A cosa serve uno stampo a cubo?
Gli stampi a cubo nascono dall'ossessione per la velocità dell'industria dell'imballaggio. A metà degli-anni '90, Rainer Armbruster di Foboha ha esaminato gli stampi rotanti standard a due-stampe e ha notato tempi morti ovunque: attesa del raffreddamento, attesa dell'espulsione, attesa. Il design del cubo ha risolto questo problema mettendo quattro facce di lavoro su un blocco centrale rotante. Mentre una faccia inietta, un'altra si raffredda, un'altra espelle e la quarta è pronta. La macchina non aspetta mai.
Le applicazioni originali erano tutte imballaggi. Chiusure ribaltabili-top, due-tappi colorati, coperchi incernierati-qualsiasi cosa prodotta in volumi sufficientemente elevati da giustificare l'investimento in attrezzature. Un sistema a 32 cavità che esegue cicli di 8,5 secondi può produrre oltre 300.000 pezzi al giorno. Questo tipo di produttività è importante quando si riforniscono aziende di beni di consumo che subiscono milioni di chiusure a settimana.
Come funziona realmente la tecnologia
Il cubo si trova tra due metà fisse dello stampo. Ogni faccia porta set di cavità identici. Quando lo stampo si apre, il cubo ruota di 90 gradi, presentando le cavità fresche nella posizione di iniezione e spostando le cavità appena-riempite nella posizione di raffreddamento. Le precedenti cavità di raffreddamento ruotano fino all'espulsione, dove i pezzi cadono liberamente. Tutto accade in una volta.
Per i lavori a due-componenti, la configurazione aggiunge una seconda unità di iniezione-tipicamente posizionata sopra o accanto alla pinza. Il primo colpo va in una linea di divisione, il cubo ruota, il secondo colpo colpisce le parti dal lato opposto. Il substrato e il sovrastampaggio si uniscono mentre sono ancora caldi. La maggior parte delle combinazioni prevede PP e TPE, anche se gli assemblaggi di PC/ABS e PA con materiali-a presa morbida compaiono regolarmente negli interni delle automobili.
Cosa lo rende diverso da una tavola rotante standard? Impronta, soprattutto. Gli stampi a cubo raddoppiano il numero di cavità senza allargarsi sulla piastra. Uno stampo convenzionale a 16+16 due- stampi potrebbe richiedere una macchina da 500 tonnellate. L'equivalente cubo si adatta a un tonnellaggio più piccolo con spazio libero.
Dove questi stampi guadagnano il loro Ke
Il packaging è ancora dominante. Il mercato delle chiusure flip-da solo giustifica centinaia di sistemi cubici in tutto il mondo. Arburg e Foboha hanno presentato al K2016 un flip top a 32-cavità a due{5}}colori-che raggiunge numeri di cicli inferiori a 9 secondi che gli strumenti rotanti standard semplicemente non possono eguagliare.
Ma la tecnologia è migrata. BSH Hausgeräte (la divisione elettrodomestici dietro Bosch e Siemens) ha convertito la produzione di rulli per lavastoviglie in un sistema Reversecube nel 2019. La configurazione precedente utilizzava due macchine separate più una catena di montaggio. Il cubo ha consolidato il tutto-iniettando la presa, iniettando il rullo di materiale diverso, assemblandoli nello-stampo-in un'unica cella. Hanno riportato una riduzione del tempo di ciclo del 40% e un risparmio di spazio sul pavimento del 60%. Questi numeri hanno attirato l’attenzione di tutti i dipartimenti di ingegneria della produzione.
Successivamente gli interni automobilistici hanno adottato la tecnologia. Manopole multi-materiale, pulsanti con superfici soft-touch, componenti di ventilazione con guarnizioni integrate-tutti candidati per la produzione di cubi. Il settore dei dispositivi medici ha iniziato a esplorarlo per stantuffi di siringhe e assemblaggi multi-parte in cui i problemi di contaminazione favoriscono l'assemblaggio nello-stampo rispetto alla movimentazione a valle.
Varianti di configurazione che vale la pena conoscere
Il cubo inverso di Foboha
Il Reversecube di Foboha divide il cubo orizzontalmente in due metà contro-rotanti. Ciascuna metà elabora materiali diversi a temperature diverse-cosa impossibile in un design a-blocco singolo. Questo è importante quando si combina PA66 a 280 gradi con un TPU che si degrada sopra i 220 gradi.
Il Doppio Cubo
Il Double Cube impila due cubi sincronizzati tra le piastre, creando tre linee di divisione. La produzione raddoppia nuovamente, anche se la complessità degli utensili e i requisiti di manutenzione crescono di conseguenza. La maggior parte dei negozi lo tratta come un territorio specializzato.
Varianti del cubo compatto
Le varianti Compactcube riducono il meccanismo per le applicazioni-di volume inferiore. I vantaggi in termini di tempo di ciclo si riducono, ma la capacità multi-componente rimane. È adatto alle officine che non possono giustificare un investimento completo sul cubo ma necessitano comunque di una doppia-capacità oltre a quella offerta dalle tavole rotanti standard.
Economia che guida l’adozione
La domanda non è se gli stampi per cubi costano di più-sostanzialmente. Uno strumento a cubo ad alta-cavitazione costa 2-3 volte il prezzo di uno stampo rotante equivalente. La domanda è dove avviene il rimborso.
Con volumi superiori a 20 milioni di parti all'anno, i conti di solito funzionano. Il tempo di ciclo diminuisce del 30-40%. Le ore macchina per pezzo diminuiscono proporzionalmente. Stai utilizzando una cella invece di due. La manodopera per le operazioni di assemblaggio si riduce o scompare del tutto quando l'assemblaggio nello stampo sostituisce il lavoro a valle. Il consumo di energia per parte diminuisce perché il raffreddamento avviene durante l'iniezione anziché aumentare la durata del ciclo.
Il punto di pareggio varia in base alla geometria della parte, ai costi dei materiali e alle tariffe della manodopera locale. I produttori europei hanno spinto l’adozione dei cubi prima dei negozi nordamericani, in parte perché i maggiori costi di manodopera hanno reso più facile giustificare il premio per l’automazione. I produttori di utensili cinesi ora costruiscono stampi cubici a prezzi che hanno spostato i calcoli per le applicazioni di volume medio-.
Limitazioni pratiche
Gli strumenti Cube richiedono macchine-create appositamente. Non è possibile inserire uno stampo a cubo in una pressa orizzontale standard. Arburg, Engel e KraussMaffei realizzano tutte piattaforme compatibili con Cube-, ma la base installata rimane limitata rispetto alle apparecchiature convenzionali. Se il tuo negozio non dispone già di una macchina per cubetti, lo stampo rappresenta solo la metà dell'investimento.
Le combinazioni di materiali devono affrontare gli stessi vincoli di compatibilità di qualsiasi processo a due fasi. Il legame chimico tra gli strati dipende dalla compatibilità molecolare e dalle finestre di lavorazione. PP-a-TPE funziona in modo affidabile. Dal PC-al-silicone è necessaria un'attenta gestione della temperatura. Alcune combinazioni semplicemente non si legano indipendentemente dall'attrezzatura.
Quando considerare la tecnologia Cube
La conversazione inizia con il volume. Se i tuoi requisiti annuali non superano le otto cifre, gli strumenti multi-scatto standard probabilmente hanno più senso. Al di sotto di tale soglia, i vantaggi del cubo vengono consumati dall'ammortamento del premio per l'attrezzatura.
Fattore successivo: operazioni di assemblaggio. Se il tuo processo attuale prevede lo stampaggio di due parti separatamente e il loro assemblaggio a valle,-soprattutto se l'assemblaggio richiede un allineamento di precisione,-nello-l'assemblaggio dello stampo tramite cubo potrebbe eliminare l'intera operazione. Il progetto a rulli per lavastoviglie BSH ha avuto successo soprattutto perché ha sostituito una catena di montaggio separata.
I vincoli di spazio a volte influenzano la decisione. Il funzionamento di una cella cubica rispetto a due macchine convenzionali può liberare una notevole quantità di spazio disponibile nello stabilimento, particolarmente prezioso nelle strutture già al massimo della capacità.
La sensibilità al tempo di ciclo è più importante nelle applicazioni di base in cui i margini sono ridotti e i concorrenti possono aggiudicarsi contratti con miglioramenti dei costi a una-cifra. Se cicli più veloci del 35% si traducono direttamente in una riduzione dei costi per-parte, il cubo si giustifica in tempi relativamente brevi.
Riferimento tecnico: ABIS Mold Engineering
Per richieste di progetti che coinvolgono lo sviluppo di stampi cubici, contattare il team di ingegneri all'indirizzowww.abismould.com. ABIS è specializzata in sistemi di stampi a iniezione multi-componente per imballaggi, prodotti di consumo e applicazioni tecniche.