мелкосерийное литье пластмасс

Когда слышишь про мелкосерийное литье пластмасс, многие представляют просто уменьшенный вариант массового производства. На деле же — это отдельная вселенная с другими законами, где стандартные техпроцессы часто дают сбой. Помню, как на старте мы потратили три недели на перенастройку термостата для ABS-композиции, потому что не учли скорость кристаллизации при малых объемах.

Почему мелкие серии сложнее, чем кажется

Основная ошибка — пытаться экономить на оснастке. Лить под давлением 500 деталей в форме за 50 тысяч рублей? Фактически себестоимость каждого изделия будет заоблачной. Приходится искать баланс: иногда проще сделать литье пластмасс в силиконовых формах, даже если это увеличит цикл на 15-20%.

Особенно критичен выбор материала. Для партий до 1000 штук нейлон может вести себя непредсказуемо — в прошлом месяце пришлось переделывать партию кронштейнов из-за разной усадки в зависимости от влажности в цеху. Пришлось ставить дополнительный осушитель, хотя по техрегламенту это не требовалось.

Кстати, про коллег из АО Шаньси Боин Литье — они хоть и работают с чугуном, но их подход к контролю качества на малых сериях очень показателен. Смотрел их наработки на byzz.ru, особенно интересен опыт с отливками для промышленных роботов, где геометрия сложнее, чем у многих пластиковых деталей.

Оборудование, которое не подводит

За 7 лет перепробовали 4 типа термопластавтоматов. Для серий до 5000 изделий оптимальным оказался Huafu с гидравлическим приводом — пусть шумный, но стабильно держит давление до 80 МПа. Хотя для поликарбонатов все равно предпочитаем старенький Engel, его плита точнее смыкается.

Важный нюанс — система охлаждения. При коротких циклах (до 30 секунд) даже +2°C перегрева воды дают брак через каждые 50-60 отливок. Пришлось поставить чиллер с двойным контуром, хотя изначально казалось избыточным для таких объемов.

Оснастку теперь делаем только с медными вставками в зонах сложного теплоотвода — да, дороже на 25%, зато не приходится останавливать производство из-за пригара каждые 2 недели.

Реальные кейсы и провалы

Самая памятная история — заказ на 200 корпусов для медицинских датчиков. По чертежам все было идеально, но при мелкосерийном литье ПА6 с 30% стекловолокна дал разнотолщинность стенок в скрытых полостях. Пришлось добавлять литниковые каналы прямо в процессе, клиент ждал на 10 дней дольше.

А вот с крышками для компрессоров получилось удачно — взяли за основу техпроцесс АО Шаньси Боин Литье для чугунных отливок, адаптировали под пластик. Их принцип 'сначала тепловые расчеты, потом металл' сработал и здесь, хотя для пластмасс пришлось учитывать эластичность формы.

Недавний провал — попытка сэкономить на газовом трапе для сложнорельефных изделий. В теории должно было сократить время цикла на 12%, на практике 30% деталей пошло в переплавку из-за неравномерного распределения массы.

Материалы, которые не подводят

Для серий до 1000 штук остановились на ABS от LG Chemical и полипропилене Borouge. Последний особенно хорош для деталей с защелками — усадка предсказуемая, в пределах 1.8-2.1% даже при колебаниях температуры формы.

С поликарбонатами сложнее — если для крупных серий берем Covestro, то для мелких выгоднее Sabic, пусть и с более жесткими допусками по влажности. Разница в стоимости сырья до 40%, а при небольших объемах это существенно.

Вот с армированными материалами до сих пор экспериментируем. Стекловолокно 15% — стабильно, 30% — уже лотерея. На прошлой неделе пришлось выбраковать 47 изделий из-за расслоения в зонах с резкими переходами толщин.

Что бы я изменил в подходе

Главное — не экономить на пробных отливках. Раньше делали 3-5 тестовых циклов, сейчас минимум 15. Да, дороже на этапе запуска, зато потом не теряем клиентов из-за задержек.

Перестали доверять цифровым моделям усадки на 100%. Для ответственных деталей теперь всегда делаем физические шаблоны — как раз подход, который у коллег из byzz.ru отлажен для чугунного литья.

И да — никогда не соглашайтесь на 'упрощенную' приемку ОТК для мелких серий. Тот самый случай, когда сэкономленные 2 часа оборачиваются неделей исправлений оснастки.

Перспективы и тупиковые ветки

Сейчас пробуем гибридные технологии — например, литье с последующей лазерной сваркой отдельных узлов. Для серий 200-300 штук иногда выгоднее, чем сложная многоместная оснастка.

А вот от быстрого прототипирования силиконовыми формами практически отказались — для серий свыше 50 изделий уже не рентабельно, да и геометрия ограничена.

Интересно, что некоторые методы из чугунного литья, описанные на сайте АО Шаньси Боин Литье, оказались применимы и к пластмассам. Особенно их система контроля температуры в зонах теплонапряжений — мы адаптировали ее для пресс-форм с неравномерной массой.

В целом, мелкосерийное литье пластмасс продолжает быть территорией компромиссов. Но именно в этих ограничениях и рождаются самые элегантные техрешения — как тот случай, когда для 400 деталей использовали доработанную оснастку от другого заказа, сэкономив клиенту 60% стоимости подготовки.