¿Qué considerar al elegir el moldeo por inyección LSR?

En la fabricación moderna, a menudo resulta difícil para los ingenieros y diseñadores decidir qué método de fabricación es adecuado para la producción del componente requerido, especialmente cuando es complicado. El moldeo por inyección de caucho de silicona líquida (LSR) puede ser una solución valiosa para muchas aplicaciones, pero para elegir este proceso se deben tener en cuenta varios factores.

En este artículo, destacamos algunos factores críticos al seleccionar moldes por inyección LSR, como las propiedades del material LSR, la complejidad del diseño, el volumen de producción previsto, el diseño del molde y el tiempo del ciclo, las consideraciones de costos y el conocimiento del proveedor. Por lo tanto, al considerar estos elementos, podrás tomar las decisiones correctas para tus proyectos de ingeniería.

¿Cómo funciona el moldeo por inyección LSR?

1  Creación de herramientas: el molde se desarrolla y produce mediante tipos de procesos de mecanizado para cumplir con los requisitos del uso de alta temperatura para el proceso LSR.

2  Preparación del material: Se preparan dos componentes: la sustancia base de silicona y el catalizador de platino. Estos materiales se almacenan en diferentes tanques pero para fines de medición, están conectados a un sistema de medición.

3  Componentes de mezcla: La silicona base y el catalizador se bombean en una proporción precisa de 1:1 a través de un mezclador estático o dinámico para su homogeneización.

4  Inyección en el molde: el LSR mezclado se calienta y se inyecta a alta presión en la cavidad del molde de las características detalladas del miembro.

5  Proceso de Curado: El molde se calienta para provocar el entrecruzamiento de la silicona formando así una pieza rígida con las características deseadas.

6  Enfriamiento y Desmolde: Una vez fraguados los moldes se enfrían y luego se desmontan los moldes muy lentamente para liberar las piezas moldeadas. Esto se puede hacer manualmente o con la ayuda de sistemas automatizados.

7  Operaciones de Post-Moldeo: Se realizan operaciones posteriores con respecto al producto que pueden incluir recorte, acabado o ensamblaje para obtener completamente el producto final.

Consideraciones para elegir el moldeo por inyección LSR

En el caso de elegir el moldeo por inyección LSR, entran en juego los siguientes criterios. Fundamentalmente, la comprensión de las propiedades de los materiales es idéntica cuando las aplicaciones de los materiales son bien conocidas. Además, la complejidad del diseño también puede afectar el proceso de fabricación y la función real del diseño. La cantidad de producción determina la eficacia de todo el proceso en cuestión. Además, los factores económicos también influyen en el proceso de toma de decisiones. Por último, el conocimiento de los proveedores puede hacer o deshacer un proyecto y garantizar la calidad requerida. Dejar’s examinar más de cerca estos determinantes en detalle;

Complejidad de la pieza/Consideraciones de diseño

La complejidad de la función de la pieza está estrechamente relacionada con el rendimiento de la pieza en el moldeo por inyección LSR. Esto proporciona a LSR una flexibilidad inherente de diseños, que son difíciles de lograr utilizando materiales convencionales. También se pueden lograr características precisas como socavados, piezas de paredes delgadas y formas complicadas.

Algunas cuestiones críticas que se deben abordar son proporcionar ángulos de inclinación suficientes para un fácil desmoldeo debido a la naturaleza del material LSR. Además, el LSR se puede inyectar fácilmente en moldes, pero el espesor de la pared debe ser uniforme para evitar riesgos de llenado. Además, se requiere un estrecho control de tolerancia para considerar cualquier detalle del molde, pero los sellos deben estar apretados para evitar la formación de rebabas.

Finalmente,’Es posible afirmar que la aplicación de LSR’La experiencia en diseño de s puede resultar en el desarrollo de productos que cumplirán parámetros de rendimiento esenciales. La cooperación con los diseñadores de moldes en la fase de planificación también mejorará los resultados del proyecto.

Diseño de moldes LSR (diseños de cavidades) & Colocaciones de puertas)

Los diseños de las cavidades y la ubicación de las puertas son etapas críticas en el diseño de moldes para moldeo por inyección LSR. Todos estos factores afectan el flujo de material y la calidad del producto final de varias maneras.

Diseños de cavidades

Los diseños de las cavidades deben realizarse de tal manera que el material se distribuya uniformemente por todo el molde. El posicionamiento óptimo de las cavidades ayuda a reducir el tiempo de un ciclo y el consumo de material. Se vuelve esencial que los diseñadores piensen en la geometría, el enfriamiento y el desmolde de las piezas. Este espacio es importante para evitar cualquier interferencia externa en el procesamiento del metal fundido en las cavidades.

Colocaciones de puertas

Una disposición adecuada de las compuertas es importante para la regulación del flujo de inyección y el llenado adecuado. La ubicación de las compuertas debe garantizar el libre flujo de LSR hacia el molde y al mismo tiempo garantizar un esfuerzo cortante mínimo. Los tipos de compuertas que se utilizan con frecuencia son las de borde, las de punta y las de abanico; cada una tiene diferentes requisitos de diseño.

Además, las puertas deben colocarse preferiblemente en partes del producto final que no sean fácilmente visibles para mejorar la apariencia. Otro aspecto es la ventilación y, si se hace bien, el aire atrapado tiene que salir, por lo que no habrá más huecos ni rellenos incompletos.

Control de temperatura

La gestión de la temperatura es otro factor importante del moldeo por inyección LSR que tiene un impacto directo en los estándares del producto y las tasas de producción. La gestión térmica debe realizarse adecuadamente para lograr un curado y uniformidad adecuados en las características físicas de la pieza terminada.

●  Temperatura del molde: La gestión adecuada de la temperatura del molde es crucial para que el proceso posterior de reticulación del LSR sea efectivo. Generalmente, la temperatura del molde está entre 120 °C a 200 °C debido a la variación de la formulación LSR y el diseño de la pieza. Calientas el molde para facilitar el proceso de curado y asegurarte de que la silicona se asiente en un objeto sólido sin ningún rastro de humedad.

●  Temperatura del material: la cavidad del molde se llena inyectando LSR con la viscosidad requerida antes de que el material se inyecte en la cavidad del molde. Ayuda a evitar la formación de defectos cuando se inyecta la mezcla base de silicona y catalizador, ya que se mezclan bien cuando se usa la temperatura adecuada de la mezcla.

●  Sistemas de enfriamiento: Se debe incorporar un tiempo efectivo de enfriamiento en el diseño del molde para reducir el tiempo del ciclo. Los canales de enfriamiento deben ubicarse adecuadamente para mejorar el enfriamiento uniforme de las piezas moldeadas para minimizar la deformación y mantener las dimensiones de la pieza.

Prevenir la contracción & Deformación

La contracción y la deformación son desafíos críticos en el moldeo por inyección de LSR y, por lo tanto, es obligatorio comprender estos dos términos. Los cambios volumétricos pueden distorsionar la forma de las piezas y pueden no permitir la interconectividad según lo diseñado/deseado. Esto no sólo afecta el rendimiento sino que también puede provocar un aumento en el desperdicio de material y los costos de producción.

La contracción y la distorsión, debido al enfriamiento diferencial o a las tensiones internas, dan como resultado piezas con formas irregulares, por lo que no son adecuadas para su uso en aplicaciones precisas. Esta distorsión puede provocar problemas de montaje y disminuir la confiabilidad general del producto final.

Por lo tanto, abordar estos factores se vuelve crítico en las etapas de diseño y fabricación del producto. Un control inadecuado de la contracción y la deformación puede resultar en costosas retrabajos que prolongan la duración del proyecto y reducen la satisfacción del cliente.

Productos de pequeño espesor de pared

A menudo surgen desafíos cuando se trata de fabricar productos con un espesor de pared pequeño mediante moldeo por inyección LSR. El diseño liviano los hace adecuados para su uso en industrias como la médica, la automotriz y de productos de consumo, donde son deseables estructuras de paredes delgadas. Sin embargo, lograr la consistencia y calidad adecuadas de estos productos es una tarea bastante desafiante que debe emprenderse.

Las secciones delgadas pueden presentar un alto potencial de defectos como un relleno incompleto o una distribución desigual del material. Estos pueden resultar problemáticos para las estructuras y el rendimiento de las piezas. Además, debido a las altas velocidades de enfriamiento, las piezas de paredes delgadas pueden deformarse o deformarse, provocando problemas dimensionales.

Además, las características de flujo del LSR deben controlarse adecuadamente para conseguir un buen llenado del molde sin formación de burbujas de aire ni huecos. La regulación de la temperatura y un molde diseñado adecuadamente son fundamentales para la calidad de los productos de paredes delgadas.

Requisitos de tolerancia

Los requisitos de tolerancia son importantes en el moldeo por inyección LSR para lograr una funcionalidad y compatibilidad de piezas óptimas. Los límites de control convencionales de las piezas LSR están entre 0,1 mm y 0,5 mm.

Sin embargo, estas tolerancias no se pueden lograr sin un diseño de molde elaborado y un mecanizado de alta precisión. Para lograr los tamaños finales se deben tener en cuenta características como los cambios de tamaño durante el proceso de curado, que pueden ser del 1 al 3% para LSR.

Además de esto, existe la necesidad de monitorear el control del proceso para garantizar que las tolerancias se mantengan uniformes. Por lo tanto, es’Es crucial tener el control adecuado de las demandas de tolerancia para fabricar piezas LSR que correspondan a los altos requisitos de la industria automotriz.

Volumen de producción

El volumen de producción de piezas es esencial en el moldeo por inyección LSR en términos de costo y proceso de fabricación. El moldeo por inyección LSR se puede utilizar para tiradas de producción de alto o bajo volumen.

Sin embargo, para tiradas de bajo volumen, los costos de herramientas pueden ser relativamente altos, pero el material tiene otras ventajas como alta durabilidad y flexibilidad. La producción de gran volumen, por el contrario, se caracteriza por menores costes por pieza debido a la eficiencia lograda por el tiempo de ciclo optimizado, que oscila entre 30 y 60 segundos por pieza.

Los sistemas automatizados pueden producir a un ritmo elevado, mejorando así la calidad y consistencia de los productos. No obstante, la complejidad de las tareas y el control de calidad se convierten en un problema importante a medida que aumenta el volumen.

Compatibilidad de materiales

El LSR se ha empleado en combinación con una amplia gama de sustratos como metales, plásticos y cerámicas.

Al diseñar un sistema LSR con otros materiales, es importante considerar la resistencia química y la adhesión del material. Por ejemplo, las superficies deben tratarse o imprimarse para mejorar la adherencia, especialmente en áreas como la medicina y la fabricación de automóviles.

Según los parámetros mencionados anteriormente, se pueden seleccionar varios grados de LSR que sean flexibles, térmicamente estables o biocompatibles. Además,’Es fundamental considerar las propiedades tanto del LSR como del sustrato para lograr el mejor resultado y que el material dure el mayor tiempo posible.

Requisitos de acabado de superficies

Las superficies del moldeo por inyección LSR juegan un papel importante en la apariencia del producto, así como en su desempeño funcional. Aunque puede que no sea necesaria una superficie lisa para mejorar la adherencia o la limpieza o incluso la textura de una superficie en determinadas aplicaciones.

Los procesos de acabado incluyen pulido, granallado y texturizado según las características de rendimiento requeridas. Por ejemplo, puede ser deseable un alto acabado superficial en aplicaciones que implican una fácil limpieza, como dispositivos médicos. Allende; Un acabado superficial bajo puede ser deseable para aplicaciones donde el agarre es un problema, por ejemplo en bienes de consumo.

Análisis de costos

Hay muchos factores de costos en el moldeo por inyección LSR y cada uno de ellos impacta los costos generales. A continuación se muestran algunos valores típicos.:

●  Costos de materiales: Los costos de los materiales LSR están dentro de un rango de $10 y $30 por kilogramo dependiendo de la calidad y la formulación.

●  Costos de herramientas: La primera configuración puede costar entre $500 y $5000 dependiendo del nivel de herramientas y el diseño del molde.

●  Volumen de producción: La producción a pequeña escala, por ejemplo, 10000 unidades puede traducirse en un costo/parte de $1 a $3, mientras que la producción a gran escala puede ser de más de $5 a $10 por pieza.

●  Tiempos de ciclo: Las piezas LSR necesitan entre 30 y 60 segundos de tiempo de ciclo para obtener tiempos de ciclo promedio. Un tiempo de ciclo más corto puede aumentar la productividad, ya que se puede lograr una producción diaria de 1.000 a 2.000 piezas.

●  Control de Calidad: De acuerdo al requerimiento del grado de control de calidad, los costos pueden oscilar entre $0.10 y $0.50 por pieza.

Resumen final

La elección del moldeo por inyección LSR implica considerar varios factores. Por ejemplo; estándares de compatibilidad y tolerancia de materiales, y capacidad de producción. Todos estos factores son importantes para lograr el objetivo del proceso de fabricación y la calidad del producto final. Por lo tanto, conocer las consecuencias de los costos y los requisitos para el acabado de superficies ayuda a los fabricantes a mejorar sus enfoques de producción y lograr mejores ganancias comerciales. Por último, evaluar estos factores puede mejorar la toma de decisiones y lograr resultados positivos en los proyectos de moldeo por inyección de LSR.

FAQ’s

Q1. ¿Qué es el moldeo por inyección LSR?

El moldeo por inyección LSR es un proceso de fabricación de moldeo por inyección que adopta caucho de silicona líquida como materia prima y calienta el molde para producir piezas precisas y flexibles.

Q2. ¿Cuáles son los tiempos de ciclo convencionales asociados con el moldeo LSR?

Los tiempos de ciclo suelen oscilar entre medio minuto y un minuto y medio. Por lo general, depende del tipo de pieza que se esté produciendo y del diseño del molde.

Q3. ¿Qué industrias utilizan productos LSR?

Algunos de los usos más conocidos se encuentran en el sector médico, la industria automotriz y la fabricación de bienes de consumo. Estos sectores necesitan componentes de alta resistencia y dimensionalmente precisos para varios usos.

Q4. ¿Cuáles son los impactos de los requisitos de tolerancia en las piezas LSR?

Los límites de tolerancia en las piezas LSR generalmente se encuentran entre ± 0,1 milímetros a ± 0,5 mm. Estos valores son importantes para mantener la compatibilidad y el rendimiento cuando se necesita precisión.