Diez consideraciones importantes para diseñar piezas moldeadas de alta calidad

  • Jul 19,2022

1. Elección de materiales

Los materiales a menudo se especifican en el proceso de diseño inicial y deben ser acordados mutuamente por ambas partes. El diseñador puede descubrir que ciertas resinas de alto rendimiento pueden no ser ideales para un moldeador debido a la viscosidad, el alto contenido de vidrio o la cristalinidad. Se puede elegir una resina por sus propiedades físicas o químicas específicas, pero puede ser muy difícil de moldear o mantener las tolerancias especificadas.


2 . Marcas de hundimiento

Los diseñadores siempre se enfrentan al reto de evitar los hundimientos en las piezas. Aunque el grosor de pared máximo recomendado en la base de una nervadura o protuberancia debe ser inferior al 60 % del de la pared de la cara perpendicular, algunos diseñadores de piezas prefieren un 50 % o menos. Cabe señalar que esta es una guía y no una garantía de que la pieza sea aceptable para el departamento de control de calidad. Las imperfecciones cosméticas de la superficie dependen de la calidad de la herramienta, la ubicación de la entrada, el grosor nominal de la pared, el material, los aditivos, el acabado de la superficie, el color y el ángulo de visión. Los problemas de producción se pueden evitar estableciendo claramente una calidad de superficie aceptable con el moldeador mucho antes de tomar cualquiera de estas decisiones. La mejor solución es proporcionar expectativas honestas y planes de respaldo mucho antes de que comience la producción.


3. Tolerancias importantes

Aunque los diseñadores siempre deben proporcionar tolerancias generosas siempre que sea posible, muchas veces se deben mantener tolerancias estrictas para el ajuste, la función o la apariencia. Uno de los mayores desafíos para cualquier diseñador que se enfrente al diseño de una pieza moldeada por inyección es proporcionar suficiente espacio libre en el diseño para la variación de tolerancia. La variación de la tolerancia depende de varias variables, incluidos los materiales, el control del proceso y el diseño de la herramienta. Los rangos de tolerancia aceptables en un diseño variarán mucho de un moldeador a otro. Es imperativo que los diseñadores analicen las especificaciones de tolerancia crítica razonables con un moldeador y consideren opciones para posibles revisiones del molde, si es necesario. Esto puede requerir que ciertas características de diseño se diseñen intencionalmente con espacio libre adicional, que luego se apretará al quitar el acero del molde. Nadie quiere agregar acero con soldadura para remediar los problemas de interferencia. Los moldeadores pueden ofrecer una serie de sugerencias para mantener un control estricto de la tolerancia, incluido el mecanizado posterior, las fijaciones y las ubicaciones de las entradas.


4 . Ubicación de la puerta

Idealmente, la ubicación de la compuerta debe ser especificada por un diseñador, moldeador y fabricante de herramientas. La ubicación de la puerta es fundamental para prácticamente todos los atributos de una pieza moldeada por inyección. Afecta la apariencia, la deformación, las tolerancias, el acabado de la superficie, el espesor de la pared, las tensiones moldeadas y las propiedades físicas. Algunos diseñadores usan simulaciones de flujo de molde para dictar el diseño y la ubicación de la puerta. Eso es genial si el moldeador está de acuerdo con sus recomendaciones. Los diseñadores no deberían insistir en que sus recomendaciones de puertas deben mantenerse sin compromiso. En cualquier caso, la estrecha colaboración con un moldeador durante todo el ciclo de diseño garantizará que la compuerta no afecte negativamente el rendimiento, la apariencia o el ajuste de la pieza. Los moldeadores también están dispuestos a asesorar a los diseñadores sobre el tipo de puerta y las características que deben agregarse a la geometría de la pieza según el diseño de la puerta. Los moldeadores también ofrecerán compensaciones entre diferentes tipos de compuertas, incluidas compuertas de ventilador, compuertas de borde o compuertas de bebedero.


5 . Áreas seguras de acero

Cuando se diseñan piezas de inyección, normalmente es necesario enfrentarse a detalles que requieren tolerancias estrictas, como ajustes a presión, características de alineación o piezas entrelazadas. Es fácil alinear y combinar perfectamente estas características en CAD, pero no es tan fácil producirlas repetidamente durante la producción. Los detalles que no pueden ser reproducidos con confianza por un moldeador a menudo se diseñan como "seguros para el acero". Para el beneficio de aquellos que no están familiarizados con el término, acero seguro significa que la característica de diseño se detalla con suficiente espacio libre para permitir que un fabricante de herramientas mecanice fácilmente el acero en el molde para ajustar los espacios libres después de moldear las tomas de prueba iniciales. La mayoría de los moldeadores prefieren estas medidas de precaución para evitar volver a soldar material en el molde, que luego se mecaniza. La soldadura siempre compromete la calidad de las herramientas, es costosa y retrasa el inicio de la producción. La estrecha colaboración con un moldeador o fabricante de herramientas al principio del proceso de diseño minimizará las revisiones en el diseño, lo que permitirá que ambas partes acuerden las dimensiones críticas que deben hacerse seguras para el acero y la cantidad de espacio libre que se debe incluir en el diseño. Por lo general, estas decisiones cooperativas y bien planificadas agregan poco o nada al presupuesto de herramientas y tienen un efecto mínimo en el lanzamiento de la producción. Por el contrario, algunos moldeadores quieren que las piezas se diseñen exactamente como se espera y no quieren espacio libre adicional. Es por eso que es importante una comunicación cercana con su moldeador seleccionado. Las decisiones bien planificadas agregan poco o nada al presupuesto de herramientas y tienen un efecto mínimo en el lanzamiento de la producción. Por el contrario, algunos moldeadores quieren que las piezas se diseñen exactamente como se espera y no quieren espacio libre adicional. Es por eso que es importante una comunicación cercana con su moldeador seleccionado. Las decisiones bien planificadas agregan poco o nada al presupuesto de herramientas y tienen un efecto mínimo en el lanzamiento de la producción. Por el contrario, algunos moldeadores quieren que las piezas se diseñen exactamente como se espera y no quieren espacio libre adicional. Es por eso que es importante una comunicación cercana con su moldeador seleccionado.


6. Ángulos de cierre

El ángulo de cierre y el desvío se refieren al ángulo mínimo entre el núcleo y la cavidad, que normalmente crea una abertura en una pieza que, de otro modo, requeriría una corredera o una leva. Las características tales como orificios circulares, cierres a presión o grandes aberturas rectangulares generalmente se pueden moldear en paredes perpendiculares a la línea de dibujo mediante el diseño de características para un desvío en el molde. Todos los moldeadores quieren tanto ángulo como sea posible entre el núcleo y la cavidad, mientras que los diseñadores normalmente no quieren ningún ángulo o un ángulo mínimo en estas características. El compromiso suele estar entre un mínimo de 3° a 5° en la mayoría de los casos. Los beneficios de discutir estos detalles con un moldeador o fabricante de herramientas no se pueden enfatizar lo suficiente. Se ahorrarán muchas horas antes de perder el tiempo detallando las características de la pieza en CAD con extensos árboles de características que son difíciles de editar una vez que la pieza se ha detallado por completo. Algunos moldeadores aceptarán un ángulo mínimo de 3°, mientras que otros pueden requerir un mínimo de 8° a 10°. La longevidad de la herramienta, la calidad de la herramienta, las especificaciones del acero del molde y los materiales moldeados afectarán estos detalles.


7. Orientación del ángulo de tiro

Al comenzar a detallar un concepto y transformarlo en una pieza moldeada por inyección de producción, se deben agregar ángulos de inclinación a todas las superficies en la línea de dibujo. En la mayoría de los casos, la orientación del tiro es obvia. Sin embargo, hay casos en los que el tiro se puede orientar hacia el núcleo o la cavidad. Estas decisiones afectan las líneas de separación, el diseño de herramientas, los ajustes entre piezas y el costo. Hay casos en los que la ubicación de la línea de partición podría complicar innecesariamente el molde y aumentar el costo de las herramientas. La revisión de estos detalles con un moldeador durante el proceso de desarrollo garantizará que el diseño se haya optimizado con un costo mínimo y un rendimiento óptimo cuando se transfiera al moldeador para la producción.


8. Texturizado y calado

Los diseñadores e ingenieros familiarizados con el moldeo por inyección son muy conscientes del efecto que tiene el acabado superficial en los ángulos de inclinación. Las superficies lisas de alto brillo se pueden expulsar de un molde mucho más fácilmente que una superficie rugosa o texturizada. Hay numerosos casos durante el detallado de las piezas de producción en los que los diseñadores deben minimizar los ángulos de inclinación o especificar texturas en las superficies exteriores. Y los pasadores de núcleo con tiro mínimo deben pulirse para facilitar la expulsión de la pieza. Lo mismo se aplica a las nervaduras u otras características que normalmente son internas a una pieza.


9. Programación de las fases críticas de puesta en marcha

Una parte significativa del proceso de diseño incluye la programación de hitos críticos a lo largo de cada fase de desarrollo. Cada proyecto requiere que las actividades de diseño estén sincronizadas con los planes comerciales asociados con el producto. Estos eventos incluyen ferias comerciales, ensayos clínicos y cumplimiento normativo, así como el lanzamiento del producto final. La comunicación cercana con un moldeador es una actividad esencial para garantizar que la parte interesada del proyecto pueda alcanzar sus objetivos. Los hitos críticos del proyecto directamente asociados con un moldeador incluyen el pedido de acero, el diseño de herramientas, el mecanizado de moldes, las herramientas de texturizado, las tomas de muestra, el diseño y la construcción de accesorios, el establecimiento de estándares de calidad y la optimización de los parámetros de producción. Estas tareas críticas deben planificarse y coordinarse con los objetivos generales del proyecto para evitar costosas revisiones de herramientas o retrasos en la producción. La integración completa de estas actividades con el moldeador es una parte esencial del desarrollo y diseño general del producto para la fabricación.


10. Operaciones y accesorios secundarios

Las operaciones secundarias y los accesorios a menudo se omiten del presupuesto o los planes del proyecto hasta los últimos momentos del inicio de la producción. Las operaciones secundarias, como la tampografía, el etiquetado, la pintura, el mecanizado y la adición de inserciones, tendrán algún efecto en el diseño. Ciertas operaciones secundarias, como la inserción ultrasónica, la unión ultrasónica y el mecanizado, a menudo se suman a los gastos de capital. Las consideraciones técnicas relativas a las uniones ultrasónicas y las tolerancias deben discutirse con los moldeadores para minimizar los problemas durante la producción. Las operaciones de mecanizado secundarias pueden requerir accesorios y afectar el diseño de la pieza. Los buenos socios de moldeo pueden señalar estos detalles sutiles con anticipación, de modo que cuando los archivos CAD y la documentación se liberan para la producción, todos están de acuerdo con el producto final y la inversión de capital.


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