exactamente lo que llamamos un molde de producción cortado a partir de acero para herramientas. La goma se asienta en la cavidad, se aplica calor y presión y la pieza se cura. Eso es todo.
Llevo unos seis años adquiriendo moldes de ABIS en Shenzhen. En ese taller utilizan prensas desde 80T hasta 1600T. Mi representante de cuentas allí es Mike, ha estado tratando con él desde 2019. La mayor parte de mis herramientas de caucho pasan por sus instalaciones de Longgang.
¿Por qué acero en lugar de aluminio?
El aluminio es más rápido de cortar. Todo el mundo lo sabe. Pero el aluminio no resiste cuando se ejecuta LSR a 180 grados, disparo tras disparo. La cavidad comienza a lavarse alrededor de 20.000 ciclos. Aprendí esto de la manera más difícil con una serie de juntas de EPDM en 2021. La línea de separación de la herramienta de aluminio fue disparada a toma de 18k. Saqué la herramienta, la guardé y encargué acero. Debería haberlo hecho desde el primer día.
El acero cuesta más por adelantado. Una sencilla herramienta de compresión de cuatro-cavidades en P20 de ABIS cuesta entre 4500 y 6000 dólares. La misma geometría en aluminio 7075 costaría $2800, tal vez $3200. Pero el aluminio no superará los 30.000 disparos en la mayoría de los compuestos. Haga los cálculos con su volumen anual.
Calidades de acero que ABIS realmente tiene en stock
P20 es su pan de cada día para los moldes de caucho. Pre-endurecido, 28 a 32 HRC fuera del almacén. Bueno para carreras de hasta 150.000 tiros con compuestos más blandos. NBR, silicona, EPDM, todo bien.
S136 que utilizan para trabajos de contacto médico y alimentario-. Inoxidable, pulido como espejo. También les pedí que ejecutaran 420SS en algunos trabajos cuando el cliente lo especificó. Más caro de mecanizar. Lleva más tiempo. Agregue dos semanas a su plazo de entrega si opta por el acero inoxidable.
H13 es lo que ponen cuando el molde experimenta altas temperaturas sostenidas. Por encima de 200 grados, desea H13 o se ablandará en los bloques de la cavidad. NAK80 aparece en algunas de sus cotizaciones para trabajos de grado óptico-pero eso es más común en el lado del plástico.
Tratamiento térmico
P20 normalmente se envía sin tratamiento térmico adicional. Está pre-endurecido. Algunos clientes quieren nitrurar además de eso para obtener resistencia a la abrasión si utilizan compuestos de relleno con alto contenido-. El negro de carbón a 50 phr se desgasta más rápido de lo que piensas.
H13 y S136 salen para tratamiento térmico después del mecanizado de desbaste. ABIS utiliza para ello un proveedor externo. Agrega unos diez días a la construcción. Las piezas regresan y necesitan terminar de pulirse porque nada mantiene las dimensiones perfectamente durante el ciclo de enfriamiento y revenido.
Acabado superficial
El acabado estándar de la máquina CNC es de alrededor de 63 Ra. Para la mayoría de las piezas de caucho industriales, eso es aceptable. Se pueden ver marcas de herramientas en la pieza, pero a nadie le importa un burlete.
Para trabajos cosméticos o silicona de calidad alimentaria-, necesitas pulimento. ABIS pule a mano internamente-hasta SPI A-2 aproximadamente. El pulido tipo espejo en una cavidad profunda lleva tiempo. He visto cotizaciones con $800 a $1,500 agregados solo para pulir una parte complicada.
Trabajan con Mold-Tech para texturas. He hecho piel flor, patrones geométricos y un par de logotipos. La textura agrega tiempo de entrega, generalmente una semana o dos dependiendo de la profundidad y el área.
Cómo construye ABIS moldes de caucho
Los moldes de compresión son simples. Dos placas, cavidad en una o ambas, entra goma, se cierra a presión, calor y presión. Son baratos y rápidos de cortar.
Los moldes de transferencia tienen un recipiente en la parte superior donde se carga la goma. El émbolo lo empuja a través de bebederos hacia las cavidades. Mejor para piezas con tolerancias ajustadas o inserciones metálicas. Más caro de construir debido al sistema de maceta y corredor.
Los moldes de inyección de caucho son similares a los de inyección de plástico, pero la configuración térmica es inversa. El sistema de correderas permanece frío y las placas huecas se calientan. ABIS compra sistemas de canales fríos a proveedores externos y los mecaniza en la base del molde.
Trabajo real, los revisé.
El año pasado tuve un cliente automotriz alemán que necesitaba 600 sellos de transmisión en cuatro semanas. Una herramienta de acero tardaría como mínimo entre ocho y diez semanas. Utilizamos un molde de goma de silicona para las primeras 200 piezas y las enviamos mientras se cortaba la herramienta P20. Una vez que el acero estuvo listo ejecutamos la balanza. El cliente recibió sus piezas a tiempo, no tuvimos cargos por pagos atrasados.
Otro trabajo fue una serie de 44 botones de silicona sobremoldeados para un dispositivo médico. Tenía inserciones de latón moldeadas. ABIS cotizó la herramienta de acero en $ 8,500. Las piezas salieron limpias, sin rebabas, las inserciones permanecieron en su sitio. Todavía estamos produciendo esa herramienta dos años después.
Plazos de entrega desde Shenzhen
Un molde de caucho típico de ABIS tiene muestras de PO a T1 de seis a diez semanas. Depende de la complejidad, el número de cavidades y el grado del acero. El acero inoxidable añade tiempo. La cavidad múltiple-añade tiempo. Los controles deslizantes y los elevadores añaden tiempo.
El envío a EE. UU. tarda otras dos o tres semanas por mar. El transporte aéreo lo reduce a una semana pero triplica el costo. La mayoría de mis clientes pueden esperar al océano.
Lo que les digo a los nuevos ingenieros
El ángulo de tiro importa. Medio grado mínimo en cada pared o la pieza se pega. ABIS marcará esto en DFM, pero usted debe detectarlo usted mismo antes de enviar la impresión.
El espesor de la pared debe permanecer por encima de 0,8 mm en la pieza. Más delgado que eso y la goma se rompe al desmoldar, especialmente en silicona.
Redondea las esquinas interiores. Las esquinas afiladas concentran la tensión en el acero. La cavidad se agrieta o la pieza de goma se rompe. De cualquier manera pierdes.
Ventile su línea de separación. El aire atrapado provoca quemaduras y disparos cortos. ABIS corta respiraderos de 0,02 mm de profundidad en la cara de separación. A veces necesitas más. Te das cuenta de esto en los primeros disparos y te adaptas.
Comparación de costos
Herramienta de acero: entre 4.500 y 15.000 dólares, según el tamaño, las cavidades y la calidad del acero.
Herramienta de aluminio: $2.000 a $5.000 mismos parámetros.
Molde prototipo de caucho de silicona: entre 350 y 800 dólares.
Elija según su volumen. Con menos de 200 piezas, el molde de caucho tiene sentido. 200 a 5000, el aluminio podría funcionar si el compuesto no es abrasivo. Por encima de 5000, el acero es la única opción que no te causará problemas más adelante.
Esto es todo lo que vale la pena saber sobre herramientas de acero para caucho. Nada complicado, sólo un montón de pequeños detalles que suman. Hágalo bien y la herramienta funcionará durante años. Si se equivoca, hablará por teléfono con su proveedor para explicarle por qué necesita reparaciones de emergencia.