A formák és szerszámok a sorozatgyártó sorok nélkülözhetetlen elemei. A fémfeldolgozó iparban számos területen használják őket alkatrészgyártásra, de más iparágakban, például az élelmiszeriparban is alkalmazzák őket. De hogyan történik a formák és szerszámok megmunkálása?
A formák és szerszámok felhasználása
A gyártási folyamatokban a formák és szerszámok kulcsszerepet játszanak az alkatrészek előállításában. A formákat például fröccsöntéshez használják a műanyag formázására, de az öntészetben is alkalmazzák őket különféle alakú darabok előállítására. A formák rendkívül sokfélék lehetnek: csavarfejek készítéséhez, konzervipari dobozok gyártásához vagy akár ékszerészeti gyűrűk előállításához.
A szerszámokat többek között sajtolásra, valamint lemezek és fémlapok alakítására, illetve az anyag más módon történő formázására használják. Gépjármű-alkatrészek gyártásánál is alkalmazzák őket.
A mai technológiának köszönhetően nagy pontosságú formák és szerszámok készíthetők, amelyekkel sokkal könnyebben lehet sorozatban gyártani a különböző iparágakban felhasznált alkatrészeket.
A formák és szerszámok jellemzői
A formák és szerszámok jellemzője a meghatározott, nagyon pontos alak, a kiváló felületminőség, valamint az, hogy kiváló minőségű anyagokból készülnek. Fontos, hogy a formák és szerszámok anyaga a magas és alacsony hőmérsékletet is elviselje, hiszen egy formába például magas hőmérsékletű olvadt fémet öntenek. Ezért lényeges, hogy a formák és szerszámok ne deformálódjanak.
Gyártásukhoz általában nagy keménységű acélt használnak. A keménység nemcsak a formák és szerszámok szilárdságát befolyásolja, hanem a forgácsolási geometriát is.
Alakjukat tekintve ezek a szerszámok háromdimenziós profillal rendelkeznek, ezért elengedhetetlen, hogy az őket megmunkáló gépek képesek legyenek 3D-s felületek megmunkálására.
Mi a szerszámkészítés?
A szerszámkészítés a fémfeldolgozás azon területe, amely – ahogy a neve is mutatja – a formák és szerszámok (készülékek) gyártási technológiáinak kidolgozásával foglalkozik, amelyek a sorozatgyártáshoz szükségesek. A szerszámkészítésben az alkatrészeket általában lemezből vagy fémlapból állítják elő, és a megmunkálás forgácsolás nélkül történik.
Szerszámkészítésnek nevezik továbbá a lemezek forgácsolás nélküli vágását és alakítását is, amelyet formáknak és szerszámoknak nevezett eszközökkel végeznek. Ezeknek az eszközöknek az elkészítéséhez, valamint a lemezek alakításához a terület szakértőjére van szükség; őt szerszámkészítőnek nevezik.
Magas előállítási költsége miatt a szerszámkészítés csak sorozatban gyártott alkatrészek formáinak és szerszámainak elkészítésére ajánlott, mert csak így térül meg ezeknek az eszközöknek a költsége. Ugyanakkor érdemes kiemelni, hogy az alkatrészek percek alatt elkészülhetnek, hiszen az ezeket a folyamatokat végző gépek percenként 12–1200 darab előállítására képesek.
A szerszámkészítés jellemzője, hogy kevés hulladék keletkezik, mivel nem forgácsolással történik. Ez az anyagok optimális kihasználását teszi lehetővé: a felhasznált lemez 75–80 %-a hasznosul.
A formák és szerszámok megmunkálása
A formák és szerszámok előállításához többféle megmunkálási technológiát alkalmaznak: esztergálást, marást, fúrást stb. Ezek közül a marás a leggyakoribb, mivel a darabok nagyon összetett alakúak, számos üreggel és hajlattal, amelyek igen pontos megmunkálást igényelnek. Ezért egyre gyakoribb, hogy ezeket a folyamatokat multifunkciós szerszámgépeken végzik, amelyek többféle megmunkálási technológiát egyesítenek.
Ezeknek az eszközöknek a bonyolultsága miatt a szerszámkészítés az elsők között alkalmazkodott az új technológiákhoz, fejlett szoftvereket és CNC megmunkálási eljárásokat alkalmazva; ilyen például a nagysebességű és a nagy előtolású marás. Ezért ezeknek a daraboknak az elkészítéséhez a legkorszerűbb szerszámgépeket használják.
Az idővel elkopó és megsérülő formák és szerszámok javításához is különböző megmunkálási technológiákat alkalmaznak. Ezek az eszközök hegesztéssel, lézeres kezeléssel vagy termikus fémszórással javíthatók; mindezeket a módszereket közvetlenül a sérült darab felületén alkalmazzák. Fontos, hogy a formák és szerszámok gyártásához és javításához használt gépek olyan korszerű forgácsoló berendezések legyenek, amelyek a nagyon kemény és a lágyabb anyagrétegeket egyaránt képesek megmunkálni.