Wybór odpowiedniej twardości do form wtrysku: czy trudniej jest zawsze lepszy?

1. Plusy i wady wysokiej twardości

✅ Zalety wysokiej twardości (HRC 50+)

• Najwyższa odporność na zużycie -idealna do ściernych tworzyw sztucznych (np. Nylon wypełniony szkłem, PP wzmocniony minerałami).

• Lepsza polska -wymagana dla powierzchni klasy optycznej (np. Soczewki, przewodniki światła).

• Dłuższa żywotność pleśni - stal hartowane (takie jak S136 lub stale metalurgowe proszku) mogą przekraczać 1 milion cykli.

❌ Wady wysokiej twardości

• Zwiększona kruchość - podatna na pękanie w cienkich lub złożonych sekcjach pleśni.

• Wyższe koszty obróbki -wymaga frezowania EDM lub powolnego prędkości, zwiększając czas produkcji.

• Zmniejszona przewodność cieplna - twardsze stale rozpraszają ciepło wolniej, potencjalnie rosnące czasy cyklu.

Przykład:
wypełniona szkłem formą PA66 wykonana ze stali proszkowej HRC 60 trwa o 3x dłużej niż HRC 45 H13, ale koszty obróbki rosną o 50%.

2. Optymalna twardość dla różnych aplikacji

A. Wysoka twardość (HRC 50-64)-dla wymagających warunków

• Przybory:

• Stale narzędzi (np. S136, H13 z hartowaniem )

• Stale metalurgiczne proszku (np. Asp60, Vanadis 10 )

• Najlepsze dla:

• Tworzywa ścierne (30%GF, polimery wypełnione minerałami)

• Bardzo precyzyjne części optyczne (soczewki, przewodniki światła)

B. Średnia twardość (HRC 35-48)-najlepsza równowaga

• Przybory:

• Wstępnie zahartowane stale (np. P20, 718, NAK80 )

• H13 (traktowany ciepłem do HRC 48)

• Najlepsze dla:

• Ogólne zastosowanie ABS, PP, PS Forms (cykle 50K-500K)

• Formy z suwakami/podnośnikami (wymaga wytrzymałości)

C. Niska twardość (HB 150-300)-szybkie prototypowanie i wysokie chłodzenie

• Przybory:

• Aluminium (np. 7075, alumold )

• Miedź berylum (np. Moldmax HH )

• Najlepsze dla:

• Prototypowe formy (cykle <100 000)

• Formy o wysokiej wydajności chłodzących (np. Obudowy LED)

• 
  

3. Kluczowe kompromisy: twardość vs. inne nieruchomości

4. Zaawansowane techniki optymalizacji twardości

A. Zabiegi powierzchniowe

• Nitriding -dodaje warstwę odporną na zużycie (HRC 65+), jednocześnie utrzymując rdzeń.

• Powłoka DLC -diamentowy węgiel zmniejsza tarcie, poprawiając uwalnianie.

B. Formy hybrydowe

• Twarde wkładki (np. Węglenie wolframowe w strefach o wysokim znaczeniu) + bardziej miękka podstawa (P20 lub aluminium).

C. Hartowanie gradientu

• Stwardnienie obudowy tworzy twardą powierzchnię (HRC 55+) z twardym wnętrzem (HRC 35-40).

Wniosek: Twardość jest narzędziem, a nie regułą

Podczas gdy wysoka twardość poprawia odporność na zużycie, nie zawsze jest to najlepszy wybór. Zrównoważyć twardość z wytrzymałością, wydajnością chłodzenia i kosztem na podstawie:

• Typ plastikowy (ścierny? Transparent?)

• Złożoność pleśni (cienkie ściany? Slowery?)

• Wolumen produkcyjny (prototyp lub masowa produkcja?)

W przypadku większości zastosowań stale o średniej twardości (HRC 35-48) oferują najlepszy kompromis. Zarezerwuj ultra-twardy materiały (HRC 60+) tylko w ekstremalnych warunkach.