O que considerar ao escolher a moldagem por injeção LSR?

Na fabricação moderna, muitas vezes torna-se difícil para engenheiros e projetistas decidir qual método de fabricação é adequado para a produção do componente necessário, especialmente quando é complicado. A moldagem por injeção de borracha de silicone líquida (LSR) pode ser uma solução valiosa para muitas aplicações, mas para escolher esse processo vários fatores devem ser levados em consideração.

Neste artigo, destacamos alguns fatores críticos ao selecionar moldagens por injeção LSR, como propriedades do material LSR, complexidade do projeto, volume pretendido de produção, projeto do molde e tempo de ciclo, considerações de custo e conhecimento do fornecedor. Portanto, ao considerar esses elementos, você poderá tomar as decisões corretas para seus projetos de engenharia.

Como funciona a moldagem por injeção LSR?

1  Criação de ferramenta: O molde é desenvolvido e produzido através de tipos de processos de usinagem para atender aos requisitos de uso em alta temperatura para o processo LSR.

2  Preparação do Material: São preparados dois componentes: a substância base de silicone e o catalisador de platina. Esses materiais são armazenados em tanques diferentes, mas para fins de medição estão conectados a um sistema de medição.

3  Componentes de mistura: O silicone base e o catalisador são bombeados numa proporção precisa de 1:1 através de um misturador estático ou dinâmico para homogeneização.

4  Injeção no molde: O LSR misto é aquecido e injetado em alta pressão na cavidade do molde das características detalhadas do membro.

5  Processo de Cura: O molde é aquecido para provocar a reticulação do silicone formando assim uma peça rígida com as características desejadas.

6  Resfriamento e Desmoldagem: Depois de endurecidos, os moldes são resfriados e em seguida desmontados muito lentamente para liberar as peças moldadas. Isto pode ser feito manualmente ou com a ajuda de sistemas automatizados.

7  Operações Pós-Moldagem: As operações subsequentes são realizadas em relação ao produto que podem incluir corte, acabamento ou montagem para obter o produto final completo.

Considerações para escolher a moldagem por injeção LSR

No caso de escolha da moldagem por injeção LSR, os seguintes critérios entram em jogo. Fundamentalmente, a compreensão das propriedades dos materiais é idêntica onde as aplicações dos materiais são bem conhecidas. Além disso, a complexidade do projeto também pode afetar o processo de fabricação e a função real do projeto. A quantidade de produção determina a eficácia de todo o processo em questão. Além disso, os factores económicos também influenciam o processo de tomada de decisão. Por último, o conhecimento do fornecedor pode fazer ou quebrar um projeto e garantir a qualidade exigida. Deixe’Vamos examinar detalhadamente esses determinantes;

Complexidade da peça/considerações de design

A complexidade da função da peça está intimamente ligada ao desempenho da peça na moldagem por injeção LSR. Isto proporciona ao LSR flexibilidade inerente de projetos, que é difícil de conseguir usando materiais convencionais. Recursos precisos como recortes, peças de paredes finas e formas complicadas também são possíveis.

Algumas questões críticas a serem abordadas são fornecer ângulos de inclinação suficientes para facilitar a desmoldagem devido à natureza do material LSR. Além disso, o LSR pode ser facilmente injetado em moldes, mas a espessura da parede deve ser uniforme para evitar riscos de preenchimento. Além disso, é necessário um controle rigoroso da tolerância para considerar quaisquer detalhes do molde, mas as vedações devem ser apertadas para evitar a formação de rebarbas.

Finalmente,’é possível afirmar que a aplicação do LSR’A experiência em design da empresa pode resultar no desenvolvimento de produtos que atenderão aos parâmetros essenciais de desempenho. A cooperação com os projetistas de moldes na fase de planejamento também melhorará os resultados do projeto.

Projeto de Moldes LSR (Layouts de Cavidade & Posicionamentos de portões)

Layouts de cavidades e posicionamentos de portas são etapas críticas no projeto de moldes para moldagem por injeção LSR. Todos esses fatores afetam o fluxo de material e a qualidade do produto final de diversas maneiras.

Layouts de cavidade

Os layouts das cavidades devem ser feitos de forma que o material seja distribuído igualmente por todo o molde. O posicionamento ideal das cavidades ajuda a reduzir o tempo de ciclo e o consumo de material. Torna-se essencial que os projetistas pensem na geometria da peça, no resfriamento e na desmoldagem. Este espaço é importante para evitar qualquer interferência externa no processamento do metal fundido nas cavidades.

Posicionamentos de portões

Um arranjo adequado das comportas é significativo para a regulação do fluxo de injeção e o enchimento adequado. A localização das comportas deve garantir o fluxo livre de LSR no molde e, ao mesmo tempo, garantir uma tensão de cisalhamento mínima. Os tipos de portões frequentemente usados ​​são portões de borda, portões pontuais e portões em leque, cada um com requisitos de projeto diferentes.

Além disso, os portões devem preferencialmente ser posicionados em partes do produto final que não sejam facilmente visíveis para melhorar a aparência. Outro aspecto é a ventilação e se bem feita o ar retido tem que sair, não havendo mais vazios ou preenchimentos incompletos.

Controle de temperatura

O gerenciamento de temperatura é outro fator importante da moldagem por injeção LSR que tem impactos diretos nos padrões do produto e nas taxas de produção. O gerenciamento térmico deve ser feito de maneira adequada para obter uma cura adequada e uniformidade nas características físicas da peça acabada.

●  Temperatura do molde: O gerenciamento adequado da temperatura do molde é crucial para que o processo posterior de reticulação do LSR seja eficaz. Geralmente, a temperatura do molde está entre 120 °C para 200 °C devido à variação da formulação do LSR e do design da peça. Você aquece o molde para facilitar o processo de cura e garantir que o silicone se transforme em um objeto sólido sem qualquer vestígio de umidade.

●  Temperatura do material: A cavidade do molde é preenchida pela injeção do LSR com uma viscosidade necessária antes do material ser injetado na cavidade do molde. Ajuda a evitar a formação de defeitos quando a mistura base de silicone e catalisador é injetada, uma vez que ficam bem misturados quando é utilizada a temperatura certa da mistura.

●  Sistemas de resfriamento: O tempo efetivo de resfriamento deve ser incorporado no projeto do molde para reduzir o tempo do ciclo. Os canais de resfriamento devem estar localizados adequadamente para melhorar o resfriamento uniforme das peças moldadas, minimizar empenamentos e manter as dimensões da peça.

Prevenindo o encolhimento & Deformação

O encolhimento e o empenamento são desafios críticos na moldagem por injeção LSR e, portanto, a compreensão desses dois termos é obrigatória. Alterações volumétricas podem distorcer a forma das peças e podem não permitir a interconectividade conforme projetada/desejada. Isto não só afeta o desempenho, mas também pode causar um aumento no desperdício de material e nos custos de produção.

O encolhimento e a distorção, devido ao resfriamento diferencial ou tensões internas, resultam em peças com formatos irregulares, portanto não adequadas para uso em aplicações precisas. Esta distorção pode criar problemas de montagem e diminuir a confiabilidade geral do produto final.

Portanto, lidar com esses fatores torna-se crítico nas fases de projeto e fabricação do produto. O controle inadequado do encolhimento e do empenamento pode resultar em retrabalho dispendioso que causa maior duração do projeto e baixa satisfação do cliente.

Produtos com espessura de parede pequena

Os desafios estão frequentemente presentes quando se trata de fabricar produtos com pequenas espessuras de parede por meio de moldagem por injeção LSR. O design leve os torna adequados para uso em indústrias como médica, automotiva e de produtos de consumo, onde estruturas de paredes finas são desejáveis. No entanto, alcançar a consistência e a qualidade corretas destes produtos é uma tarefa bastante desafiadora que precisa ser realizada.

Seções finas podem representar um alto potencial para defeitos, como preenchimento incompleto ou distribuição irregular do material. Isso pode se tornar problemático para estruturas e desempenho de peças. Além disso, devido às altas taxas de resfriamento, as peças de paredes finas podem deformar-se ou deformar-se, causando assim problemas dimensionais.

Além disso, as características de fluxo do LSR devem ser controladas adequadamente para obter um bom enchimento do molde sem qualquer formação de bolhas de ar e vazios. A regulação da temperatura e um molde adequadamente projetado são essenciais para a qualidade dos produtos de paredes finas.

Requisitos de tolerância

Os requisitos de tolerância são importantes na moldagem por injeção LSR para alcançar funcionalidade ideal e compatibilidade de peças. Os limites de controle convencionais das peças LSR estão entre 0,1 mm e 0,5 mm.

Estas tolerâncias, no entanto, não podem ser alcançadas sem um projeto de molde elaborado e uma usinagem altamente precisa. Características como as alterações de tamanho durante o processo de cura, que podem ser de 1 a 3% para LSR, devem ser levadas em consideração para atingir os tamanhos finais.

Além disso, é necessário monitorar o controle do processo para garantir que as tolerâncias sejam mantidas uniformes. Portanto, ele’É crucial ter o controle correto das demandas de tolerância para fabricar peças LSR que correspondam aos altos requisitos da indústria automotiva.

Volume de produção

O volume de produção de peças é essencial na moldagem por injeção LSR em termos de custo e processo de fabricação. A moldagem por injeção LSR pode ser usada para produção de alto ou baixo volume.

No entanto, para execuções de baixo volume, os custos de ferramentas podem ser relativamente elevados, mas o material tem outras vantagens, como alta durabilidade e flexibilidade. A produção de alto volume, por outro lado, é caracterizada por custos mais baixos por peça devido à eficiência alcançada pelo tempo de ciclo otimizado que está entre 30-60 segundos por peça.

Os sistemas automatizados podem produzir a uma taxa elevada, melhorando assim a qualidade e a consistência dos produtos. No entanto, a complexidade das tarefas e o controle de qualidade tornam-se uma questão significativa à medida que o volume aumenta.

Compatibilidade de materiais

O LSR tem sido empregado em combinação com uma ampla gama de substratos, como metais, plásticos e cerâmicas.

Ao projetar um sistema LSR com outros materiais, é importante considerar a resistência química e a adesão do material. Por exemplo, as superfícies têm de ser tratadas ou preparadas para melhorar a adesão, particularmente em áreas como a medicina e a fabricação de automóveis.

De acordo com os parâmetros acima mencionados, podem ser selecionados vários graus de LSR que sejam flexíveis, termicamente estáveis ​​ou biocompatíveis. Além disso,’É crucial considerar as propriedades do LSR e do substrato para obter o melhor resultado e o material durará o máximo possível.

Requisitos de acabamento de superfície

As superfícies da moldagem por injeção LSR desempenham um papel significativo na aparência do produto, bem como no seu desempenho funcional. Embora uma superfície lisa possa não ser necessária para melhorar a adesão ou limpeza ou mesmo a textura de uma superfície em certas aplicações.

Os processos de acabamento incluem polimento, jateamento e texturização dependendo da característica de desempenho exigida. Por exemplo, um acabamento superficial elevado pode ser desejável em aplicações que envolvam limpeza fácil, tais como dispositivos médicos. Do outro lado; um acabamento superficial baixo pode ser desejável para aplicações onde a aderência é um problema, por exemplo em bens de consumo.

Análise de custos

Existem muitos fatores de custo na moldagem por injeção LSR e cada um deles impacta os custos gerais. Aqui estão alguns valores típicos:

●  Custos de materiais: Os custos dos materiais LSR estão na faixa de US$ 10 e US$ 30 por quilograma, dependendo da qualidade e formulação.

●  Custos de ferramentas: A primeira configuração pode custar entre US$ 500 e US$ 5.000, dependendo do nível de ferramental e do projeto do molde.

●  Volume de produção: A produção em pequena escala, por exemplo, 10.000 unidades pode se traduzir em um custo/peça de US$ 1 a US$ 3, enquanto a produção em grande escala pode custar mais de US$ 5 a US$ 10 por peça.

●  Tempos de ciclo: as peças LSR precisam de 30 a 60 segundos de tempo de ciclo para tempos médios de ciclo. Um tempo de ciclo mais curto pode aumentar a produtividade, pois pode ser alcançada a produção diária de 1.000 a 2.000 peças.

●  Controle de Qualidade: De acordo com a exigência do grau de controle de qualidade, os custos podem variar entre US$ 0,10 e US$ 0,50 por peça.

Resumo Final

A escolha da moldagem por injeção LSR envolve considerar vários fatores. Por exemplo; padrões de compatibilidade e tolerância de materiais e capacidade de produção. Todos esses fatores são importantes para atingir o objetivo do processo de fabricação e a qualidade do produto final. Assim, conhecer as consequências em termos de custos e os requisitos para o acabamento superficial ajuda os fabricantes a melhorar as suas abordagens de produção e a obter melhores lucros comerciais. Por último, a avaliação destes fatores pode melhorar a tomada de decisões e alcançar resultados positivos em projetos de moldagem por injeção LSR.

FAQ’s

Q1. O que é moldagem por injeção LSR?

A moldagem por injeção LSR é um processo de fabricação por moldagem por injeção que adota borracha de silicone líquida como matéria-prima e aquece o molde para produzir peças precisas e flexíveis.

Q2. Quais são os tempos de ciclo convencionais associados à moldagem LSR?

Os tempos de ciclo são geralmente entre meio minuto e um minuto e meio. Normalmente depende do tipo de peça que está sendo produzida e do projeto do molde.

Q3. Quais indústrias usam produtos LSR?

Alguns dos usos mais conhecidos estão no setor médico, na indústria automotiva e na fabricação de bens de consumo. Esses setores necessitam de componentes de alta resistência e dimensionalmente precisos para diversos usos.

Q4. Quais são os impactos dos requisitos de tolerância nas peças LSR?

Os limites de tolerância nas peças LSR geralmente ficam entre ± 0,1mm a ± 0,5 mm. Esses valores são importantes para manter a compatibilidade e o desempenho onde a precisão é necessária.