Matrice pro vstřikolis

Prvním krokem ve vývoji komponentu, který je třeba odlít metodou ztraceného vosku, je konstrukce a výroba matrice. Tato matrice se vyvíjí přímo v závodě CIREX v nástrojárně a je vlastně „negativem“ finálního odlitku. Jakmile je fáze konstrukčního navrhování dokončena, je matrice vyfrézována nebo vyrobena pomocí elektrojiskrového obrábění a sestavena odborníkem – nástrojářem. CIREX nese odpovědnost za konstrukční návrh a vývoji, takže matrice může být vyrobena externím dodavatelem, který disponuje nejmodernějšími stroji.

Pomocí matrice je vstříknut „pozitiv“ voskového modelu s přesnými modely a vynikajícím obrysovými křivkami.  Tyto voskové modely jsou vytvrzeny do tzv. voskového stromu, což zahrnuje jak velké množství voskových modelů, tak odlévací trychtýř, skrze který bude ocel v pozdější fázi procesu nalévána.

Různé druhy plísní

V CIREXu se používají různé typy voskových vstřikovacích matric. Pro jasnější obrázek různých typů níže uvádíme souhrnný přehled.

Obecné vlastnosti voskových vstřikovacích matric:

  • vhodné jak pro malé sériové produkce, tak pro velkosériovou výrobu odlitků
  • téměř neomezená životnost
  • jedna investice do skoro nekonečné výrobní kapacity
  • voskové vstřikovací matrice jsou vyrobeny z hliníku nebo oceli
  • extrémně vysoká přesnost rozměrů
  • forma je upravena na konstantní faktor smršťování během srážení tekutého vosku
  • není potřeba žádný úhel odtoku, protože voskový model se srazí
  • poskytována s jádry a propady pro případ, že voskový model nemá odtokový lem
  • dobrá tepelná vodivost
  • voskový model je identický s hotovým odlitým kusem
  • vynikající obrysová křivka
  • při výrobě matrice se používají obráběcí stroje nebo elektrojiskrové obrábění
  • matrice obsahuje vstřikovací kanálky, aby tekutý vosk snadno natekl do dutin
  • dutiny jsou očíslovány, aby byla zajištěna dobrá sledovatelnost výrobku

Předsériová matrice

  • vhodná pro první výrobní sérii pro zjištění, zda konstrukční návrh výrobku funguje
  • používá se pro menší série, maximálně do 200 kusů
  • obvykle vyrobená z hliníku
  • manuální obsluha a manipulace
  • příznivá cena díky nízkým výrobním nákladům

Předsériová matrice se používá hlavně k vytvoření první série výrobků rychlým a spolehlivým způsobem. Hned po prvním dodání zákazníkovi dostáváme zpětnou vazbu, zda je potřeba ještě dále optimalizovat a upravovat konstrukční návrh. Takové změny pak lze provést velmi rychle a snadno. A navíc, předsériová matrice poskytuje dobrý technický pohled na výrobek a výrobní proces. Takováto informace se použije později a zajistí, aby sériová výroba probíhala optimálně hned od začátku.

Jednoduchá matrice pro sériovou výrobu

  • používá se v sériové výrobě po celý životní cyklus výrobku
  • skládá se z jedné dutiny, proto se jí říká jednoduchá matrice
  • matrice může obsahovat více jader nebo propadů
  • vhodná pro středně velké série (250 až 5000 jednotek)
  • obvykle vyrobena z hliníku
  • manuální obsluha a manipulace
  • příznivá cena
  • ceny výrobků jsou lehce vyšší, protože tekuté výrobky jsou vstřikovány jeden po druhém

Matrice se většinou používá v odvětví, kde jsou potřeba relativně malé série odlitků.

Složitá matrice pro sériovou výrobu

  • používá se v sériové výrobě po celý životní cyklus výrobku
  • skládá se z více dutin, proto se jí říká složitá matrice
  • matrice může obsahovat více jader nebo propadů, k manipulaci může být využita hydraulická technologie nebo mohou být použity pružiny
  • vhodná pro velké až velmi velké série odlitků
  • vyrobena buďto z hliníku nebo z oceli
  • obsluha a manipulace s ní je většinou automatizovaná
  • často složité tvary
  • vyšší cena
  • ceny výrobků jsou relativně nízké, protože lze vstříknout několik výrobků současně

 

Složitá matrice se obvykle používá v automobilovém průmyslu a dalších odvětvích těžkého průmyslu, kde je nutné vyrábět velké série odlitků. Zda je potřeba sériovou formu ovládat manuálně nebo automatizovaně, se rozhodne na základě očekávané roční produkce a délky trvání zakázky. Například u výroby obrovských sérií odlitků v automobilovém průmyslu jsou ocelové formy vždy ovládány automatizovaně. Jak manuální tak automatizované ovládání jsou v průmyslovém odvětví možné.

Matrice, která se obsluhuje manuálně, versus matrice řízena automaticky

Někdy bývá dosti nejasné, jaký je rozdíl mezi manuální a automatizovanou obsluhou matrice.

Jak název napovídá, s manuálně obsluhovanou matricí manipuluje zaměstnanec CIREXu manuálně. Avšak samotný cyklus vstřikování vosku probíhá naprosto automaticky: čas operace a tlak vstřikování jsou řízeny vstřikovacím lisem.

Při použití automaticky ovládané matrice je nejen cyklus vstřikování vosku, ale také ovládání matrice řízeno elektronicky vstřikovacím lisem. Velkosériová výroba voskových modelů probíhá zcela automatizovaně (bez účasti obsluhujícího personálu).

Manuální obsluha

  • tato matrice se obsluhuje manuálně na vstřikovacím lisu
  • příznivá cena
  • matrice může obsahovat více jader či propadů
  • vhodná pro malé série a středně velké série odlitků
  • zhotovuje se buďto z hliníku nebo z oceli

Automatické řízení

  • tato matrice je řízena automaticky vstřikovacím lisem
  • nejsou zde prováděny žádné manuální operace
  • často se používají velmi složité matrice co do konstrukčního návrhu a rozměrů
  • obvykle obsahuje složitou elektroniku a hydraulické či pneumatické systémy
  • vhodná pro velké série odlitků nebo dlouhodobé zakázky
  • zhotovuje se vždy z kalené oceli, takže má téměř neomezenou životnost

Hliníkové matrice versus ocelové matrice

Matrice, které používá CIREX ve svých výrobních procesech, jsou vyrobeny buďto z hliníku nebo z oceli. Níže uvádíme krátký přehled rozdílů:

Hliníková

  • vhodná pro malé série a středně velké série odlitků
  • méně odolná proti opotřebení než ocelová matrice
  • méně tepelně vodivá než ocelová matrice
  • dobré dodržení předepsaných rozměrů a vysoká přesnost
  • příznivá cena
  • použitelná pro vstřikování složitějších i jednoduchých sérií
  • relativně jednoduché matrice

Ocelová

  • téměř neomezená životnost
  • vhodná pro velké až velmi velké série odlitků
  • velmi dobré dodržení předepsaných rozměrů a přesnost
  • dobrý rozptyl tepla
  • vysoká cena je kompenzována dlouhou životností
  • primárně automatizované řízení a možnost složitostí

Velkost série a očekávaná délka trvání zakázky určují, zda bude forma instalována na lis s manuálním ovládáním nebo na vstřikovací lis s automatickým řízením matrice, a dále, zda bude vyrobena z hliníku nebo z oceli. Rozhodnutí bude také ovlivněno geometrií a vyrobitelností komponentu, který se má dát do výroby.