Обзор Проекта
Бренд потребительской электроники, разрабатывавший новый хаб умного дома, нуждался в производственной пресс-форме для корпуса устройства — двухцветного корпуса ABS с матовой текстурированной верхней поверхностью и глянцевыми боковыми панелями. Устройство питается от сети, что требует класса огнестойкости UL 94 V-0. Клиенту требовалось 1,2 млн корпусов в год, что обусловливало многоместное решение с временем цикла менее 30 секунд.
Характеристики Детали
| Параметр | Спецификация |
|---|---|
| Деталь | Корпус хаба умного дома (цельная деталь) |
| Размеры | 120 × 120 × 55 мм |
| Толщина стенки | 1,8 мм номинальная |
| Материал | ABS FR, класс UL 94 V-0 |
| Внешняя отделка | Матовая текстура VDI 27 (верх), полуглянец SPI B1 (боковые стороны) |
| Косметический стандарт | Класс A на всех видимых наружных поверхностях |
| Цвет | RAL 9003 Signal White |
| Огнестойкость | UL 94 V-0 при толщине стенки 1,6 мм |
| Годовой объём | 1 200 000 штук |
| Целевое время цикла | <30 секунд |
Инженерный Подход
Расчёт Числа Гнёзд и Времени Цикла
При объёме 1,2 млн штук в год и целевом времени цикла 30 секунд производственная потребность рассчитывается следующим образом:
- 1 200 000 ÷ (2 впрыска/мин × 60 мин × 20 ч × 250 дней) = 2,0 гнезда минимум
Мы рекомендовали 4-местную пресс-форму, чтобы заложить гибкость графика, учесть плановые простои на обслуживание и обеспечить резервирование на случай, если одно гнездо потребует внимания в процессе производства.
При 4-местной пресс-форме и времени цикла 28 секунд на термопластавтомате 350T:
- Производительность: 514 циклов/ч × 4 гнезда = 2 056 деталей/ч
- Годовая мощность: 2 056 × 20 ч × 250 дней = 10,3 млн деталей (запас 4,3× к потребности)
Выбор Огнестойкого ABS
ABS марок FR содержат галогенсодержащие или безгалогенные антипирены, которые усложняют конструкцию пресс-формы:
- антипирены обычно снижают текучесть расплава — сечения литников приходится увеличивать;
- галогенсодержащие FR-марки при температурах переработки выделяют коррозионный хлористый водород или бромистый водород — сталь пресс-формы должна быть коррозионностойкой;
- склонность к подгоранию у FR-марок выше — вентиляция критична.
Мы выбрали CHIMEI PA-758A — безгалогенный FR ABS, достигающий V-0 при 1,5 мм, с более высокой текучестью расплава, чем у галогенсодержащих аналогов. Жёлтая карта UL (UL Yellow Card) была подтверждена с клиентом до размещения заказа.
Для стали мы применили 718H (аналог P20, предварительно закалённая до 33 HRC) с хромированными вставками литников для защиты от слабой коррозии, связанной с газоотделением FR-добавок.
Управление Текстурой и Технологическими Уклонами
Клиент указал текстуру VDI 27 по стандартам качества поверхности на верхней поверхности — среднее зерно, требующее минимум 2,5° уклона для чистого извлечения. Наш DFM-анализ конструкции клиента выявил уклон 1,5° на текстурированных поверхностях — недостаточный.
Мы выпустили отчёт DFM с рекомендацией увеличить уклон на 4 поверхностях. Клиент переработал файлы конструкции за 3 дня, избежав устойчивых следов задира на каждой детали — дефекта литья, вызванного разрывом текстуры при выталкивании.
Балансировка Литниковой Системы для 4-Местной Формы
При 4 гнёздах в компоновке 2×2 сбалансированное заполнение всех 4 гнёзд критично для стабильного веса и размеров деталей. Мы спроектировали холодный литниковый канал H-образной схемы (естественно сбалансированный, равная длина пути к каждому литнику) с диаметром каналов 6 мм — стандартный баланс между давлением заполнения и эффективностью использования материала.
Итоговая литниковая система: 4 туннельных литника Ø1,6 мм, расположенных на нижней внутренней поверхности корпуса, где след от литника скрыт, когда хаб стоит на поверхности.
Параметры Оснастки
| Параметр | Деталь |
|---|---|
| Тип пресс-формы | 4-местная, холодный канал, туннельный литник |
| Блок пресс-формы | LKM, 560 × 560 мм |
| Сталь | 718H предварительно закалённая, 33 HRC |
| Вставки литников | Хромированный туннельный литник Ø1,6 мм |
| Литниковая система | H-образная схема, диаметр 6 мм |
| Охлаждение | Водяные линии Ø8 мм, 20 мм от поверхности гнезда |
| Выталкивание | 12 × Ø4 мм выталкивателей на гнездо (на опорном буртике, вне косметической зоны) |
| Текстура | VDI 27 матовая на верхней поверхности; SPI B1 на боковых |
| Вес пресс-формы | 1 350 кг |
Оптимизация Времени Цикла
Достижение времени цикла <30 секунд потребовало оптимизации трёх фаз:
| Фаза | Время | Оптимизация |
|---|---|---|
| Впрыск | 1,8 с | Горячий цилиндр, оптимизированный диаметр литника |
| Выдержка под давлением | 4,5 с | Минимум, необходимый для предотвращения усадки в местах бобышек |
| Охлаждение | 18,0 с | Линии охлаждения Ø8 мм с отступом 20 мм; температура формы 30 °C |
| Выталкивание / размыкание-смыкание | 3,5 с | Быстрый ход выталкивания, ТПА с сервоприводом |
| Итого цикл | 27,8 с | ✅ Соответствует цели <30 с |
Результаты
| Показатель | Цель | Достигнуто |
|---|---|---|
| Время цикла | <30 с | 27,8 с |
| UL 94 V-0 | Требуется | ✅ Подтверждено (PA-758A, UL Yellow Card) |
| Косметический брак (класс A) | <0,5% | 0,22% |
| Баланс гнёзд (разброс веса) | <2% | 0,8% |
| Срок T1 | 25 дней | 22 дня |
| Соответствие цвету RAL 9003 | ΔE < 1,5 | ΔE = 0,9 |
| Годовая мощность (4 гнезда) | минимум 1,2 млн | 10,3 млн (запас 4×) |
Пресс-форма вышла в серийное производство на 8-й неделе с момента старта проекта. Корпус прошёл сертификацию UL с первой подачи. Продукт клиента вышел на рынок по графику.
Данный кейс демонстрирует крупносерийные возможности JBRplas для корпусов потребительской электроники — от выбора огнестойкого материала и соответствия UL до косметических поверхностей класса A, сбалансированной многоместной оснастки и жёстких целевых показателей времени цикла.
