Op het gebied van matrijs fabricageWij hebben meer dan 20 jaar ervaring en begrijpen dat de selectie van mal materialen gaat veel verder dan kostenoverwegingen. De prestaties van materialen hebben een directe invloed op de levensduur van mallen, de kwaliteit van het eindproduct en zelfs de algehele productie-efficiëntie, waardoor het een cruciale factor is bij het bepalen van de prestaties van de mal.
Als u het juiste matrijsmateriaal voor uw project kiest, biedt dit artikel u duidelijke referentiepunten. Gebaseerd op onze projectervaring hebben we de belangrijkste kenmerken en typische toepassingen van verschillende veelgebruikte matrijsmaterialen samengevat.
U kunt beginnen met het snel verschaffen van een basiskennis via de onderstaande tabel. Daarna gaat u dieper in op de selectielogica en de aanbevelingen voor het gebruik van elk materiaal.
| Genre | Sleuteleigenschappen | Typische toepassingen |
|---|---|---|
| Voorgehard staal (bijv. P20, 718, NAK80) | Gemiddelde hardheid (HRC 28-40), goede bewerkbaarheid, geen nabehandeling nodig. | Spuitgietmatrijzen voor kleine tot middelgrote series; matrijzen die een hoge glans (NAK80) vereisen. |
| Gehard staal (bijv. H13, D2, SKD11) | Hoge hardheid (HRC 45-52+), uitstekende slijtvastheid, hoge sterkte, goede thermische stabiliteit (H13). | Matrijzen voor grote aantallen, hoge precisie en hoge slijtage; spuitgietmatrijzen (H13); stans- en koudsmeedmatrijzen (D2). |
| Roestvast staal (bijv. 420SS, S136) | Uitstekende corrosiebestendigheid, goede polijstbaarheid. | Medische hulpmiddelen, mallen voor voedselverpakkingen; mallen voor corrosieve kunststoffen (PVC); mallen met hoge spiegelende afwerking (S136). |
| Poedermetallurgie Staal (bijv. ASP23, ASP30) | Zeer slijtvast, hoge taaiheid, uitstekende maatvastheid, uniforme microstructuur. | Zeer nauwkeurige mallen met extra lange levensduur; complexe stansmatrijzen; hoogwaardige spuitgietmatrijzen. |
| aluminium (bijv. 6061, 7075) | Lage dichtheid, lichtgewicht, uitstekende thermische geleidbaarheid, snelle bewerking. | Rapid prototyping, productie van kleine series, blaasvormen en matrijscomponenten die snelle warmteafvoer vereisen. |
| Koper legering (bijv. berylliumkoper, chroomzirconiumkoper) | Uitstekende thermische geleidbaarheid, goede slijtvastheid, hoge sterkte (berylliumkoper). | Vorminzetstukken voor lokale hotspots ter verbetering van de koeling; uiterst precieze stanscomponenten (berylliumkoper). |
| Carbide (bijv. wolfraamcarbide) | Extreem hoge hardheid en slijtvastheid. | Onderdelen van mallen die onderhevig zijn aan extreme slijtage (bijv. stempels, matrijzen voor stansen); onderdelen met een extreem lange levensduur. |
Gereedschapsstaal
Gereedschapsstaal is ongetwijfeld het meest gebruikte materiaal in onze productie. Dankzij de uitstekende sterkte, hardheid, slijtvastheid en thermische stabiliteit is het geschikt voor diverse complexe situaties.
Op basis van de specifieke projectvereisten selecteren wij zorgvuldig uit verschillende gereedschapsstaalseries:
Voorgehard staal (bijv. P20, 718, NAK80)
Deze staalsoorten zijn onze beste keuze voor spuitgietmatrijzen in kleine tot middelgrote series. Ze worden voorgehard vóór levering, meestal met een hardheid variërend van HRC 28 tot 40. Dit maakt directe bewerking mogelijk zonder tijdrovende secundaire warmtebehandeling, wat ook vervormingsrisico's voorkomt. Het vereenvoudigt de matrijsproductie aanzienlijk en verkort de productiecycli. NAK80 onderscheidt zich met name: wanneer klanten extreem hoge oppervlakteafwerkingen eisen (bijvoorbeeld optische lenzen of auto-interieuronderdelen), bereikt de superieure polijstbaarheid moeiteloos spiegeleffecten.
Gehard staal (bijv. H13, D2, SKD11):
Voor matrijzen die hogere belastingen, temperaturen of extreme slijtage vereisen (bijvoorbeeld massaproductie of spuitgietmatrijzen), kiezen we voor deze staalsoorten. In tegenstelling tot voorgehard staal ondergaan ze een strikte afschrikking en ontlaten om een hardheid van HRC 45-52 of hoger te bereiken. Dit extra proces zorgt voor superieure slijtvastheid, sterkte en een langere levensduur van de matrijs. H13 is onze standaard voor spuitgietmatrijzen vanwege de uitstekende thermische vermoeiingsweerstand. Voor stansmessen en koudstempelmatrijzen zijn D2 en SKD11 betere keuzes – hun bijna ultieme slijtvastheid garandeert stabiele prestaties bij de verwerking van materialen met een hoge hardheid.
Roestvrij staal (bijv. 420SS, S136)
Voor medische hulpmiddelen, mallen voor voedselverpakkingen of kunststoffen die corrosieve gassen afgeven (bijvoorbeeld PVC) gebruiken we doorgaans deze staalsoorten. Hun uitstekende corrosiebestendigheid en polijstbaarheid maken ze ideaal voor dergelijke toepassingen. Met name S136 levert onberispelijke resultaten voor transparante kunststof onderdelen die een perfecte spiegelglans vereisen.
Poedermetallurgiestaal (bijv. ASP23, ASP30)
Voor uiterst precieze, uiterst duurzame en robuuste projecten (bijvoorbeeld precisiestansmessen of hoogwaardige spuitgietmatrijzen) zijn deze staalsoorten de ultieme oplossing. Ondanks hun hogere kosten biedt hun uniforme korrelstructuur uitzonderlijke slijtvastheid en taaiheid, waardoor de levensduur van de matrijs aanzienlijk wordt verlengd. Dit blijkt op de lange termijn vaak kosteneffectiever te zijn.
Aluminiumlegering (bijv. 6061, 7075)
Aluminiumlegering is een ander veelgebruikt materiaal in onze matrijzenbouw. De thermische geleidbaarheid ervan is vele malen hoger dan die van staal, waardoor spuitgietmatrijzen sneller kunnen afkoelen, de cyclustijden drastisch worden verkort en de productie-efficiëntie wordt verhoogd.
Aluminiumlegeringen missen echter de hardheid en slijtvastheid van staal – 7075 bijvoorbeeld heeft minder dan een kwart van de hardheid van hoogwaardig gereedschapsstaal. Daarom worden ze vaak gebruikt voor rapid prototyping en mallen voor de productie van kleine aantallen.
Aluminium presteert echter uitzonderlijk goed in blaasvormen, rapid prototyping-mallen en componenten waarbij een efficiënte warmteafvoer vereist is.
Koper legering
Wanneer er lokale oververhitting optreedt of een verbeterde koeling nodig is, gebruiken we vaak koperlegeringen (bijvoorbeeld berylliumkoper, chroomzirconiumkoper). Hun uitstekende thermische geleidbaarheid en matige slijtvastheid maken ze ideaal voor inzetstukken of kernmaterialen, die nauwkeurig in de matrijshotspots worden geplaatst. In spuitgietmatrijzen verlagen inzetstukken van koperlegeringen effectief de kerntemperatuur, waardoor de levensduur van de matrijs wordt verlengd en de productie-efficiëntie en productkwaliteit worden verbeterd.
Voor zeer nauwkeurige stansmessen die elastische componenten of specifieke vormdelen vereisen, komt berylliumkoper ook in aanmerking vanwege zijn elasticiteit en vermoeiingsweerstand. Gezien de hogere kosten gebruiken we het alleen in kritieke gebieden waar de unieke eigenschappen onmisbaar zijn.
Carbide
Voor matrijscomponenten die onderhevig zijn aan extreme slijtage (bijv. ponsmatrijzen, concave matrijzen) of die een extreem hoge precisie en duurzaamheid vereisen, kiezen we voor de "zwaargewichtkampioen": hardmetaal (bijv. wolfraamstaal). Met een hardheid van meer dan HRA 90 en een uitstekende slijtvastheid is het ongeëvenaard. De brosheid en hoge prijs beperken het gebruik echter tot situaties waarin de prestaties geen alternatief bieden.
Ten slotte moet de keuze van matrijsmaterialen niet alleen gebaseerd zijn op algemene ervaring, maar vereist een uitgebreid oordeel op basis van specifieke projectomstandigheden. We raden u aan om professionele matrijstechnici te raadplegen voordat u beslissingen neemt.
Het is handig om vooraf de volgende belangrijke informatie voor te bereiden:
- Basisproducteigenschappen (zoals gebruikt materiaal, structurele complexiteit, maatnauwkeurigheid en eisen aan de oppervlakteafwerking);
- Geschatte productievolume;
- Kostenbegrotingsbereik;
- Overige speciale vereisten (bijvoorbeeld corrosiebestendigheid, thermische geleidbaarheid of polijstprestaties, enz.).
Met deze informatie kunnen technici u efficiënter koppelen aan geschikte matrijsmateriaaloplossingen en zo de optimale balans bereiken tussen prestaties, levensduur en kosten.
Als u nog vragen hebt over de keuze van het matrijsmateriaal, neem dan gerust contact op met het RJC-matrijstechniekteam. Wij bieden u gratis technische ondersteuning. Neem nu contact op.
