Gietvormen en matrijzen zijn gereedschappen die essentieel zijn voor de massaproductie in de hedendaagse industrie. Beide zijn sleutelelementen in de productie. Zo worden gietvormen gebruikt bij het spuitgieten om hars te vormen en bij het gieten, en worden matrijzen gebruikt bij het stansen. In dit gedeelte staan voorbeelden van het waarnemen en meten van gietvormen en matrijzen met een digitale microscoop.

Waarnemen en meten van gietvormen en matrijzen met een digitale microscoop

Voor- en nadelen van gietvormen en matrijzen

Voordelen
  • Snelle massaproductie van producten met dezelfde vorm.
  • Zeer nauwkeurige productie met weinig verschillen.
  • Geen speciale vaardigheden vereist en iedereen kan de werkzaamheden gemakkelijk uitvoeren.
  • Vrijwel geen materiaalafval en lage verwerkingskosten.
Nadelen
  • De fabricage van gietvormen/matrijzen kan duur en tijdrovend zijn.
  • Voor met maken van gietvormen en matrijzen zijn specifieke vaardigheden en veel ervaring vereist.

Soorten gietvormen en matrijzen

Gietvormen en matrijzen zijn gereedschappen waarmee materialen worden gevormd.
Matrijzen zijn "open" in die zin dat ze bestaan uit boven- en onderstukken die niet zijn afgesloten.
Gietvormen daarentegen zijn "gesloten" en materialen zoals metaal en hars worden in een holte gegoten om een eindproduct te vormen.

Matrijzen

Persmatrijzen
Persmatrijzen worden gebruikt voor het vormgeven van autocarrosserieën en andere componenten. Dit zijn de twee meest voorkomende soorten matrijzen. Persmatrijzen kunnen ook verder worden onderverdeeld in stempelmatrijzen, buigmatrijzen en compressiematrijzen.
Smeedmatrijzen
Deze matrijzen worden gebruikt voor het vormgeven van aandrijfcomponenten voor auto's en andere voertuigen. Met smeedmatrijzen wordt van materiaal een andere vorm gemaakt. Onderdelen die een hoge sterkte vereisen, worden gewoonlijk gemaakt met smeedmatrijzen. Er zijn twee belangrijke smeedmethoden: heet smeden, waarbij het materiaal wordt verhit en zachter wordt gemaakt voordat het wordt vormgegeven, en koud smeden, waarbij het materiaal bij kamertemperatuur wordt vormgegeven.

Gietvormen

Gietvormen voor gietwerk
Deze gietvormen worden gebruikt voor het gieten van kunststof onderdelen. Een kunststof materiaal wordt verwarmd in een verwarmingscilinder en vervolgens onder druk gezet en in een gietvorm gespoten. De kunststof koelt vervolgens af en stolt.
Gietvormen voor spuitgieten
Gietvormen voor spuitgieten worden gebruikt voor het onder hoge druk gieten van gesmolten aluminium, magnesium of ander materiaal in een mal. Zo kunnen gietproducten met hoge nauwkeurigheid en hoogwaardige oppervlaktegesteldheid op hoge snelheid en masse worden geproduceerd. De term "spuitgieten" wordt in het algemeen gebruikt om zowel de gietmethode als het gegoten product aan te geven.
Gietvormen
Gieten gebeurt door gietijzer, aluminiumlegeringen, koper, messing of andere materialen tot hoge temperaturen te verhitten tot die smelten, en vervolgens het gesmolten materiaal in een gietvorm te gieten. De gietvorm die voor het gieten wordt gebruikt, wordt een gietvorm genoemd, en het resulterende product wordt een gietstuk genoemd.
Poedermatrijs
Poedermatrijzen worden gebruikt om producten te vormen door een metaalpoeder samen te drukken en vervolgens te verharden.

Bewerkingsmethoden voor gietvormen en matrijzen

Snijden
Gietvormen en matrijzen kunnen worden bewerkt met een beitel om het oppervlak van een materiaal weg te snijden. Dit snijden gebeurt meestal in een bewerkingscentrum.
Slijpen
Met slijpbits kunnen ook gietvormen en matrijzen worden bewerkt. Zo kunnen harde materialen worden bewerkt die niet kunnen worden gesneden, waaronder gehard staal en verlijmd hardmetaal. Vergeleken met snijden kan met slijpen veel nauwkeuriger worden gewerkt en wordt deze methode vaak gebruikt voor de afwerking van producten. Slijpen is echter ook tijdrovender.
Draadvonken
Bij deze manier van werken wordt met een elektrode materiaal uit metaal weggesneden. Hierbij maakt de hardheid van het metaal niet uit, waardoor allerlei materialen gehard staal, verlijmd hardmetaal en ander metalen kunnen worden bewerkt.

Voorbeelden van het waarnemen en meten van gietvormen en matrijzen met een digitale microscoop

Hieronder staan de nieuwste voorbeelden van het waarnemen en meten van gietvormen en matrijzen met de 4K digitale microscoop van KEYENCE uit de VHX-reeks.

Dieptecompositiebeeld van een micronaaldmatrijs
VH-Z20, 100×, ringverlichting
Dieptecompositiebeeld van een stempelmatrijs
VH-Z20, 100×, ringverlichting
Waarnemingsbeeld van de binnenkant van een mal

VHX-E20, 20×

  • A: Zonder achtergrondverlichting
  • B: Met achtergrondverlichting
3D-beeld van schroefmal
ZS-20, 50×, ringverlichting
Vergelijkingsbeeld van de oppervlaktestructuur van een product

ZS-200, 1500×, coaxiale verlichting

Het beheren van slijtage is mogelijk door producten in 3D te meten.

Beeld van de 3D-meting van de snijrand van een matrijs
VH-Z20, 200×, ringverlichting
3D-meetbeeld van fouten in een oppervlak

ZS-200, 500×, coaxiale verlichting

3D-meetbeeld van een markering op een gietvorm
ZS-200, 1000×, coaxiale verlichting
Waarnemingsbeeld van de bewegende delen van een gietvorm
VH-Z20, 100×, ringverlichting (normaal beeld)

Beeld in de Optical Shadow Effect-modus

Met de Optical Shadow Effect-modus kunnen microscopisch kleine onregelmatigheden zichtbaar worden gemaakt.

Beeld van de oppervlaktewaarneming na een vonkverspaning
VHX-E20, 50×, ringverlichting (normaal beeld)

Beeld in de Optical Shadow Effect-modus

Met de Optical Shadow Effect-modus kunnen satijnen oppervlaktepatronen zichtbaar worden gemaakt.

Beeld van kleurtoewijzing in de Optical Shadow Effect-modus