คู่มือปฏิบัติปี 2025 สำหรับการเลือกวัสดุแม่พิมพ์: การเลือกเหล็กที่เหมาะสมสำหรับประสิทธิภาพของแม่พิมพ์ในระยะยาว

ในการผลิตแม่พิมพ์ การเลือกวัสดุมักต้องตัดสินใจกันก่อนที่จะเริ่มการตัดเฉือน จากประสบการณ์ของเรา ปัญหาต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับความแม่นยำของแม่พิมพ์ คุณภาพการขัดเงา หรืออายุการใช้งานไม่ได้เกิดจากข้อผิดพลาดในการประมวลผล แต่เกิดจากการเลือกใช้วัสดุในขั้นตอนการออกแบบระยะแรกๆ ที่ XP MOLD เราทำงานอย่างใกล้ชิดกับบริษัทผลิตแม่พิมพ์และการฉีดขึ้นรูปส่วนประกอบแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูง- บทความนี้สรุปข้อมูลเชิงลึกเชิงปฏิบัติจากโครงการจริง โดยเน้นที่วิธีการเลือกเหล็กแม่พิมพ์ที่เหมาะสม และวิธีหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไปที่มักจะนำไปสู่การทำงานซ้ำที่มีค่าใช้จ่ายสูงในภายหลัง 

I. วัสดุต่อไปนี้ถือเป็นเหล็กแม่พิมพ์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในการผลิตรายวัน อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญอยู่ที่การไม่รู้ชื่อ แต่ต้องเข้าใจว่าเมื่อใดไม่ควรใช้ เหล็กกล้าแม่พิมพ์ทั่วไป 5 ชนิด: วิธีใช้งานโดยไม่เกิดข้อผิดพลาด 

1. P20 (3Cr2Mo): พบบ่อยที่สุด แต่ก็ง่ายที่สุดในการใช้งานในทางที่ผิด ข้อดีของ P20 นั้นชัดเจน:

มีการชุบแข็งล่วงหน้าที่โรงงาน โดยมีความแข็ง 30–35 HRC สามารถแปรรูปได้โดยตรงโดยไม่ต้องให้ความร้อนเพิ่มเติม มีความสามารถในการแปรรูปได้ดี และไม่เสี่ยงต่อการบิ่น

ในXP โมลด์โครงการ P20 ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับ:

พลาสติกธรรมดา เช่น ABS และ PP

สิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวันและเคสเครื่องใช้ในบ้าน

แม่พิมพ์ขนาดเล็กถึงขนาดกลาง

ด้วยการใช้งานปกติ อายุการใช้งานของแม่พิมพ์อยู่ที่ 100,000 ถึง 300,000 รอบ

ข้อควรทราบ:

เหล็ก P20 ไม่ทนต่อการกัดกร่อนและไม่เหมาะกับวัสดุที่มีปริมาณใยแก้วสูง การใช้พลาสติก PVC หรือ GF อาจทำให้เกิดการสึกหรออย่างรุนแรงเมื่อเวลาผ่านไป หากต้องใช้ก็ควรพิจารณาการรักษาพื้นผิวเป็นอย่างน้อย เช่น การชุบโครเมียม

2. 718H (3Cr2NiMo): เวอร์ชันอัปเกรดที่เป็นมิตรต่อความแม่นยำมากขึ้น

718H สามารถเข้าใจได้ว่าเป็น "P20 ที่เสถียรกว่า"

โดยทั่วไปจะมีความแข็ง 35–40 HRC โครงสร้างวัสดุที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น ผลการขัดเงาที่ดีขึ้นอย่างมาก และความเสถียรของขนาดที่สูงขึ้น

การใช้งานทั่วไปได้แก่:

พีค รพช

วัสดุเสริมใยแก้วสูง

ส่วนประกอบเครื่องยนต์ยานยนต์และตัวเรือนเสาอากาศ 5G

เมื่อการออกแบบและการประมวลผลแม่พิมพ์ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม อายุการใช้งานอาจเกิน 1 ล้านรอบในสภาพแวดล้อมการผลิตจริง

แนวโน้มอุตสาหกรรม:

เมื่อมองไปข้างหน้าถึงปี 2025 จะมีการนำ H13 คาร์บอนต่ำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น ช่วยลดการใช้พลังงานโดยรวมได้ประมาณ 30% ในขณะที่ยังคงระดับประสิทธิภาพเท่าเดิม ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโปรแกรมการผลิตปริมาณมากในระยะยาว

3. NAK80: ตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับความต้องการความมันเงาสูงและผิวเงาเหมือนกระจก

เมื่อรูปลักษณ์ของพื้นผิวมีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่โปร่งใสหรือมีความมันเงาสูง NAK80 มักเป็นวัสดุชนิดแรกที่ถูกพิจารณา

ข้อดีหลัก ได้แก่ :

ไม่ต้องใช้ความร้อน โดยมีความแข็งประมาณ 40–42 HRC

ลักษณะการขัดสม่ำเสมอมาก

ความสามารถในการขัดเงากระจกได้ดีเยี่ยม โดยมีค่า Ra สูงถึงประมาณ 0.01 μm

การใช้งานทั่วไป:

ผลิตภัณฑ์พีซีและ PMMA

ส่วนประกอบทางแสง

แม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง

ด้วยการตัดเฉือนและการบำรุงรักษาที่เหมาะสม โดยทั่วไปแล้วอายุการใช้งานของแม่พิมพ์จะอยู่ที่ 500,000 ถึง 1,000,000 รอบ

หมายเหตุข้อควรระวัง:

NAK80 มีความไวต่อสภาพแวดล้อมและวัสดุเสริม ควรหลีกเลี่ยงสารปล่อยที่มีซัลเฟอร์หรือคลอรีน ในสภาพแวดล้อมที่ชื้น มาตรการป้องกันสนิมถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากคุณภาพพื้นผิวอาจลดลงอย่างรวดเร็วหากละเลย

4. H13 (4Cr5MoSiV1): ออกแบบมาสำหรับอุณหภูมิสูงและภาระหนัก

สำหรับการขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูง H13 ยังคงเป็นตัวเลือกมาตรฐาน

หลังจากการอบชุบ โดยทั่วไปจะสูงถึง 48–52 HRC และทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้อุณหภูมิต่อเนื่องที่ 500–600°C พร้อมทนทานต่อความล้าจากความร้อนได้ดี

การใช้งานทั่วไปได้แก่:

วัสดุ PEEK และ LCP

พลาสติกเสริมใยแก้วสูง

ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ยานยนต์และตัวเรือนเสาอากาศ 5G

ด้วยการออกแบบและการประมวลผลที่เหมาะสม อายุการใช้งานของแม่พิมพ์อาจเกิน 1 ล้านรอบ

แนวโน้มอุตสาหกรรม:

ภายในปี 2568 มีการใช้สายพันธุ์ H13 คาร์บอนต่ำเพิ่มมากขึ้น วัสดุเหล่านี้สามารถลดการใช้พลังงานโดยรวมได้ประมาณ 30% ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพไว้

5. S136 (4Cr13): โซลูชันที่ใช้งานได้จริงสำหรับการใช้งานที่ไวต่อการกัดกร่อน

S136 เป็นที่รู้จักกันดีในด้านความต้านทานการกัดกร่อน

ด้วยปริมาณโครเมียมประมาณ 13.6% จึงทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในขณะที่ยังคงให้คุณสมบัติการขัดเงาที่ดี

การใช้งานทั่วไป ได้แก่:

พีวีซีและพลาสติกที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่น ๆ

ผลิตภัณฑ์ใช้แล้วทิ้งทางการแพทย์

แม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์เกรดอาหาร

หลังจากการอบชุบด้วยความร้อน ความแข็งมักจะลดลงภายใน 48–52 HRC และอายุการใช้งานของแม่พิมพ์โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 500,000 ถึง 800,000 รอบ ขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน

หมายเหตุพิเศษ:

สำหรับโครงการที่เกี่ยวข้องกับการแพทย์ การตรวจสอบย้อนกลับวัสดุและขั้นตอนการประมวลผลมักจะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน เช่น ISO 13485 ข้อกำหนดเหล่านี้ควรนำมาพิจารณาในขั้นตอนการเลือกใช้วัสดุ ซึ่งจะไม่ได้กล่าวถึงในภายหลังว่าเป็นมาตรการแก้ไข

ครั้งที่สอง แนวโน้มใหม่และหลักปฏิบัติในการเลือกใช้วัสดุแม่พิมพ์ในปี 2568

1. แนวโน้มมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่ปัจจัยพื้นฐานยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ในช่วงสองปีที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างที่เห็นได้ชัดเจนมากขึ้นทั่วทั้งอุตสาหกรรม:

การใช้เหล็กกล้าแม่พิมพ์คาร์บอนต่ำในวงกว้างมากขึ้น

เพิ่มการใช้การเคลือบนาโนในบริเวณที่มีการสึกหรอสูง

เครื่องมือที่ได้รับความช่วยเหลือจาก AI เพื่อลดระยะเวลาการเลือกวัสดุและการพัฒนา

อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าเทคโนโลยีจะพัฒนาไปอย่างไร หลักการพื้นฐานก็ยังคงเหมือนเดิม:

วัสดุจะต้องเหมาะสมกับผลิตภัณฑ์และการใช้งาน

2. ข้อผิดพลาดทั่วไปสามประการที่พบบ่อยในโครงการจริง

ประการแรก หลีกเลี่ยงการพึ่งพาประสบการณ์ในอดีตเพียงอย่างเดียว

เมื่อปริมาณใยแก้วเกิน 30% การใช้แม่พิมพ์เหล็กมาตรฐานจึงเป็นทางเลือกที่มีความเสี่ยงสูง ในทำนองเดียวกัน การเลือก P20 สำหรับชิ้นส่วนโปร่งใสมักจะนำไปสู่ปัญหาการขัดเงาในภายหลังในโครงการ

ประการที่สอง หลีกเลี่ยงการตัดสินใจที่รุนแรง ไม่ว่าจะเป็นการระบุมากเกินไปหรือการตัดมุม

การใช้เหล็กระดับพรีเมียมสำหรับแม่พิมพ์เครื่องใช้ในครัวเรือนขั้นพื้นฐานมีประโยชน์เพียงเล็กน้อย ในทางกลับกัน การเลือกวัสดุคุณภาพต่ำ เช่น เหล็ก 45# สำหรับแม่พิมพ์ระดับไฮเอนด์เพียงอย่างเดียวเพื่อลดต้นทุน มักจะนำไปสู่ค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นตลอดวงจรชีวิตของแม่พิมพ์

ประการที่สาม อย่าประมาทข้อกำหนดในการปฏิบัติตามข้อกำหนด

อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตทางการแพทย์และยานยนต์ปฏิบัติตามมาตรฐานที่เข้มงวดทั้งในด้านวัสดุและกระบวนการ หากมองข้ามข้อกำหนดเหล่านี้ในระหว่างขั้นตอนการเลือกวัสดุ การแก้ไขในภายหลังอาจเป็นเรื่องยากมาก

การเลือกเหล็กแม่พิมพ์ที่เหมาะสมนั้นแทบจะไม่ใช่การตัดสินใจโดยพิจารณาจากปัจจัยเดียว โดยต้องมีความสมดุลระหว่างข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ ความเสถียรในการประมวลผล ปริมาณการผลิตที่คาดหวัง และความน่าเชื่อถือในระยะยาว

ที่ XP MOLD จะมีการหารือเรื่องการเลือกวัสดุกับลูกค้าของเราตั้งแต่ระยะเริ่มต้นเสมอ โดยอิงจากแบบจริงและเงื่อนไขการใช้งานจริง ไม่ใช่สมมติฐาน

หากคุณกำลังทำงานเกี่ยวกับแม่พิมพ์เชื่อมต่อหรือโครงการแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำอื่น ๆ และต้องการตรวจสอบตัวเลือกวัสดุก่อนเริ่มการตัดเฉือน โปรดติดต่อ