¿Qué es la unión mecánica?
El mes pasado un cliente nos envió una pieza defectuosa. La empuñadura de TPE se desprendió del mango de PP después de tres semanas en los estantes de las tiendas minoristas. Su anterior proveedor de piezas de moldeo por inyección les dijo que el PP y el TPE se unirían bien. No lo hicieron.
PP y TPE no se unen químicamente. Nunca lo he hecho. Las moléculas no interactúan. No se puede solucionar eso con la configuración del proceso o las calidades de los materiales. La única forma de mantenerlos juntos es la unión mecánica-características físicas que atrapan un material dentro del otro.
Eso es lo que faltaba en su diseño. Sin agujeros pasantes-. Sin socavaduras. Solo TPE colocado encima de PP, sostenido por nada.
Cómo lo arreglamos
Agregamos orificios pasantes-de 2,8 mm en centros de 12 mm a lo largo del mango. El TPE fluye durante el segundo disparo y se forma en forma de hongo en la parte posterior. Ahora está anclado. La prueba de extracción pasó de4N (básicamente nada)a35N. Parte pasó por un envejecimiento acelerado. Problema resuelto.
La modificación del molde les costó 3200 dólares y dos semanas. Si la herramienta original se hubiera diseñado correctamente, habría sido cero.
La cuestión de la química
Algunos pares de materiales se unen químicamente. TPE en ABS funciona. TPE en PC funciona. De hecho, las cadenas de polímeros interactúan en la interfaz y forman una conexión real. No se necesitan características mecánicas, aunque mucha gente las agrega de todos modos como seguro.
Pero PP, PE, POM, PA-no combinan bien con la mayoría de los materiales sobremoldeados. Consulte la tabla de compatibilidad de su proveedor de TPE. Si dice "no" o "se requiere unión mecánica", créelo. Algunos clientes han discutido con nosotros sobre esto. A los materiales no les importan las opiniones.
Aquí hay un gráfico al que hacemos referencia constantemente. Kraiburg y Teknor Apex publican versiones. Si estás especificando una parte de dos-tomas, consigue una de estas antes de finalizar los materiales.
Características mecánicas que funcionan
Los orificios pasantes-son los que más utilizamos. El sobremolde fluye y queda atrapado físicamente en el otro lado. El diámetro del orificio es-demasiado pequeño y la masa fundida se congela antes de pasar. Por lo general, utilizamos un mínimo de 2,5 mm para TPE y un tamaño más grande para materiales más rígidos. El espaciado depende de la aplicación. El trabajo del mango que arreglamos utilizó centros de 12 mm, lo que brindó una buena cobertura sin que el sustrato pareciera queso suizo.
Las ranuras en cola de milano funcionan mejor para bordes y perímetros donde los orificios pasantes-no son prácticos. Estás creando un canal que es más ancho en la parte inferior que la abertura. El material entra y no puede salir. Los usamos alrededor de las puertas de las baterías y a lo largo de las áreas de la línea de separación.
La textura de la superficie por sí sola no es suficiente. Hemos probado esto. La textura EDM añade quizás un 15-20% a la fuerza de unión en comparación con la suavidad. No es suficiente en qué confiar. Una vez un cliente insistió en que la textura sería suficiente porque su antiguo proveedor así se lo dijo. Hicimos la prueba, les mostramos los datos y agregaron agujeros pasantes.
Donde la gente se equivoca
La pieza que falló el mes pasado tenía funciones de bloqueo sólo en el centro de la empuñadura. Los bordes no tenían soporte durante 25 mm en cada lado. Peel comenzó justo en el borde, donde no había nada que sujetara el TPE. Esto lo vemos constantemente. La gente pone puntos de anclaje en el medio y olvida que las fuerzas de cáscara atacan desde el perímetro.
Otra cosa: los agujeros están demasiado cerca para-cerrarlos. El molde tiene contacto de acero-con-acero alrededor del borde de la cavidad. A través de-agujeros dentro de 2 mm de esa zona no llenes-el flujo de bloques de acero durante el segundo disparo. El agujero se ve bien desde el lado A-pero no hay ningún hongo en el lado B-.
La contracción también se pasa por alto. El TPE se encoge más que los sustratos rígidos. Después de enfriarse, el sobremolde se contrae e intenta separarse de la base. Los sustratos delgados o flexibles no pueden resistir esa fuerza. Hemos tenido piezas que salieron del molde con un aspecto perfecto y luego se deformaron en 24 horas a medida que el TPE termina de encogerse. Los sustratos-de nailon o PC rellenos de vidrio fijan este-material más rígido y con menos movimiento.
Lo que te dicen las pruebas
Realizamos pruebas preliminares cada-proyecto de dos tomas durante las pruebas T1. Cualquier socio de fabricación de sobremoldeado con el que valga la pena trabajar hace lo mismo. Los números de resistencia a la tracción son inútiles para esto-te dicen qué tan fuerte es el sobremolde, no qué tan bien está adherido. La prueba de pelado agarra el borde del sobremolde con una abrazadera y tira a 90 grados mientras mide la fuerza.
Los productos de consumo suelen necesitar entre 8 y 12 N por 10 mm de ancho. Los dispositivos médicos, especialmente cualquier cosa que se esterilice en autoclave, más bien 20+. Las piezas interiores de automóviles varían según las especificaciones del OEM.
Las pruebas de pelado fallidas casi siempre se deben a un disparo corto en las características de interbloqueo. La parte se ve bien desde fuera. Córtelo y los-agujeros pasantes estarán medio-llenos. Ubicación de la puerta, presión de llenado, temperatura del molde-algo no estaba marcado.
Fuerza de pelado objetivo
Consumidor
Productos8-12 N por 10 mm de ancho
Dispositivos médicos
20+ N (especialmente si se esteriliza en autoclave)
Automotor
Varía según las especificaciones OEM
Realidad de costos
Agregar funciones de unión mecánica a herramientas de moldeo de dos-disparos cuesta dinero. Los orificios pasantes-significan pasadores centrales en la primera-herramienta de disparo. Los recortes significan toboganes o elevadores. Una herramienta de sobremoldeo sencilla podría costar 18.000 dólares. Agregue enclavamiento mecánico en todas partes y obtendrá $ 24,000.
Pero esos $6 mil lo cubren cuando el cliente regresa dieciocho meses después porque las piezas se están deslaminando en el campo. Reclamaciones de garantía, retiradas del mercado, paradas de líneas de producción-lo hemos visto todo de parte de clientes que escatimaron en el diseño de enlaces mecánicos. El costo inicial parece diferente después de eso.
Usar TPE de grado -de unión- química en lugar de un bloqueo mecánico parece más barato al principio. Esos grados tienen un rendimiento un 20-30 % más por kg. En una pieza de 45 g con un volumen anual de 200.000, estamos hablando de entre 8.000 y 12.000 dólares adicionales al año en material. Cada año. Pídale a cualquier proveedor de soluciones personalizadas de moldeo por inyección de plástico que haga los números: la modificación de la herramienta se amortiza sola en meses.
Cuando omitirlo
Si sus materiales se unen químicamente y su aplicación es de bajo-esfuerzo, es posible que no necesite funciones mecánicas. Los sobremoldes cosméticos en productos electrónicos de consumo-recubrimiento suave-al tacto en un control remoto-a menudo simplemente usan materiales compatibles y listo.
Pero si hay alguna duda sobre la durabilidad-a largo plazo, agregue la unión mecánica. Es un seguro barato.
Trabajar con un fabricante de moldes de inyección de dos-disparos
Hemos construido moldes de dos-disparos desde 1996. Los fallos de unión mecánica no son nuevos para nosotros. Cuando revisamos su parte, primero analizamos la combinación de materiales. Si necesita enclavamiento mecánico, te diremos dónde y qué geometría funciona. Si su diseño actual tiene problemas, le mostraremos qué cambios los solucionan.
Puede completar la información a continuación para enviarnos una consulta y le daremos una respuesta satisfactoria.