三周或更短的铝模

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Phoenix Proto Technologies 的资深模具制造商解释了用于原型的铝模具和用于生产的铝模具之间的设计差异。

Phoenix Proto Technologies (www.phoenixproto.com) 于一年半前开店，目标是为需要原型的客户快速生产铝模具。注意到铝桥模具的持续使用以及对用于生产应用的铝模具的兴趣日益浓厚（部分归功于更好的合金和更短的产品设计周期），它已经为所有这三种模具制造方案开展了工作。也就是说，它创建所有类型的铝模具的方法与其保证三周或更短的交货时间相同。

Robert Lammon 是密歇根州森特维尔公司的销售总监。 Lammon 先生解释说，从一开始，PPT 就希望压缩模具制造过程的各个方面所花费的时间，从报价到机械加工再到塑料零件生产。他说，在加工方面支持这一策略的是关键模具部件和设备的标准化，这些部件和设备既能提供高速加工，又能提供可靠的无人值守生产。在最近的一次访问中，他解释了 15 人的车间如何在铝模具制造过程的各个阶段浪费时间。

即时原型制作过程

PPT 将其模具制造方法称为 Instant Prototype Processing。其目标是在不限制客户设计的情况下制造铝制模具，并保证上述 12 x 12 x 4 英寸零件的快速模具周转。除了五台 CNC 加工中心外，该公司还拥有五台 Niigata 注塑机，重量从 85 吨到 330 吨不等，供客户生产除铝制模具外的塑料零件样品。

该公司的大部分工作来自医疗和消费品市场。在收到 RFQ 后不到一小时内，每项新工作的报价都会提供给客户。一旦公司收到采购订单，程序员和工具制造商就会聚在一起讨论模具设计细节，例如分型线、浇口和排气口位置。在收到采购订单的 24 小时内，它会与客户进行设计审查（通常通过 GoToMeeting 网络会议应用程序），然后在内部通过工具前会议完成新工作。最近集成的计算机服务器系统使各方之间的文件共享成为一个简单的拖放过程，大大加快和简化了以前通过电子邮件执行的文件传输。

PPT 的 CAM 程序员（也是模具设计师）接下来开始确定如何最好地通过 EDM 或铣削加工型芯和型腔特征。该公司备有标准尺寸的型芯/型腔嵌件以及通用模架。这样，一旦编程完成，它就可以立即安排和设置刀片加工工作。

公司 80% 的铣削工作使用的 VMC 是 Mikron HSM 600，可从 GF AgieCharmilles（伊利诺伊州林肯郡）购得。 PPT选择这台机器有两个主要原因。首先，它的 42,000 rpm 主轴提供了快速切割车间通常使用的 7075 铝（有时处于硬化状态）和用于冲压 EDM 的石墨电极的速度。米克朗机床配有除尘系统，用于去除石墨加工过程中产生的颗粒。然而，该公司尽可能选择铣削而不是 EDM，以消除在烧制前必需的电极铣削步骤。

车间选择高速机器的第二个原因是它提供了一个紧凑的整体式托盘更换器。这使得在机器运行另一项作业时，可以在机器工作环境之外的多个托盘上执行设置。这还允许熄灯生产，从而最大限度地减少主轴停机时间并消除员工三班倒的需要。 PPT 通常会在每个托盘上安装多个虎钳，并且它还创建了一个可以容纳多个电极的夹具，以最大限度地增加 VMC 可以在无需操作员干预的情况下完成的工作。

高速机床上的许多铣削操作都需要小直径刀具。虽然不常见，但在切割铝时可能会出现刀具破损。为防止因刀具损坏而导致夜间空切，即使刀具的有效寿命尚未接近，机器程序员通常也会要求比平时更频繁地更换刀具。

原型模具推动新机器购买

PPT 为原型和生产应用创建的铝模具在模具内部执行底切和其他零件特征的方式不同。在几乎所有情况下，原型模具都使用手动负载来创建这些特征，而不是生产模具常见的机械滑块。手动负载是在每次注射前手动插入模具顶出器侧的机加工部件。射出完成后，手动装载物与模制塑料部件一起弹出。操作员从零件上取下手动负载并将它们重新安装到模具中以进行下一次注射。

这种人工干预是合理的，因为原型批量非常小。此外，与使用机械或液压动作的模具相比，使用手动负载的模具可以设计得更快且成本更低。右侧的照片显示了一系列手动负载。该原型模具制造了一个需要 15 个底切的点火开关。

PPT 最近从 Okuma（北卡罗来纳州夏洛特市）购买了一台 Captain 五轴车床，目标是在一个装置中加工手动负载和其他小型模具部件。这将使米克朗 VMC 能够主要铣削电极和型芯/型腔嵌件。该车床非常适合从矩形和圆形毛坯中完成可能具有锥度和拔模的此类部件。

右边的另一个模具图像是 PPT 创建的一个生产模具，用于生产未填充尼龙的盖子。这种特殊的铝制模具使用了一些低碳钢组件，例如压条和底板。然而，PPT 通常制造完全由铝部件制成的模具。在这些情况下，相互滑动的铝制部件将经过硬涂层处理，以提高耐磨性和刀具寿命。

Lammon 先生认为，对用于原型应用的铝模具的需求将保持强劲。不过，他很快指出，越来越多的大型制造商开始意识到，与钢相比，铝模具的制造速度更快，成本更低，并且由于更好的热特性，可以实现更快的注塑成型周期。

Lammon 先生说，今天的铝模具交付 100 万次注射的情况并不少见，这可能足以满足一家不断更新产品或推出新产品的公司的生产要求。他打赌这将为 PPT 带来额外的工作，因为这些公司意识到铝模具为原型和生产提供的好处。