Когда появились пресс-формы
Из источников в интернете написано, что первое производство пресс-форм относят к IV веку до нашей эры. Первоначально их использовали для чеканки монет, чтобы обеспечивать их подлинность, но, нужно уточнить, речь все-таки идет о штампе для формирования оттиска, это не пресс-форма в современном понимании. Другая информация говорит о том, что первые пресс-формы были применены для строительства Египетских пирамид. Тут, тоже требуется пояснения. На основе последних исследований на молекулярном уровне материалов пирамиды, учеными было поставлено под сомнение то, что при строительстве пирамид использовали метод передвижения многотонных булыжников. Проведенные современные исследования показывают, что пирамиды не строили методом складывания отдельных частей, а их блоки на месте заливали строительным раствором типа бетона в форму опалубку, а идентично повторяющиеся декоративные элементы были получены методом формирования оттисков. Как известно в Египте использовали разборные формы для заливки и штамп формы для прессования, так же разборные формы использовали и для изготовления фаянсовых изделий. Под современным понятием пресс-форма (оснастка), подразумевается устройство, конструкция для литья и формировки изделия в пресс-форме под давлением. Сегодня история умалчивает, и не дает точного ответа, где и когда впервые появились именно пресс-формы (оснастки, устройства) для литья под давлением, но известны другие документированные факты, по которым и можно понять, когда появились современные пресс-формы.
Документированная информация:
В 1834 году оловянщик Джозеф Морган подал заявку на британский патент на литье свечей под давлением.
В 1846 году британский изобретатель Чарльз Хэнкок запатентовал машину для литья под давлением.
В 1872 году американский изобретатель Джон Уэсли Хайятт вместе со своим братом Исайей запатентовал одну из первых машин для литья под давлением.
В 1903 году немецкие химики Артур Айхенгрюн и Теодор Беккер изобрели первые растворимые формы ацетата целлюлозы, из которого можно было отливать под давлением.
В 1919 году Артур Айхенгрюн разработал первый пресс для литья под давлением.
В 1924 году фирма «Эккерт» сконструировала и изготовила первые машины с холодной камерой прессования, которые позволяли изготовлять отливки из медных сплавов.
В 1937 году английские химики разработали промышленный способ производства полиэтилена, в 1946 году начали выпускать полиэтиленовые бутылки, а в 1954 году синтезировали полипропилен.
Можно выделить, то, что появление полиэтилена и других новых типов полимеров и дало старт к массовому производству современных пресс-форм оснастки. Так как полученные новые сырьевые материалы, обладают всеми нужными свойствами для литья изделий под давлением.
Первое массовое применение пресс-форм, можно увидеть на примере изготовления стационарных телефонов: корпус, трубка, диск набора номера телефона и другие детали были сделаны с применением литья пластика под давлением. Это наглядный пример того, как технологии делают товар массово доступным всем по всему миру.
Исторический Фактор
Первые пресс-формы для формирования изделия под давлением начали использовать не более 200 лет назад. Археологи подтверждают это, находя изделия отлитые ремесленниками. Промышленная революция технологий, материаловедения и возрастающая потребность в увеличении объемов производства товаров, вызвала большой интерес к новым стандартам и технологиям, что в конечном итоге и привело к разработке пресс-форм для производства, а массовое применение, началось с появлением формировочного сырья в составе полимеров: полиэтилена, полипропилена, авс и других типов.
Пресс-формы сыграли ключевую роль в последующих этапах развития промышленности в разных странах. Они экономически выгодны при массовом производстве, упрощая и ускоряя производственные процессы. В, прошествии времени, стало фактом, что развитие экономики и использование пресс-форм взаимосвязаны.
С каждым годом сферы применения пресс-форм как оснасти, для литья изделий из пластмассы растет, так как увеличивается спрос на пластиковую продукцию. Многие товары, комплектующие и запчасти, которые производились из металла, дерева, и других природных материалов стали массово производить из пластика методом литья под давлением в пресс-форме.
Трудности создания первых пресс-форм:
• Возможности и технические ограничения: На начальных этапах разработки пресс-форм инженеры и изобретатели сталкивались с ограничениями существующих технологий. Материалы, доступные в то время, не всегда могли выдерживать высокие температуры и давления, что требовало создания новых сплавов и композитов.
• Отсутствие знаний в области материаловедения: На начальных этапах существовало ограниченное понимание свойств различных материалов. Это усложняло выбор подходящих компонентов для создания пресс-форм, и приводило к неэффективности и высокому уровню брака при производстве.
• Сложность проектирования: Процесс проектирования пресс-форм с трансферным прессованием требовал глубоких знаний в механике, инженерии и дизайне. Научиться прогнозировать, как материал будет вести себя при литьевом прессовании, было сложно, особенно без современных компьютерных технологий и программного обеспечения.
• Экономические риски: Инвестирование в разработку новых пресс-форм требовало значительных финансовых затрат. Ошибки на этапе проектирования могли обернуться большими убытками, что заставляло производителей быть более осторожными в своих экспериментах.
• Отсутствие стандартов: В начале использования пресс-форм отсутствовали общепринятые сегодня стандарты и методы. Это усложняло процесс сертификации и внедрения новых технологий в производство.
Аспекты влияния пресс-форм на экономику:
Несмотря на трудности, преодоление которых стало важным этапом в истории, создание первых пресс-формы оказало значительное влияние на промышленность:
• Массовое производство: Пресс-формы позволили значительно увеличить объем производства, что способствовало переходу от ремесленного к массовому производству. Это, в свою очередь, привело к снижению цен на товары и увеличению доступности продукции для потребителей.
• Улучшение качества продукции: Стандартизация процессов формовки позволила создавать изделия с высокой степенью точности и качества. Это стало возможным благодаря повторяемости процессов, что уменьшало количество дефектов.
• Развитие новых технологий: Успехи в создании пресс-форм стали стимулом для разработки новых технологий и материалов, таких как полимеры, термопласты и композиты, которые открыли новые возможности для производства.
• Экономическая эффективность: Использование пресс-форм способствовало снижению затрат на производство, что позволяло компаниям инвестировать в новые разработки и расширение производственных мощностей.
• Расширение отраслей: Пресс-формы нашли применение в самых различных отраслях, от автомобилестроения до электроники, что способствовало диверсификации промышленных процессов и созданию новых рабочих мест.
В нашу эпоху индустрии пресс-формы становятся всё более «умными» и роботизированными. Интеграция датчиков и систем управления позволяет контролировать процесс производства в режиме реального времени. Роботизированные станки выполняют операции по выемке сложных изделий из пресс-формы и одновременно заправляют в станок закладные детали для следующего литья, с промежуточным складированием готовых изделий. Все это открывает новые возможности для производства, оптимизации и повышения качества продукции.
Заключение по описанию
Современные пресс-формы очень молоды в историческом измерении. Но, несмотря на многочисленные трудности, с которыми столкнулись изобретатели и инженеры, создание первой технологичной пресс-формы стало важным этапом в развитии промышленности. Этот процесс изменил подходы к проектированию и производству в различных отраслях. Благодаря инновациям в области пресс-форм была заложена основа для дальнейшего индустриального технологического прогресса на многие десятилетия. Пресс-формы актуальны и сейчас, спрос на производство пресс-форм постоянно растет из года в год. Но, нужно отметить, что с недавнего времени у пресс-форм на далёком горизонте появился новый технологичный конкурент, это промышленная 3D печать изделий.
Некоторые сферы применения пресс-форм:
• Машиностроение. Изготовление деталей кузова, автомобильных бамперов, маховиков, корпусов механизмов и датчиков, отделочные и крепежные элементы.
• Изготовление деталей для бытовой техники. Литьё пластмассовых столовых приборов и посуды, ящики и контейнера для хранения и т.д.
• Электроника. Создание корпусов для устройств, разъёмов и кнопок.
• Медицина. Производство стерильной одноразовой продукции, например, шприцов и контейнеров для хранения.
• Строительство. Изготовление профилей, плинтусов и заглушек, дюбелей. Инженерные системы электрика, воздуховоды, канализация, системы подачи воды и т.д.
• Упаковка. Создание бутылок, крышек, контейнеров и других видов тары.
• Пищевая промышленность. Изготовление конфет, печенья и шоколада.
• Галантерея и фурнитура. Изготовление игрушек, сувениров, пуговицы, расчески, бижутерия.
