Процес і техніка полірування форм
Полірування є вирішальним і останнім кроком у виробництві форм. Оскільки пластикові вироби все частіше використовуються в різних галузях промисловості, також потрібні вищі естетичні стандарти. Таким чином, якість полірування поверхні порожнин пластикової форми також має покращитися відповідно. Прес-форми, які потребують дзеркального покриття або високо-глянцевих поверхонь, вимагають ще більшої шорсткості поверхні, що підвищує стандарти полірувальної роботи.
Полірування не тільки покращує зовнішній вигляд компонентів, але й підвищує стійкість до корозії та зносу. Це полегшує наступні процеси лиття під тиском, полегшуючи виймання деталей з форми та скорочуючи час виробничого циклу.
В даний час широко використовуються такі методи полірування:
1. Механічне полірування
Механічне полірування видаляє поверхневі виступи шляхом різання або пластичної деформації для досягнення гладкої поверхні. Зазвичай для цього використовуються масляні камені, шерстяні круги, наждачний папір тощо, і в основному це робиться вручну. Деталі спеціальної-форми, як-от обертові тіла, можна полірувати за допомогою допоміжних інструментів, таких як обертові платформи. Для високо-якісної обробки поверхні можна застосувати ультра-техніку полірування. Вони включають спеціальні шліфувальні інструменти, що обертаються з високою швидкістю в абразивній суспензії, досягаючи шорсткості поверхні до Ra0,008 мкм - найвищого серед методів полірування. Оптичне полірування форм часто використовує цей метод.
(1) Основна процедура механічного полірування
Для досягнення високоякісних-результатів полірування найважливішими факторами є високоякісні-інструменти, такі як масляні камені, наждачний папір і алмазна паста. Вибір процедури полірування залежить від попереднього стану обробки - фрезерування, EDM, шліфування тощо.
Типові етапи механічного полірування:
① Грубе полірування:
Після фрезерування, EDM або шліфування використовуйте ротаційну полірувальну машину (35 000–40 000 об/хв) або ультразвукову шліфувальну машину. Зазвичай білий шар EDM видаляється колесом Φ3 мм WA #400. Слідуйте ручним шліфуванням масляним каменем, використовуючи гас як мастило або охолоджувач. Типова послідовність: №180 → №240 → №320 → №400 → №600 → №800 → №1000. Деякі виробники починають безпосередньо з №400, щоб заощадити час.
② Напів{0}}фінішне полірування:
Використовуйте наждачний папір і гас: №400 → №600 → №800 → №1000 → №1200 → №1500. Примітка: #1500 підходить тільки для загартованої сталі (вище 52HRC); використання його на попередньо-загартованій сталі може спричинити опіки поверхні.
③ Фінішне полірування:
Використовуйте алмазну пасту. Загальний порядок із полірувальними дисками та алмазною пастою: 9 мкм (№1800) → 6 мкм (№3000) → 3 мкм (№8000).
Потім використовуйте повсть і алмазну пасту: 1 мкм (#14000) → 1/2 мкм (#60000) → 1/4 мкм (#100000).
Полірування абразивами 1 мкм або дрібнішими слід проводити в чистій полірувальній кімнаті. Для вищої точності необхідне-незапилене середовище, оскільки частки, такі як пил, лупа чи краплі слини, можуть зіпсувати години делікатної роботи.
(2) Поради щодо механічного полірування
Ⅰ. Полірування наждачним папером:
Використовуйте палички з м’якого дерева або бамбука, щоб тримати наждачний папір. Хвойна деревина краще підходить для вигнутих поверхонь, тоді як більш тверда деревина, як-от вишня, краще підходить для плоских поверхонь. Сформуйте кінець палиці відповідно до заготовки, щоб уникнути подряпин.
Змінюйте напрям полірування на 45 градусів –90 градусів між різними розмірами зернистості, щоб зробити сліди від попереднього шліфування видимими та їх можна було видалити.
Очистіть поверхню 100% бавовною і спиртом перед заміною зернистості або переходом на алмазну пасту. Навіть дрібна частинка абразиву може пошкодити наступний етап полірування.
Використовуючи наждачний папір №1200 або №1500, використовуйте легкий тиск і дво-метод шліфування: поліруйте в двох напрямках на зернистість, повертаючи кожен раз на 45 градусів –90 градусів.
Ⅱ. Алмазне полірування:
Використовуйте легкий тиск, особливо для попередньо-загартованої сталі та більш тонких паст. Типовий тиск для #8000 становить близько 100–200 г/см². Для контролю тиску використовуйте м’яку паличку з тонкою ручкою або бамбукову паличку з зубцями.
І робоча поверхня, і руки повинні бути чистими.
Скоротіть час полірування, щоб уникнути таких дефектів, як «апельсинова кірка» або «виїмки».
Уникайте методів-генерування тепла, таких як полірувальні круги; тепло може спричинити дефекти поверхні.
Після полірування ретельно очистіть поверхню та нанесіть антикорозійне покриття.
Полірування все ще в основному ручне, тому майстерність техніка залишається ключовим фактором. Крім того, якість матеріалу, умови попереднього полірування поверхні та термічна обробка впливають на результати. Однорідна твердість і склад допомагають. Включення і пори в сталі можуть перешкоджати поліруванню.
(3) Вплив твердості на полірування
Вища твердість ускладнює полірування, але призводить до меншої шорсткості. Це також зменшує-ризик надмірного полірування, але збільшує потрібний час.
(4) Вплив стану поверхні
Неправильна обробка (напруга різання, EDM) може пошкодити поверхню та вплинути на здатність до полірування. Поверхні EDM важче відполірувати, ніж поверхні, оброблені термічно-. Фінішні операції EDM повинні уникати утворення загартованого шару. Погана електроерозійна обробка може залишити затверділий шар товщиною до 0,4 мм, який необхідно видалити грубим шліфуванням, щоб підготувати однорідну поверхню.
2. Хімічне полірування
Це передбачає розчинення мікроскопічних поверхневих виступів у хімічному розчині для згладжування поверхні. Переваги: відсутність складного обладнання, ефективний для складних форм і кількох деталей одночасно. Ключ: рецептура хімічного розчину. Шорсткість зазвичай становить десятки мікрон.
3. Електролітичне полірування
Подібно до хімічного полірування, але використовує електричний струм для усунення катодних реакцій і покращення результатів.
Два етапи:
① Макроскопічне нівелювання:Покращується геометрія поверхні (Ra > 1 мкм).
② Мікро{0}}згладжування:Яскравість покращується при анодній поляризації (Ra < 1 мкм).
4. Ультразвукове полірування
Заготовки поміщаються в абразивну суспензію в ультразвукове поле. Коливання змушують абразиви полірувати поверхню. Це викликає мінімальну деформацію, але вимагає складного інструменту. Можна поєднувати з хімічними або електрохімічними методами для кращих результатів - ультразвук покращує змішування розчину та видаляє розчинені продукти.
5. Полірування рідиною
Використовує високо{0}}швидкісний потік рідини з абразивними частинками для полірування поверхонь. Методи: абразивно-струменева обробка, рідинно-струменеве полірування, рідинно-динамічне шліфування. Абразиви суспендовані в рідинах із низькою{3}}в’язкістю,-що керуються тиском. Звичайні абразиви: порошки карбіду кремнію.
6. Магнітне полірування
Магнітні абразиви утворюють під магнітними полями «щіточку» для полірування поверхонь. Цей метод є ефективним, забезпечує високо-результати якості та легко контролюється. Може досягти шорсткості поверхні Ra 0,1 мкм.
Заключні примітки
У обробці пластикових форм "полірування" часто відноситься додзеркальна обробка, що відрізняється від звичайного полірування поверхні. Він вимагає не тільки полірування, але й високої площинності, гладкості та геометричної точності.
Стандарти дзеркального покриття (за шорсткістю Ra):
AO=Ra 0,008 мкм
A1=Ra 0,016 мкм
A3=Ra 0,032 мкм
A4=Ra 0,063 мкм
Оскільки такі методи, як електролітичне або рідинне полірування, не можуть точно контролювати форму, а такі методи, як хімічне, ультразвукове та магнітне полірування, не можуть задовольнити потреби над-якості поверхні,механічне полірування залишається основним методомдля точної дзеркальної обробки форм.
