鋁合金模具是眾多汽車注塑模具應(yīng)用的最佳選擇，這里面有充分的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因。然而，如果是這樣的話，為什么近年來(lái)鋁合金模具沒有得到更廣泛的應(yīng)用呢？鋁合金模具本身是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，但是在注塑行業(yè)的應(yīng)用比例任然不高。
如何模具設(shè)計(jì)得當(dāng)，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に嚨恼{(diào)整，鋁合金模具可以節(jié)省30%到50%周期時(shí)間。就中型到大型的模具而言，鋁合金模具相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼材模具具有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，未來(lái)可能會(huì)成為主流。
一、鋁合金的成本
我們聽到有人抱怨合金會(huì)比P20鋼貴得多。事實(shí)上，7000系列鋁合金的價(jià)格可能是P20鋼的3到5倍。雖然這是真的，但是同樣尺寸的鋁合金模具通常只是鋼模具重量的1/3，所以P20鋼的成本優(yōu)勢(shì)已經(jīng)大大降低。通過(guò)加工效率的提升和更低的刀具要求，模具加工環(huán)節(jié)的節(jié)省量可以在5%到15%之間。
得益于模具制造和維修時(shí)間的減少，模具的綜合成本得到了額外的節(jié)約。例如，與P20相比，鋁合金模具將會(huì)具有更多機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)深度，這樣將節(jié)省更多的鋁材料，因?yàn)榧庸?、定位、鉆孔和定邊臺(tái)將需要更少的時(shí)間。此外，鋁的高導(dǎo)電性以及較鋼低的熔點(diǎn)，使得電火花加工的使用率比鋼高4-5倍。
總而言之，注塑模具生產(chǎn)中的交貨期，無(wú)論是鋼還是鋁，都與生產(chǎn)模具的工時(shí)有直接關(guān)系。因此，如果通過(guò)制造效率能夠降低模具制造時(shí)間，無(wú)論是通過(guò)材料選擇還是通過(guò)其他方式，模具的交付周期都能夠減少。例如，如果一個(gè)套鋼制模具需要4000小時(shí)才能完成，那么使用鋁合金制造的相同零件的工具應(yīng)該合理地需要3400到3600小時(shí)就能完成。這意味著生產(chǎn)時(shí)間和交付周期都減少了10%到15%。
二、在實(shí)際生產(chǎn)中使用鋁合金模具可以降低成本嗎？
任何使用鋁合金模具降低成本的討論都需要從縮短周期開始。例如，一套模具每年運(yùn)行75000模次，周期時(shí)間為50秒，每年需要運(yùn)行250天，每天生產(chǎn)300件。
在鋁制模具中運(yùn)行的相同工藝條件的周期時(shí)間將大大加快。按照經(jīng)驗(yàn)，假設(shè)使用的30%周期時(shí)間減少是非常合理的。在這個(gè)例子中，同樣的工藝條件，現(xiàn)在只需要38秒的周期時(shí)間，相當(dāng)于每年僅需192天的生產(chǎn)運(yùn)行。這相當(dāng)于節(jié)省了大約1400小時(shí)，生產(chǎn)成本和開銷都將大幅減少。
其它的節(jié)省也是可能的，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)告訴我們，鋁合金模具可以降低對(duì)注塑機(jī)鎖模力噸位的要求。這樣的話，生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品可以使用較小的注塑機(jī)，這同樣可以降低成本。模具重量的大幅減少也會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)和注塑機(jī)等設(shè)備的磨損減少，相當(dāng)于降低了負(fù)荷率和降低了整體零件價(jià)格。
三、鋁合金模具有什么技術(shù)優(yōu)勢(shì)？
除了減少周期時(shí)間和管理費(fèi)用外，在零件尺寸穩(wěn)定性或平整度方面也有明顯改善。其原因是，鋁合金模具中的溫度變化是相對(duì)更小的，并且零件本身在接近完全固化的狀態(tài)下頂出時(shí)尺寸會(huì)更為穩(wěn)定。
注射壓力要求會(huì)影響零件的經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量。當(dāng)然，相對(duì)較小的注塑機(jī)會(huì)更加經(jīng)濟(jì)，但鋁合金還有一個(gè)額外的好處。實(shí)際使用情況告訴我們，相對(duì)來(lái)說(shuō)，填充同樣的模具，鋁合金模具需要的填充壓力更小，鋼模具需要的填充壓力更大。原因是熔料進(jìn)入模具之后，樹脂會(huì)向模具表面快速傳遞熱量。這將在產(chǎn)品表面上形成一層較薄的定型塑料“表皮”。塑料在模具中的流動(dòng)方式為噴泉流動(dòng)。例如，如果一個(gè)零件的厚度為2毫米，而鋼模具形成的塑料表皮厚度為0.25毫米（上下均有一層），那么樹脂流的噴泉效應(yīng)會(huì)使塑料通過(guò)1.5毫米（2-0.25*2=1.5毫米）。如果相同的模具是用鋁合金的，則外皮厚度約為0.1 mm，會(huì)留下約1.8 mm的塑料流動(dòng)空間。模具中的限制越小，意味著所需的注射壓力越小。
鋁合金模具是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、可靠的技術(shù)，可以在任何體積內(nèi)制造高質(zhì)量的塑料零件，而且零件的成本是P20鋼無(wú)法比擬的。值得進(jìn)一步的推廣。
