Vstřikovací forma

Vstřikovací forma (v praxi často jen nástroj, anglicky injection mold) je přesný kovový nástroj s tvarovou dutinou, do které se při injekčním vstřikování vstříkne roztavený plast a v níž ztuhne do tvaru hotového dílu. Forma určuje tvar, přesnost i povrch výlisku a bývá největší vstupní investicí.

Forma má dvě hlavní poloviny, které se stýkají v dělicí rovině: pevnou stranu u vstřikovací jednotky a pohyblivou stranu, na které díl po otevření zůstane a ze které ho vysune vyhazovací systém. Tvar dílu tvoří tvarové vložky (tvárník a tvárnice). Plast přitéká vtokovou soustavou (vtokový kanál, rozváděcí kanály a vtokové ústí), vzduch uniká odvzdušněním. Podříznutí, tedy prvky bránící vyjmutí dílu ve směru otevírání, vyžadují šoupátka nebo šikmé vyhazovače a formu zdražují.

Temperační kanály udržují formu na teplotě předepsané pro daný plast, u běžných plastů řádově desítky °C, u některých technických plastů přes 100 °C. Chlazení obvykle tvoří největší část výrobního cyklu. Formy se dále liší počtem dutin (jednonásobné a vícenásobné, u malých dílů i desítky dutin), vtokovou soustavou (studený vtok, jehož zbytek odpadá nebo se recykluje, a horký vtok, který odpad omezuje a zkracuje cyklus) a konstrukcí (dvoudeskové, třídeskové a etážové formy). Rodinná forma vyrábí v jednom cyklu několik různých dílů sestavy, dvoukomponentní forma spojí tvrdý a měkký plast v jednom procesu.

Sériové formy se vyrábějí z nástrojových ocelí, předem zušlechtěných pro menší a střední série nebo kalených pro velké série a abrazivní plasty plněné skelnými vlákny. Kalené formy jsou obvykle dimenzovány na stovky tisíc až miliony cyklů. Levnější a rychleji vyrobitelné hliníkové formy mají nižší životnost a slouží hlavně jako prototypové formy pro menší počty kusů. Výroba sériové formy trvá typicky několik týdnů až měsíců a cena se pohybuje od desítek tisíc korun za jednoduchou formu po miliony u velkých složitých nástrojů.

Investice do vstřikovací formy dává smysl, když je konstrukce dílu ověřená a předpokládaný objem výroby dosahuje tisíců kusů a více, případně když požadavky na přesnost, povrch nebo materiál nelze splnit jinou technologií. Počet dutin, materiál formy a typ vtoku se volí hlavně podle ročního objemu: pro menší série stačí jednonásobná forma se studeným vtokem, pro statisíce kusů ročně se obvykle vyplatí vícenásobná forma s horkým vtokem a kalenými vložkami.

Pro ověření konstrukce nebo menší počty kusů zvažte nejprve levnější hliníkovou formu, výměnné vložky do univerzálního rámu nebo vakuové lití.

Nejdražší chyby vznikají v konstrukci dílu, ne ve formě: chybějící úkosy, nerovnoměrné tloušťky stěn, zbytečná podříznutí a ostré rohy. Úpravy hotové formy navíc nejsou rovnocenné. Odebrat ocel z formy (a tím přidat materiál na díl) je poměrně snadné, opačná úprava vyžaduje navaření nebo novou vložku. Kritické rozměry se proto často navrhují tak, aby se daly doladit odebráním oceli, takzvaně „steel safe“.

Před objednáním si nechte od nástrojárny zpracovat DFM rozbor dílu, u složitějších dílů i simulaci plnění, a odsouhlaste umístění vtoku, dělicí roviny a vyhazovačů vzhledem k pohledovým plochám. Ve smlouvě uveďte požadovanou životnost a materiál formy, počet dutin, vlastnictví formy a místo jejího uložení, počet kol vzorkování a úprav v ceně, měřicí protokol prvních vzorků a hrazení údržby a oprav.