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H客戶是我們多年以來的重要合作伙伴,H公司是一家全球化、設計和制造藝術燈光的公司,在其商業領域中,H公司具有行業前列地位。該產品是舞臺燈具中的一個主要配件,是一個重要的內部功能件。
先做手板驗證結構和設計,然后進行量產。剛開始收到客戶的設計圖紙,感覺鑄造很難達到客戶要求的精度,但是如果完全使用CNC加工,成本就太高了,難以量產。
上一代的產品,是先通過沖壓模制作鈑金件,手柄上的20幾個零配件,要分別生產然后再鉚接、點焊組裝在一起,這樣做很難達到客戶要求的精度,且重復性差,生產成本高,強度測試有時還通不過。
于是客人在新一代產品中與我們的研發團隊一起合作,更新了產品結構,現在我們通過壓鑄一次成型,然后CNC再加工高精度的部位,大大簡化了生產工藝,縮短了生產周期,降低了生產成本,在增加了產品整體強度的同時,也可滿足客人的精度要求。
由于之前已經生產過一代產品,客戶給我們提供了詳細的改進后的2D圖紙用于手板加工。手板是通過CNC加工完成的,使用的材料是AL6061鋁合金,Mastars擁有業界3軸和德國HERMLE 5軸CNC加工,CNC加工可以保證產品的尺寸公差,滿足客戶要求的精度。5天后,我們完成了手板制作。
交付手板后,驗證了客戶的設計和功能要求,接著對圖紙進行了修改,以準備投入量產。但是量產如果全部采用CNC加工,生產成本就太高。于是量產的工藝,雙方經多次研究探討,決定仍然采用上一代產品的鑄造生產工藝,并把材料調整為ADC12鑄鋁。
Mastars的設計團隊和生產部門多次研究試驗,希望突破前一代產品的生產局限性,把生產工藝改成一次壓鑄成型,產品上的20個零件一次成型,再通過精密CNC加工完成所有的尺寸和位置公差要求,經過不斷努力,我們實現了預期的設計想法。但是這一重大的改革,并非一帆風順的,遇到一些重大的技術挑戰。
想要一次壓鑄成型,在壓鑄模具的設計上,就要和上一代產品有很大的不同,但是在設計和試驗的過程中,我們遇到了技術難點。
1、當時在我們接到客戶新一代產品的2D圖紙時,發現這個產品的公差要求非常高,中間裝軸承的孔,公差達到-0.008—0.033mm。而且這里的材料厚,如果我們用普通的方案從外面進膠,中間會產生砂眼,達不到客戶要求的精度。我們的設計人員通過多年的豐富經驗知識,在模具設計上,設計了3點細水口的方案來進膠。然后通過模流分析,發現這個方案是可行的,可以達到我們期望的效果。
2、這個產品有一個很大的風險是產品兩端空料太多,產品長度比較長,開口太大容易造成產品變形,達不到客人要求的長度公差±0.5mm、兩支撐腳間的裝配孔距公差±0.1mm的要求。后來,我們在這個位置設計了輔助的流道,把支撐腳兩邊固定起來,后期再把輔助流道用CNC加工去掉,這就避免了變形,將精度控制到客戶要求的公差范圍內。
3、在后加工過程中,我們同樣遇到了難題,我們怎么在機加工中保證所有的尺寸精度呢?經過設計、生產人員反復研究、討論,終于想到了一個聰明的做法:在加工過程中,先將要求高的軸承孔加工到位,然后以此為固定,再加工其他位置,這樣就保證了所有位置的尺寸精度和位置精度。
確定好解決方案后,為了實現這個產品的量產,Mastars開始設計制造了壓鑄模具。
方案一旦確定,模具的設計和生產就水到渠成了,我們在30天內完成了模具的設計、制造、試模、驗收。
量產時,先將鋁胚放到熔爐中熔化成液態鋁水,再用已經制作好的模具在壓鑄機上壓出產品的胚體,接下來沖掉產品周圍的渣包,再送去拋光打磨,修整產品毛刺。
然后把零件放到CNC機床進行精加工,以達到高要求的尺寸,以及更為精細的表面。
對于有外觀要求的產品表面,將會對產品進行后處理加工,比如噴砂、氧化、噴粉等。這個產品由于是內部功能件,對產品表面沒有高的要求,所以不需要做后期的精細表面處理。
然后,對零件進行尺寸檢測,以確保達到客戶的生產要求。
在這個項目開發過程中,我們遇到了很多的困難,一度讓項目停滯甚至夭折,但是Mastars的工程人員勇于對面困難,迎難而上,在設計生產中發現并解決難題是我們的一貫作風。經過項目團隊30多個日夜的艱苦奮戰,終于生產出了完全合格的產品,達到了交付要求。
客戶看到產品非常滿意,客戶項目負責人Steven說:“Mastars是我們多年的合作伙伴,這些年來我們一直彼此信任,彼此成就,他們有實力強大的研發團隊,工藝水準,每一次我們在做手板的時候,他們都會提出設計中的問題,以及今后量產可能會出現的問題,以便我們及時改進,這給我們節省了大量的時間成本,讓我們避免了很多錯誤,我們和Mastars在整個過程中保持非常良好的溝通,有這樣的合作伙伴,我們感到非常開心,也非常放心”。