金型と金型の究極のスープ

金型業界を広範または広範囲に及ぶと表現することは、スイスアーミーナイフを高級ドライバーと呼ぶようなものです。 順送スタンピング金型、プレスブレーキ工具、ブロー金型、ダイカスト金型、鍛造金型などは、地元の職業技術機関で工具金型の資格を取得する際に学習できる機械加工製品のほんの一部です。 （もっと多くの若者が追求すべきです）、文明の車輪を回し続けるのに役立つ場所です。

この記事のタイトルにもかかわらず、ツール作成についての包括的な内容とは程遠いです。 それには何百ページものページと数十人の業界専門家からの意見が必要になります。 ただし、プラスチック射出成形金型に見られる複雑な 3 次元形状の背後にある機械加工技術についての洞察と、これらの洗練されたアセンブリの設計、シミュレーション、最適化に必要なソフトウェアに関するガイダンスが提供されます。

さらに、ここで説明する内容の多くは、自動車のボディパネルの成形に使用されるスタンピング金型や、昨晩の車での帰りのテイクアウトディナーを温かく保ってくれた熱成形パッケージの金型など、他の工具製造用途にも同様に当てはまります。 これらの高精度で多くの場合自由曲面を作成するために使用される切削工具、CNC 機械、CAM ソフトウェアも同様であり、これらはすべて、航空宇宙や医療などの業界で見られるコンポーネントを製造するのに同様に必要です。 そこで疑問になるのは、金型の作業の何がそんなに特別なのかということです。

Makino Inc. の金型市場セグメントマネージャーである Sean Shafer 氏は、いくつかのアイデアを持っています。 オハイオ州メイソンの機械製造会社はこの業界での存在感がよく知られており、シェーファー氏は製品マーケティングマネージャーのデイブ・ウォード氏とともに、多くの読者が運転免許証を取得するよりも長く同社に勤務している。 業界のベテランは、複雑さから始めて、このタイプの加工と他のタイプの加工の主な差別化要因をいくつか挙げました。

「最近、テスラとイドラ・グループのギガ・プレスについて多くのことが書かれているが、それは氷山の一角にすぎない」とシェーファー氏は語った。 「自動車業界全体は、複数の構造コンポーネントを単一のダイカストに組み合わせる価値を認識しています。 これにより、取り付け時間が短縮され、重量が削減され、車両の構造的剛性が高まります。」

しかし、ウォード氏が指摘したように、これらの部品の製造には以前よりも大きくて深い金型が必要であり、従来の 3 軸マシニング センターでは生産性が低くなります。 「最も効果的なアタック角度を達成し、工具をあまり遠くに突き出すことなくこれらの深いフィーチャに到達するには、スピンドルを傾ける機能が必要です。 このアプローチにより、工具寿命と表面仕上げが向上するだけでなく、金属除去率も大幅に向上します。」

彼らは、あらゆる種類のショップの部品製造方法を変えるテクノロジーである 5 軸 CNC マシニング センターについて話しています。 マキノは最近、V100S と D2 という 2 台の機械でこの分野の製品を拡張しました。どちらも「大型金型および金型部品専用にゼロから構築された」ものです。 同社はまた、統合ロボティクスおよびパレット交換システムの形で自動化を提供し続けています。 ウォード氏は笑いながら、「私たちは多くの店舗を訪問していますが、現在、5 軸、5 軸、自動化という 3 つの主要なトレンドがあります。」と述べました。

3 軸フライスでの加工は、カッターが常にワークピースに対して垂直に向けられることを意味するとウォード氏は指摘しました。 これは、穴あけ、正面フライス加工、その他の一般的な機械加工作業には問題ありませんが、通常ボールエンドミルを使用して仕上げ加工される金型キャビティの場合、多くの場合、工具先端が切削の大部分を行います。 残念ながら、この「ヌルポイント」に近づくほど表面速度はゼロに近づき、金属除去率が大幅に低下します。

「5 軸加工機のようにエンドミルを斜めに傾けることができれば、ボールの外周を使って切削することになります」とシェーファー氏は言います。 「効果的なフルートを 1 つではなく 6 つ手に入れることができるかもしれません。 これにより、より優れたせん断動作が生成され、工具を突き刺すことができるため、振動がなくなり、より積極的に送り込むことができます。 このような利点により、5 軸マシニング センターが多くの金型工場で好まれる工作機械となっています。 取り組んでいる仕事の規模に関係なく、これが唯一の方法です。」