In de matrijzenbouwindustrie bepaalt de materiaalkeuze direct de levensduur, precisie en productie-efficiëntie van een matrijs. Onder verschillende werkomstandigheden (bijvoorbeeld spuitgieten, stampen, smeden) variëren de vereisten voor mallen, zoals temperatuurbestendigheid, slijtvastheid en weerstand tegen vermoeidheid, aanzienlijk. Vier kerntypenvorm materialenzijn ontworpen met gerichte kenmerken. Ze bieden precieze oplossingen voor de productie van matrijzen op gebieden als huishoudelijke apparaten, auto's en machines. En ze helpen bedrijven de vervangingskosten te verlagen en de stabiliteit van de productkwaliteit te verbeteren.
Kunststof matrijsmaterialen zijn speciaal ontworpen voor het spuitgietproces en moeten bestand zijn tegen de corrosieve effecten van de kunststofsmelt en voldoen aan de eisen van hoogfrequent ontvormen.
Belangrijkste eigenschappen: Hoge polijstbaarheid (zorgt voor een glad oppervlak voor kunststof onderdelen), corrosiebestendigheid (bestand tegen corrosieve kunststoffen zoals PVC) en goede bewerkbaarheid.
Typische materialen: P20, 718H. Deze zijn geschikt voor mallen voor de productie van plastic onderdelen, zoals behuizingen van huishoudelijke apparaten, auto-interieurcomponenten en dagelijkse benodigdheden. Mallen die worden gebruikt om transparante plastic bekers te maken, hebben bijvoorbeeld materialen nodig die goed gepolijst kunnen worden. Dit voorkomt krassen op het plastic oppervlak en garandeert de kwaliteit van het uiterlijk van het product. Tegelijkertijd zorgt de weerstand tegen corrosie ervoor dat de mal langer meegaat. Het vermindert ook de uitvaltijd als gevolg van frequent onderhoud.
Matrijsmaterialen voor koudwerk zijn ontworpen voor metaalverwerking bij kamertemperatuur en moeten bestand zijn tegen hoge niveaus van impact en wrijving.
Kerneigenschappen: Hoge hardheid, hoge slijtvastheid en slagvastheid. Ze zijn bestand tegen processen zoals stampen, knippen en koude extrusie.
Typische materialen: Cr12MoV en DC53. Geschikt voor stempelmatrijzen voor plaatwerk in de automobielsector, snijmatrijzen voor hardware en koude kopmatrijzen voor bevestigingsmiddelen. Stempelmallen voor plaatwerk van autodeuren hebben bijvoorbeeld materialen met een hoge slijtvastheid nodig. Deze materialen zijn bestand tegen herhaalde wrijving van metalen platen. Dit voorkomt maatafwijkingen van gestanste onderdelen (veroorzaakt door te veel slijtage van de matrijsrand) en zorgt voor precisie bij massaproductie.
Heet werkvorm materialenzijn geschikt voor metaalverwerking bij hoge temperaturen en moeten bestand zijn tegen oxidatie bij hoge temperaturen en wisselende thermische schokken.
Kerneigenschappen: Bestand tegen hoge temperaturen (bestand tegen 800-1200°C), weerstand tegen thermische vermoeidheid (voorkomt scheuren door thermische cycli) en goede thermische geleidbaarheid.
Typische materialen: H13 en 5CrNiMo. Deze zijn geschikt voor spuitgietmatrijzen van aluminiumlegeringen, smeedmatrijzen en hete extrusiematrijzen. Voor spuitgietmatrijzen voor cilinderblokken van aluminiumlegeringen van automotoren zijn bijvoorbeeld materialen nodig die bestand zijn tegen hoge temperaturen. Deze materialen zijn bestand tegen het schuren van aluminiumvloeistof op hoge temperatuur. Thermische vermoeidheidsweerstand vermindert scheuren in de mal veroorzaakt door herhaalde thermische cycli. Dit verlengt de levensduur van de matrijs.
Speciale vormmaterialen lossen ‘onconventionele werkomstandigheden’ op en vullen de toepassingslacunes van traditionele materialen op:
Kerntypen:
Keramische vormmaterialen (bestand tegen hoge temperaturen, slijtvast, geschikt voor het nauwkeurig vormen van keramische onderdelen);
Composiet matrijsmaterialen (lichtgewicht, hoge sterkte, geschikt voor matrijzen van lichtgewicht luchtvaartcomponenten);
Poedermetallurgische matrijsmaterialen (hoge dichtheid, geschikt voor matrijzen van precisiepoedermetallurgische onderdelen);
Voorbeeld: Voor warmvormmatrijzen voor componenten van titaniumlegeringen in de lucht- en ruimtevaartsector zijn composietmaterialen nodig die bestand zijn tegen hoge temperaturen.
Deze materialen zorgen voor sterkte terwijl ze het gewicht van de matrijs verminderen, de operationele flexibiliteit verbeteren en voldoen aan de speciale eisen van hoogwaardige productie van matrijzen.
| Matrijsmateriaaltype | Kernkenmerken | Geschikte arbeidsomstandigheden/processen | Typische toepassingsgevallen |
|---|---|---|---|
| Kunststof malmaterialen | Hoge polijstbaarheid, corrosiebestendigheid, goede bewerkbaarheid | Kunststof spuitgieten | Mallen voor behuizingen van huishoudelijke apparaten en onderdelen voor auto-interieur |
| Materialen voor koudwerkvormen | Hoge hardheid, hoge slijtvastheid, slagvastheid | Metaal koud stampen, knippen, koude extrusie | Mallen voor plaatwerk in de auto-industrie, knippen van hardware |
| Materialen voor hete werkvormen | Bestand tegen hoge temperaturen, weerstand tegen thermische vermoeidheid, goede thermische geleidbaarheid | Metaalspuitgieten, smeden, hete extrusie | Mallen voor cilinderblokken van aluminiumlegering, gesmede onderdelen |
| Speciale vormmaterialen | Bestand tegen hoge temperaturen/lichtgewicht/hoge dichtheid | Precisie keramisch gieten, productie van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart | Mallen voor precisiekeramiek, componenten van titaniumlegering |
Momenteel,vorm materialenevolueren naar ‘high-performance development’: het optimaliseren van legeringssamenstellingen om de slijtvastheid en vermoeidheidsweerstand van materialen te verbeteren, en het ontwikkelen van nanocoatingtechnologieën om de levensduur van matrijzen verder te verlengen – allemaal om te voldoen aan de eisen van precisiematrijzen van hoogwaardige productiegebieden zoals nieuwe energievoertuigen en de ruimtevaart. Als de "kernbasis" van de matrijzenbouw bieden deze vier materiaalsoorten nauwkeurige ondersteuning voor verschillende werkomstandigheden, waardoor bedrijven een efficiënte en hoogwaardige matrijzenproductie kunnen bereiken.
