P20 kontra NAK80 kontra H13 kontra S136: Która stal jest najlepsza do plastikowych form?
Wybór odpowiednich materiałów do form tworzywowych: stali P20, NAK80, H13, S136 jest najważniejszą decyzją na etapie tworzenia narzędzi. Ten wybór decyduje o długości życia formy, wykończeniu powierzchni oraz szybkości produkcji. Niewłaściwy wybór stali może prowadzić do przedwczesnej awarii formy lub kosztownych wad powierzchniowych. W produkcji o wysokiej stawce stal, którą wybierasz, jest fundamentem jakości twojej części. Ten przewodnik przedstawia cztery najczęściej stosowane stale formowe, aby pomóc Ci wybrać najlepszą do Twojego konkretnego zastosowania.
Najczęściej stosowane materiały do form tworzyw sztucznych: stal P20, NAK80, H13, S136 reprezentują różne gatunki stali narzędziowej zaprojektowanej do określonych potrzeb produkcyjnych. P20 przeznaczony jest do użytku ogólnego; NAK80 oferuje doskonałe polerowanie i precyzję; H13 doskonale sprawdza się w środowiskach o wysokich temperaturach i dużej objętości; a S136 to podstawowy model odporności na korozję i wysokiej klarowności optycznej.
W moich latach pracy na hali widziałem wiele projektów nieudanych z powodu "tańszego" wyboru stali. Pamiętam klienta, który nalegał na 20 P za czyste mieszkanie medyczne, żeby zaoszczędzić na kosztach początkowych. W ciągu 50 000 cykli żrąca natura żywicy uszkodziła powierzchnię. Musieliśmy odbudować narzędzie w S136. "Oszczędności" ostatecznie kosztowały ich dwa razy. Zrozumienie właściwości mechanicznych tych stali to nie tylko inżynieria — to także ubezpieczenie finansowe.
Stal P20 jest standardem branżowym dla formowanie wtryskowe plastiku, ponieważ jest wstępnie hartowane, opłacalne i oferuje doskonałą obróbkę. Jest idealny do dużych form i produkcji średniej masy, gdzie nie ma znaczenia ekstremalne temperatury ani żrące żywice. P20 zapewnia zrównoważoną wytrzymałość i odporność na zużycie dla większości dóbr konsumpcyjnych.
P20 jest zazwyczaj wstępnie hartowany do 28-32 HRC (twardość Rockwell). Oznacza to, że po obróbce CNC nie jest wymagana dalsza obróbka cieplna. Oszczędza to czas i zapobiega ryzyku wypaczenia wymiarowego, które może wystąpić podczas procesu hartowania. Jeśli chodzi o podstawowe obudowy lub ukryte części mechaniczne, P20 prawie zawsze jest właściwym wyborem ekonomicznym.
- Twardość: 28-32 HRC (wstępnie hartowane)
- Najlepsze do: dużych części, form do zderzaków, obudów elektroniki użytkowej
- Zaleta: niskie koszty, brak ryzyka obróbki cieplnej
Kiedy wybrać NAK80 do form o wysokiej precyzji?
Powinieneś wybrać NAK80 do form o wysokiej precyzji, gdy potrzebujesz doskonałego wykończenia powierzchni, wysokiej stabilności wymiarowej oraz doskonałych właściwości EDM (obróbki elektrycznej z wyładowaniem). NAK80 to stal wstępnie hartowana (37-43 HRC), która jest "starzała" podczas produkcji, co zapewnia jej niezwykle jednolitą formę. Jest to złoty standard dla wysokoszczegółowych części i form wymagających skomplikowanych faktur.
NAK80 jest wyjątkowy ze względu na swoją spójność. Gdy pracujesz nad projektem 2k konstrukcji wtryskowej konstrukcji, ścisłe tolerancje wymagane w punktach odcięcia czynią NAK80 prawdziwym ratunkiem. Nie ma "twardych miejsc" często spotykanych w P20, co oznacza, że wycinaczki CNC zostawią znacznie gładsze wykończenie. Jeśli potrzebujesz "lustrzanego" wykończenia bez ryzyka korozji, NAK80 to Twój najlepszy przyjaciel.
- Twardość: 37-43 HRC (wstępnie hartowany)
- Najlepsze do: skomplikowanej elektroniki, przezroczystych części, błyszczących wykończeń
- Zaleta: Doskonała łatwość polerowania, jednolita twardość na całym bloku
Stal H13 jest najlepszym wyborem do form o dużej objętości i odpornych na wysoką temperaturę, ponieważ jest to hartowana powietrzem stal narzędziowa o wyjątkowej wytrzymałości i odporności na zmęczenie termiczne. Można ją hartować do 48-52 HRC, co pozwala jej wytrzymać miliony cykli oraz ścierność żywic wypełnionych szkłem, które szybko zużywają miękkie stale.
H13 jest często stosowane, gdy 2k proces formowania wtryskowego wymaga jednoczesnego radzenia sobie z różnymi temperaturami stopienia. Ponieważ H13 jest dostarczany w stanie wyżarzalnym, musi być poddawany obróbce cieplnej po obróbce. To zwiększa koszty i czas, ale powstałe narzędzie "robocze" jest niemal niezniszczalne. Jeśli planujesz wyprodukować milion części, H13 jest niepodlegające negocjacjom.
- Twardość: 48-52 HRC (po obróbce cieplnej)
- Najlepsze do: plastików wypełnionych szkłem, produkcji dużych serii, żywic wysokotemperaturowych
- Zaleta: Ekstremalna odporność na zużycie, odporność na "heat checking"
Stal S136 jest niezbędna do formowania plastiku medycznego i korozyjnego, ponieważ jest to stal narzędziowa o wysokiej zawartości chromu, oferująca maksymalną odporność na korozję. Jest to jedyny wybór do formowania PVC lub żywic, które uwalniają żrące gazy. Ponadto osiąga najwyższy "optyczny poziom" polerowania luster wymagany dla obiektywów i komponentów medycznych.
Gdy korzystasz z przewodnika 2k wtryskowego dla urządzeń medycznych", czystość jest najważniejsza. S136 zapobiega rdzewieniu pleśni spowodowanej wilgocią lub kondensacją wody chłodzącej. Dzięki temu części są nieskazitelne. Zapobiega to także "zamglieniu", które może pojawić się na przezroczystych częściach, gdy powierzchnia formy zacznie się utleniać.
- Twardość: 48-54 HRC (po poddaniu cieplnemu)
- Najlepsze do: urządzeń medycznych, soczewek optycznych, listew PVC
- Zaleta: Odporność na rdzę, najwyższe możliwe wykończenie luster
Tabela porównawcza: P20 vs NAK80 vs H13 vs S136
Ta tabela pomaga porównać podstawowe materiały plastikowych form: P20, NAK80, H13, S136 na pierwszy rzut oka, aby określić, które odpowiadają Twoim wymaganiom produkcji i części
.Jakiej stali powinieneś użyć do złożonego formowania 2K?
Dla skomplikowanych metod formowania wtryskowego 2k metod formowania wtryskowego często potrzebujesz kombinacji stali lub wysokiej jakości stali, takiej jak NAK80 czy S136. Ponieważ formowanie 2K polega na dwóch różnych wtryskach w ramach tego samego narzędzia, powierzchnie formy są poddawane stałym obciążeniom. Użycie bardziej stabilnej, twardszej stali zapobiega "obróbkom", które pojawia się, gdy miękkie stale zużywają się przy wtórnych wrotach wtryskowych.
Wskazówka: Jeśli przelewasz miękki TPU na sztywny komputer, użyj S136 jako rdzenia. Opary chemiczne z niektórych miękkich materiałów mogą być zaskakująco agresywne wobec standardowej stali P20 podczas długiej produkcji.
Ostateczna myśl
Wybór spośród materiałów do form plastikowych: P20, NAK80, H13, S136 to kwestia równoważenia budżetu z realistami produkcyjnymi. Jeśli robisz krótką serię 20 000 części, P20 to najlepszy ekonomiczny wybór. Ale jeśli wchodzisz w branżę elektroniki medycznej lub precyzyjnej, inwestycja w NAK80 lub S136 opłaca się w postaci mniejszej konserwacji i nieskazitelnej jakości powierzchni. Zawsze konsultuj się z producentem na wczesnym etapie projektowania, aby upewnić się, że wybór stali odpowiada chemii materiału i celom produkcyjnym.
