ДИЗАЙН и формообразующая оснастка

ДИЗАЙН и формообразующая оснастка

О «спецэффектах» в проектировании оснастки, позволяющих решать различные дизайнерские задачи при изготовлении изделий из пластмассы.

Цвет

Для того чтобы изделие имело несколько цветов поверхности, возможно даже с прозрачными и непрозрачными участками, применяются различные методы. Выбор наиболее подходящего желательно делать еще на этапе создания дизайна изделия. Разные способы «декорирования» имеют определенные требования по топологии поверхностей. Так же выбор конкретной технологии зависит от серийности выпускаемой продукции.

В случае небольшой серийности обычно используют покраску (распыление, шелкография, тампопечать), так как этот способ декорирования не требует больших вложений в специальное оборудование. Однако эти методы декорирования имеют большую трудоемкость, поэтому при средней и большой серийности изделий более целесообразно применять литье в пленку (in-mold-labeling), введение красок на формообразующие поверхности пресс-формы (in-mold-decoration) или  многокомпонентное литье.

Существует большое многообразие технологий, связанных с литьем термопластичных материалов в пленку. Оно связано с различными методами придания пленкам необходимой формы и фиксации их в формообразующей матрице пресс-формы (предварительное формование или формовка в пресс-форме с последующим креплением вакуумом или с помощью статического электричества).

Многокомпонентное литье также может обеспечиваться при помощи разного оборудования. Наиболее дешевый вариант, с точки зрения капиталовложений в оснастку, так называемое «псевдо-многокомпонентное» литье. Этот метод может применяться даже при небольшой серийности изделий. Суть его в том, что деталь отливается в два или более (в зависимости от количества цветов) приема. Сначала отливается часть детали, которая имеет один цвет, затем эта часть служит в качестве закладной детали при отливке другой части другого цвета в другой пресс-форме и т.д. При этом нет необходимости делать дорогостоящую оснастку и использовать дорогостоящий ТПА с многокомпонентным впрыском.

Другие способы обеспечения многокомпонентного литья (многоточечный впрыск, многоступенчатый впрыск разных материалов в одну точку) целесообразны при большой серийности выпускаемой продукции.

 

Текстура поверхности

Этот аспект дизайна связан с тактильным восприятием, с тем, как человеческая кожа реагирует на соприкосновение с корпусом пластмассового изделия. На тактильное восприятие в первую очередь влияет шероховатость и твердость поверхности.

Для обеспечения нужной шероховатости поверхности детали на формообразующие части пресс-формы наносят соответствующую текстуру. В случае необходимости получения равномерной текстуры разной глубины и величины часто применяется электроэрозионный метод. Однако он имеет свои минусы. Текстура наносится при помощи электрода, и на скругленных кромках и сложных переходах она может иметь дефекты.

Для получения более сложных рисунков текстуры, а также для получения высококачественной текстуры сложных по форме деталей применяется фотохимический способ нанесения.

Сегодня существует большое разнообразие каталогов такой текстуры. Помимо стандартных, всегда можно выполнить любую оригинальную поверхность по образцу или по эскизу дизайнера. Ограничением в данном случае является материал формообразующих частей, на которые необходимо нанести текстуру. Например, нержавеющая сталь с высокой степенью закалки фотохимическому способу нанесения текстуры не подлежит.

Что касается твердости поверхности, то ее можно варьировать, применяя методы многокомпонентного литья (например поверхность, соприкасающаяся с кожей человека может быть оформлена резиноподобным материалом с бархатистым тактильным эффектом) или окрашивая поверхность изделия различными специальными красками, которые позволяют добиться эффекта «резиновой» поверхности.

 

Сложная геометрия

Когда у дизайнера рождается образ будущего изделия, очень важно, чтоб он хорошо представлял себе, как будут оформляться формообразующие поверхности в пресс-форме.

Часто возникает необходимость в применении подвижных знаков для формирования внешних поверхностей детали. При этом всегда возникает видимая глазу линия на этих поверхностях, в месте сопряжения этих знаков с матрицей пресс-формы. Эта линия может испортить восприятие дизайна в случае, если дизайнер забыл включить ее в свой дизайн-проект.

С другой стороны, конструктор пресс-формы должен так же учитывать дизайн изделия, при проектировании разъема между знаками и матрицей. Желательно чтоб он согласовывал свою работу с дизайнером изделия.

Такая организация тесного сотрудничества дизайнера изделия и конструктора оснастки позволит достигнуть максимального качества конечного продукта даже в случае сложной топологии его внешних поверхностей.

 

СОВЕТ ЭКСПЕРТА

Тестируйте компьютерные программы!

Основную задачу, которую решают все изготовители новых изделий, можно сформулировать как «достижение максимального качества в минимальные сроки и с минимальными издержками». На этапе подготовки производства, для достижения этой цели активно используются CAD/CAM системы - без них работа дизайнеров, конструкторов и технологов просто невозможна.

Сегодня на рынке большое многообразие этих компьютерных программ. Каждая из существующих систем имеет свои достоинства и недостатки. Для машиностроительного производства важно прежде всего обеспечить возможность решения задач в одной программе, так как конвертация данных из одной системы в другую ведет к потере большого объема данных, связанных с параметрическим описанием топологии изделия. Современные программы позволяют сохранять сведения о построении детали, и таким образом на любом этапе проектирования можно очень быстро изменить уже построенный элемент, не перестраивая все изделие заново. На этапе математического трехмерного моделирования это очень важно.

Дальнейшее моделирование оснастки для изготовления изделия, а также программ для обрабатывающих станков лучше проводить в соответствующих модулях этой же программы. Такой подход позволит существенно снизить время исправления и доработок поверхностей детали, необходимость в которых неизбежно возникает в процессе работы.

Подобные программы так же должны обеспечивать удобство изготовления двухмерных чертежей деталей и позволять генерировать спецификации и закупочные ведомости для соответствующих служб предприятия.

Выбор конкретной программы должен осуществляться с учетом задач, возникающих на предприятии. Возможно, для правильного выбора придется протестировать не одну программу, но на это стоит потратить время. Ведь в дальнейшем это позволит достигнуть максимальной производительности и качества работ.

 

Автор: Патрикеев Иннокентий Владимирович (Генеральный директор ООО "Инпат")