Prototípus fröccsöntő szerszámok üzem közbeni állapotfelügyelete és termékminőség vizsgálata

Operational state and product quality monitoring of prototype injection moulds

Abstract

Injection moulding allows the economical production of complex 3D parts in large series. Due to the significant product development and conventional tooling costs and the rise of the so-called mass-customisation, the importance of prototype injection moulds is increasing. Alongside conventional aluminium prototype moulds, the additively manufactured polymeric moulds are also gaining ground thanks to the recent developments. They allow faster and more cost effective production of injection moulded parts. A significant downside of polymeric moulds is that their mechanical properties are worse compared to their aluminium counterparts and their properties are also heavily dependent on temperature. Due to this, significant measurement technical developments are needed to reach constant product quality. In our work, we elaborated the complex operational state monitoring (both mechanical and thermal) of such moulds by the combination of strain, cavity pressure, volumetric temperature and cavity surface temperature measurements.

Kivonat

Fröccsöntéssel tetszőleges komplexitású, 3D-s termékek nagyszériás gyártása valósítható meg gazdaságosan. Azonban a termékfejlesztés és a hagyományos szerszámozás jelentős költségei, valamint az úgynevezett tömeges testreszabás igényei miatt a prototípus szerszámozás lehetőségét a piaci szereplők egyre gyakrabban alkalmazzák. A fejlesztéseknek köszönhetően, manapság a hagyományos alumínium prototípus szerszámbetétek mellett megjelentek az additív technológiákkal készült, polimer alapanyagú szerszámok is, amelyekkel gyorsabban és költséghatékonyabban lehet kisszériás fröccsöntött termékeket előállítani. A polimer alapú szerszámbetétek nagy hátránya, hogy rosszabb mechanikai tulajdonságokkal bírnak, mint az alumínium társaik, és tulajdonságaik is jelentős hőmérsékletfüggést mutatnak. Így a termékek egyenletes minőségének biztosításához gyártás közbeni méréstechnikai fejlesztések szükségesek. Ezért munkánkban az ilyen szerszámbetétek üzem közbeni komplex mechanikai és termikus állapotfelügyeletét (nyúlás‑, üregnyomásmérés, térfogati hőmérséklet mérés és felületi hőkamerás mérés) valósítottuk meg.