Ruiskupuristusmuottien valmistus ja pintakäsittely

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää sekä plasma-avusteisen typetyksen (ioninitraus) soveltuvuutta ruiskupuristusmuotin pintakarkaisuun että muotin valmistuksesta aiheutuvia kustannuksia. Työn alussa tutkittiin kirjallisuuden avulla kestomuovien aiheuttamaa kulumista ruiskupuristuksen yhteydessä ja todettiin tärkeimmän kulumismekanismin olevan abrasiivinen. Tähän perustuen valittiin nopeutetuksi kulumista jäljitteleväksi koemuodoksi abrasiivinen ASTM G-65-80-C mukainen kumipyörä/kuivahiekkakoe. Koemateriaaleille (Ck 45, 15CrNi6, kauppanimi Impax, 34CrA1Ni7) suoritetun ioninitrauksen jälkeen kappaleet käsiteltiin kulumiskoelaitteessa painohäviön mittaamiseksi. Lisäksi tarkasteltiin koekappaleiden pinta- ja perusainekovuuksien muutoksia ioninitrauksessa, suoritettiin kovuusjakaumamittaukset ja valokuvattiin pintakerrokset. Myös hiiletyskarkaistun materiaalin kovuuden muutosta ioninitrauksessa selvitettiin. Päätelmänä suoritetuista kokeista voitiin todeta ioninitrauksen soveltuvan hyvin ruiskupuristusmuottien pintakarkaisuun. Työn yhteydessä suunnitellun muotin alamateriaaliksi suositeltiin 34CrA1Ni7, joskin myös muut materiaalit soveltuvat, tosin pienemmille sarjoille. Em. tuotteen avulla käsiteltiin myös ruikupuristusmuotin suunnittelussa huomioitavia seikkoja. Muotin valmistuksessa tarvittavia laitteita ja aiheutuvia kustannuksia tarkasteltiin muodostamalla työkalusolu. Kustannuslaskennasta käy ilmi, että muotteja voidaan valmistaa kohtuullisin kustannuksin vain muovimuotteihin erikoistuneissa työkalusolu-tyyppisissä tuotantoyksiköissä. Lopuksi verrattiin perinteisiä typetysmenetelmiä ioninitraukseen sekä esiteltiin muottisuunnittelun ja valmistuksen tulevaisuutta CAD/CAM-järjestelmien kehityksen myötä. /Kir09