Разработка и изготовление пресс-форм: не только чертеж и сталь
2026-01-23
Когда говорят о разработке и изготовлении пресс-форм, многие сразу представляют себе ЧПУ и готовый штамп. Но на деле, между идеей и первой качественной партией отливок лежит пропасть, которую заполняют не столько станки, сколько принятые и, что важнее, отвергнутые решения. Особенно это чувствуется в нашей нише — пресс-формы для стеклянных изделий. Здесь кажущаяся мелочь вроде угла наклона или радиуса может привести либо к идеальной кристальной поверхности, либо к постоянной борьбе с трещинами и ?посеребрением?. В ООО Чэнду Синьчжи Индастриз мы через это прошли не раз, и главный урок — успешная разработка пресс-формы начинается с отказа от шаблонного мышления.
От эскиза к 3D-модели: где кроются первые подводные камни
Начинается всё, конечно, с технического задания. Но часто заказчик приносит просто красивую картинку или, что хуже, образец чужого изделия. И вот тут первая развилка: слепо копировать или переосмыслить? Копирование кажется быстрым путём, но старая пресс-форма могла иметь скрытые компенсации на износ, о которых мы не знаем. Поэтому наша позиция — свой полный инжиниринг. Берём геометрию, анализируем функционал изделия (где будут точки нагрузки, как будет выдуваться, куда пойдёт термоусадка), и только потом строим модель.
Важный момент — постоянная мысль о съёме. Красивая сложная форма — это хорошо для дизайна, но кошмар для технолога. Нужно сразу прикидывать, как будут расходиться плиты, хватит ли хода выталкивателей, не будет ли поднутрений, которые заблокируют изделие в форме. Бывало, дизайнеры предлагали изящные глубокие рельефы, а в итоге приходилось дробить пуансон на три секции с косым сведением, что в разы удорожало изготовление пресс-форм и снижало её ресурс. Теперь мы на стадии обсуждения модели сразу поднимаем этот вопрос, часто предлагая альтернативные, но не менее эстетичные решения.
И конечно, литниковая система. Для стекла это отдельная наука. Расположение литника, его сечение, система выпора — от этого зависит не только заполнение, но и распределение напряжений в стекле при охлаждении. Ошибёшься — и в изделии появляются внутренние трещины (посеребрение). Мы отрабатываем это в симуляциях, но симуляция — не панацея, она даёт направление. Финальную доводку параметров литника часто делаем уже на первых пробных отливах на производстве заказчика.
Выбор материалов: не вся сталь H13 одинаково полезна
Казалось бы, всё просто: для горячих пресс-форм — термостойкая сталь типа H13 (ЭИ-961), шведская или немецкая — и дело в шляпе. Но нет. Опыт показал, что ключевой этап — не столько марка, сколько последующая термообработка. Можно купить отличную заготовку и испортить её ?пережаром? при закалке, получив хрупкую структуру. Или недокалить, тогда пресс-форма быстро продавится в зонах высокого давления.
Мы сотрудничаем с проверенными термистами, но и сами контролируем процесс. После термообработки обязательна проверка твёрдости по всему объёму критических деталей — пуансона и матрицы. Разброс более чем на 2-3 единицы HRC — это тревожный звонок. Однажды был случай с пресс-формой для пепельницы: пуансон из H13 начал покрываться сеткой микротрещин после 5 тысяч циклов. Разбор показал — локальная перегретая зона, видимо, следствие неравномерного нагрева в печи. Пришлось переделывать.
Для направляющих колонн, плит и других силовых элементов часто идём на компромисс. Полностью делать всё из H13 — дорого и не всегда нужно. Используем комбинации: например, матрицу — из H13, а нижнюю плиту — из качественной конструкционной стали 45, но с усиленными направляющими втулками. Это снижает общую стоимость разработки и изготовления без потери надёжности.
Механообработка: где время — деньги, а точность — ресурс
Вот здесь, в цеху, теория сталкивается с практикой. Современный ЧПУ — это здорово, но он выполняет программу. А кто её напишет? Опытный технолог-программист, который понимает не только режущий инструмент, но и поведение стали под нагрузкой, последовательность снятия припуска для минимизации деформаций. Например, грубая обработка пуансона под ?ноль? с большим съёмом за один проход — верный способ получить внутренние напряжения, которые потом, при финишной обработке или термообработке, выльются в коробление.
Поэтому наш процесс многоэтапный: черновая обработка с запасом, затем стабилизирующий отжиг для снятия напряжений, потом чистовая обработка. Финишные поверхности, особенно зеркальные для стекла, часто доводим вручную. Да, это долго, но полировка алмазной пастой — это не только блеск. Это удаление всех микроцарапин от фрезы, которые становятся очагами износа и ухудшают съём изделия.
Особая история — обработка сложных криволинейных поверхностей, например, для декоративных ваз. 5-осевые станки решают многое, но и здесь есть нюанс — выбор шага (stepover). Слишком большой шаг — останутся следы от прохода, которые потом бесконечно долго снимать полировкой. Слишком маленький — время обработки растёт в геометрической прогрессии, а стойкость инструмента падает. Ищешь баланс. Часто идём по пути: 5-осевая чистовая обработка с минимально допустимым шагом на критических видимых поверхностях, а скрытые или неответственные зоны проходим с большим шагом для экономии времени.
Сборка, обкатка и ?детские болезни? новой пресс-формы
Казалось бы, все детали готовы, отполированы, можно собирать и отдавать заказчику. Самый опасный этап. Сборка — это не просто свинтить плиты. Это юстировка, проверка параллельностей, совмещения пуансона и матрицы, хода всех выталкивателей. Делаем это на специальной сборочной площадке с использованием индикаторов. Малейший перекос в горячем состоянии (а пресс-форма нагревается до 600-700°C) приведёт к закусыванию и задирам.
Первая обкатка — всегда стресс. Мы стараемся проводить её если не на производстве заказчика, то на аналогичном пресс-автомате. Запускаем в режиме ?на холодную?, потом постепенно выходим на рабочую температуру. И здесь начинается самое интересное: проявляются все недочёты. Например, недостаточный воздушный зазор для выпора, из-за чего издело ?затирает? при подъёме. Или недостаточно эффективная система охлаждения — цикл литья затягивается.
По итогам обкатки почти всегда идёт мелкая доработка: где-то увеличить зазор, где-то добавить вентиляционный канал, подправить ход выталкивателя. Это нормально. Идеальная с первого раза пресс-форма — большая редкость. Главное — эти доработки должны быть минимальными и не затрагивать основную геометрию формообразующих деталей. Мы всегда закладываем на это время и ресурсы. Как, например, было с одной сложной формой для стеклянного светильника, информацию о которой можно найти на нашем сайте ООО Чэнду Синьчжи Индастриз. После первых циклов выяснилось, что стекло ?зависает? на центральном стержне. Решили не переделывать стержень, а добавить ему минимальную конусность (буквально 0.05 мм) и улучшить полировку — проблема ушла.
Эксплуатация и поддержка: работа не заканчивается отгрузкой
Отгрузили пресс-форму — и забыли? Так не бывает. Любая, даже самая совершенная пресс-форма, — расходный материал. Она изнашивается, особенно в зонах литников и тонких кромок. Наша задача — чтобы этот износ был прогнозируемым и равномерным. Поэтому мы всегда готовим паспорт с рекомендациями: какая смазка для направляющих, какой температурный режим, как часто проверять зазоры.
Часто клиенты обращаются уже в процессе эксплуатации: появилась выработка, ухудшилось качество поверхности. Здесь важно дистанционно понять причину. Иногда дело не в форме, а в изменении параметров пресса или даже в партии стекломассы. Но если это наш ресурс подошёл к концу, предлагаем услугу восстановления — наплавку, механическую обработку и повторную термообработку изношенной детали. Это дешевле, чем делать новую.
В итоге, что такое разработка и изготовление пресс-форм для стекла? Это непрерывный цикл ?проектирование-изготовление-тестирование-доработка-поддержка?. Это умение слушать не только заказчика, но и материал (стекло — штука капризная), и станок, и саму сталь. В ООО Чэнду Синьчжи Индастриз мы сфокусировались именно на этом сегменте, и наш опыт — это по большей части коллекция решённых проблем. Не гонка за дешевизной, а поиск надёжного и технологичного решения, которое будет работать в цеху заказчика годами, производя миллионы идеальных стеклянных изделий. И это, пожалуй, главный критерий успеха.
