Как уменьшили цикл литья на 5 секунд с помощью модификации формы

Сокращение цикла литья — это не просто стремление к большей производительности, это реальный путь к снижению себестоимости продукции и повышению конкурентоспособности предприятия. Каждая секунда, «отвоёванная» у технологического цикла, в масштабе тысяч и миллионов изделий превращается в значительную экономию ресурсов и времени. В этой статье мы расскажем о практическом кейсе нашей компании, где за счёт точечных модификаций пресс-формы удалось сократить цикл литья на 5 секунд без потери качества продукции. Расскажем, какие технические решения были применены, какие инструменты использовались и какие результаты это дало.

Содержание

• Цель и исходные параметры
• Ключевые направления модификации
• Применённые технологические решения
• Оценка результата в производстве
• Рекомендации для подобных кейсов

Цель и исходные параметры

Проект касался модернизации пресс-формы для литья технической пластиковой детали, производимой на серийной основе. Изначально полный цикл составлял 22,8 секунды, включая время впрыска, выдержку под давлением, охлаждение и съём детали. Производственные мощности работали в три смены, и любое сокращение времени цикла автоматически увеличивало объём выпуска, особенно на фоне растущего спроса на данное изделие. Задача стояла чёткая — добиться устойчивого цикла менее 18 секунд без ухудшения характеристик готовой продукции и без дорогостоящей полной переделки пресс-формы.

Проведённая диагностика формы и анализ процессов на ТПА позволили выделить узкие места:

• Неоптимизированная система охлаждения: каналы охлаждения находились далеко от горячих зон
• Медленный съём детали из-за сложной геометрии и недостаточного уклона
• Избыточное время выдержки под давлением, рассчитанное с большим запасом
• Отсутствие балансировки в распределении расплава по формообразующим полостям

Все эти факторы в сумме приводили к затяжному производственному циклу, из-за чего эффективность использования оборудования оставалась ниже возможного уровня.

Ключевые направления модификации

Опираясь на данные анализа, было решено сосредоточиться на трёх ключевых направлениях: оптимизация охлаждающей системы, изменение конструкции отдельных элементов формы и корректировка параметров технологического процесса. Это позволило сохранить корпус и основные компоненты формы, сосредоточившись только на наиболее критичных участках. Изменения проводились в несколько этапов, начиная с цифрового моделирования и симуляции теплообмена, и заканчивая опытными отливками на производстве. Главной задачей было не только сократить время охлаждения, но и избежать риска недолива, коробления или ухудшения геометрии.

В процессе работ были выполнены следующие доработки:

• Добавлены дополнительные контуры охлаждения ближе к зонам максимального тепловыделения
• Изменены материалы вставок — применена медная сплавная вставка вместо стальной в одной из полостей
• Проведена корректировка углов уклона и конструкции толкателей, что ускорило съём детали
• Скорректировано время выдержки под давлением и параметры впрыска на ТПА

Все доработки сопровождались повторным термографическим анализом для оценки распределения температур после каждого этапа. Такой поэтапный подход позволил избежать избыточных инвестиций и добиться устойчивого результата.

Применённые технологические решения

Наибольший вклад в сокращение времени цикла внёс перерасчёт и внедрение новой системы охлаждения. В прежней конфигурации каналы проходили по периметру формы, но не охватывали зоны с максимальной температурной нагрузкой. Новое решение предусматривало расположение контуров ближе к ядру формы с использованием прямого бурения и гнутых каналов. Также были применены вставки из высокотеплопроводного медного сплава, что ускорило теплоотвод. Эффект оказался значительным: только за счёт этого время охлаждения снизилось с 12 до 8,5 секунд.

На изображении — фрагмент модернизированной формы с новыми каналами охлаждения

Вторым важным элементом стало совершенствование съёма. Были переработаны профили толкателей, увеличены уклоны и добавлена пневмосистема для лёгкого стартового отделения изделия. Это позволило сократить время съёма с 2,4 до 1,2 секунд. Также перераспределили параметры впрыска: увеличили скорость начального этапа, сократили время выдержки под давлением, за счёт чего удалось экономить ещё около секунды. Все изменения контролировались через цифровую карту процесса, что исключило ошибки при повторных запусках.

Оценка результата в производстве

После внедрения всех модификаций и повторного тестирования пресс-форма стабильно отрабатывала цикл в 17,7 секунд, что дало сокращение почти на 5,1 секунды. В процентном выражении это прирост производительности более чем на 22%. В пересчёте на годовой объём выпуска экономия составила около 1,2 миллиона рублей за счёт сокращения амортизации, повышения загрузки ТПА и снижения энергозатрат. При этом качество изделий не только не ухудшилось, но и стало стабильнее благодаря более равномерному охлаждению. Также сократилась частота корректировок параметров со стороны операторов, что уменьшило долю брака.

Важно отметить, что общий бюджет на модификации составил менее 15% от стоимости новой формы. Такой подход оказался не только экономически оправданным, но и позволил продлить срок службы оборудования без остановки линии на длительный период. Данный кейс наглядно показывает, как даже умеренные инвестиции и грамотная инженерная работа могут дать мощный эффект в рамках серийного производства.

Рекомендации для подобных кейсов

Если вы планируете сократить цикл литья в собственном производстве, советуем учесть следующие практические рекомендации:

• Проведите цифровой тепловой анализ формы — это позволит заранее увидеть перегретые зоны
• Не игнорируйте возможности замены стали на медные сплавы в теплонапряжённых участках
• Работайте над системой съёма — быстрый и безопасный извлекатель экономит секунды
• Настройте параметры впрыска через цифровую карту процесса и сохраните их как шаблон
• Оценивайте возврат инвестиций не по стоимости модификации, а по годовому приросту выпуска

Сокращение цикла — это всегда компромисс между скоростью, стабильностью и качеством. Однако при грамотном подходе и внимательном инженерном анализе можно добиться ощутимого результата без риска для надёжности пресс-формы и продукции. Опыт нашей компании подтверждает: даже одна модернизированная форма может изменить весь баланс производственного участка.