La guía de diseño de sobremoldeo que nunca debe olvidar

El sobremoldeo es un proceso de moldeo por inyección en el que se moldea una capa de resina (generalmente un plástico similar al caucho conocido como TPE) sobre un material ya moldeado o mecanizado para darle propiedades que no posee por sí solo.

Aunque este proceso es rentable y ayuda a proporcionar una excelente adhesión entre los materiales, requiere una planificación adecuada. Por ejemplo, el maquinista tiene que elegir los materiales correctos para llevar a cabo la función de la pieza y lograr la máxima adherencia. Esta es una de las razones por las que el maquinista tiene que planificar correctamente la guía de diseño de sobremoldeo.

Debido a la complejidad del diseño, debe tener cuidado al realizar el diseño de sobremoldeo. Este artículo le brindará consejos útiles sobre los principios que debe tener en cuenta al crear su guía de diseño de sobremoldeo.

Factores a considerar antes del diseño de sobremoldeo

Al comenzar su guía de diseño de sobremoldeo, debe considerar algunos factores que ayudarán a que el diseño resulte exitoso. Ejemplos de tales factores incluyen:

Función parcial

El diseño de una pieza de sobremoldeo comienza con la comprensión total de la función de la pieza. Para poder hacer esto, debes hacerte algunas preguntas sobre la pieza como:

1. ¿Cuál es el objetivo previsto para el papel?

Comprender por qué desea diseñar la pieza es muy importante para la pieza de diseño. Debido a la amplia aplicación del sobremoldeo, conocer el objetivo de su producto es esencial para conocer el proceso a utilizar. Por ejemplo, si planea moldear un sello en una caja resistente al agua, el objetivo del producto es un sello a prueba de agua.

2. ¿A qué tipo de exposición se enfrentará la pieza?

También debe considerar el tipo de exposición que enfrentará su producto en el cumplimiento del deber antes de hacer el diseño. Por ejemplo, si la pieza se enfrentará a una radiación fuerte como la luz ultravioleta, puede usar plásticos específicos para este tipo de producto.

3. ¿Por qué está sobremoldeando la pieza?

La razón por la que utiliza el sobremoldeo para la pieza también ayudará a determinar qué tan complejo debe ser el diseño. Por ejemplo, al hacer una guía de diseño de sobremoldeo de TPE para que un TPE (similar a la goma) se moldee en un mango, el uso previsto de dicho artilugio es para la absorción de vibraciones, la ergonomía, el agarre o la comodidad. Responder satisfactoriamente a esta pregunta le ayudará a elegir el material correcto y trazar correctamente su guía de diseño de sobremoldeo.

4. ¿Planeas hacer la pieza a gran escala?

Si planea llevar la producción a gran escala, también debe tener esto en cuenta al hacer su guía de diseño de sobremoldeo. Por ejemplo, una pieza de sobremoldeo diseñada para amortiguar las vibraciones tendrá una pared gruesa, lo que requerirá más material y llevará un tiempo de ciclo más largo para producir cada pieza. Hacer un producto de este tipo podría ser muy costoso, pero podría valer la pena si solo desea unas pocas piezas.

Escenario de parte

Después de asegurarse de que la función de su pieza encaje con su diseño, el siguiente paso es examinar la postura en la que la usará y cómo afectará sus características físicas. Los cuatro escenarios comunes en los que usamos productos de sobremoldeo incluyen:

1. Adición de agarre a un sustrato

Los productos como taladros, mangueras de jardín o utensilios de cocina necesitan cierta cantidad de agarre para ayudar al usuario a controlar el producto incluso en condiciones húmedas. En estos escenarios, la mejor manera de agregar agarre a estos productos es colocando un plástico similar al caucho sobre sus mangos. Es posible que este tipo de proceso no requiera mucho material y solo requiera una producción de poca cantidad la mayor parte del tiempo.

2. Comodidad

Al agregar agarre a un sustrato, también sirve como fuente de comodidad al usar el producto. Entonces, este escenario es similar al anterior en la mayoría de los casos. El ejemplo más popular de productos que combinan ambos escenarios son las empuñaduras de goma en los manubrios de las bicicletas. Este escenario también requiere materiales mínimos y solo requiere producción a baja escala en la mayoría de los casos.

3. Sellado

Hacer un producto de sobremoldeo para este escenario requerirá un tiempo de ciclo más largo y más material. Estos sellos suelen tener propiedades resistentes al agua y necesitan lograr la máxima adherencia con el sustrato. Antes de diseñar este tipo de pieza, debe encontrar el material que proporcione la mejor adherencia con el sustrato y proporcione las mejores capacidades de impermeabilidad.

4. Amortiguación de vibraciones

Este tipo de uso requiere la mayor cantidad de material y tiene el tiempo de ciclo más largo. Esto se debe a que la pieza de TPE que se va a producir debe ser lo suficientemente gruesa como para absorber las vibraciones del sustrato sobre el que se desea moldear. Los clientes aplican este escenario a máquinas de alta energía como bombas y taladros.

¿Por qué elegir el sobremoldeo?

Incluso antes de comenzar el diseño de sobremoldeo, debe determinar si el sobremoldeo es el mejor proceso de fabricación que se adapta mejor a la fabricación de su producto. Si el objetivo de su producto es alguno de los siguientes motivos, debe elegir el sobremoldeo como su proceso de fabricación.

1. Si desea crear una sola pieza a partir de varios materiales.

2. Si desea mejorar la ergonomía y el tacto de un producto ya fabricado.

3. Si necesita agregar un tipo de diseño a un producto ya hecho.

4. Si necesita un proceso de fabricación rentable.

5. Si desea mejorar la seguridad al usar el producto (o absorber golpes y vibraciones).

Consideraciones vitales de diseño para el sobremoldeo

Después de pasar por las consideraciones previas al diseño para el sobremoldeo, también hay otros factores que debe considerar al hacer el diseño. Los ejemplos incluyen:

Vínculos

La unión entre la resina y el material ya moldeado/mecanizado (sustrato) constituye la mayor parte del proceso de sobremoldeo. Hay dos formas principales en las que se produce este vínculo:

1. Método químico

El método químico ocurre a nivel molecular e involucra muchos factores. Aunque es más fuerte en comparación con el método mecánico, es relativamente más difícil de lograr. Los ejemplos de factores que afectan la unión química incluyen el grado en que la resina puede humedecer el sustrato. El grado de humectación aumenta el nivel de contacto y permite una unión más fuerte.

Otro factor que afecta la unión química es la presencia de aditivos, rellenos o ciertos tratamientos superficiales que podrían interferir con la fuerza de la unión química.

Suponga que desea utilizar la unión química como la opción preferida de unión para su proceso de sobremoldeo. En ese caso, es recomendable ponerse en contacto con proveedores de materiales y moldeadores para conocer los materiales más compatibles que pueden proporcionar la máxima adherencia.

2. Método mecánico

La unión mecánica ocurre en la interfaz física de ambos materiales. Un método consiste en hacer orificios, surcos o cortes en el sustrato por los que pueda fluir la resina. Después de que la resina se enfría en estos orificios, se bloquea en estos orificios. Para fortalecer aún más la unión mecánica, puede envolver el material sobremoldeado alrededor del sustrato. Además, trate de asegurarse de que las superficies del material sobremoldeado no queden expuestas, ya que esto podría provocar que se pele.

Compatibilidad de materiales de sobremoldeo

Materiales

Si bien hay muchas combinaciones de materiales de sustrato y resina que son compatibles, otros factores afectan la elección de la resina además de la compatibilidad y la adhesión. Si solo quieres amortiguar el sustrato, el grosor de la resina es tan importante como su suavidad. La mejor manera de medir la suavidad de un material es el módulo de flexión, que es la medida de la resistencia de un material a la flexión. La suavidad del material es inversamente proporcional al módulo de flexión del material.

Si bien puede encontrar varios materiales sobremoldeados adecuados para aplicaciones de sobremoldeado, algunas resinas como Versaflex son específicamente adecuadas para procesos de sobremoldeado. Si su objetivo es mejorar el agarre de un sustrato, la mejor manera de elegir una resina es determinando su coeficiente de fricción. El coeficiente de fricción de una resina es directamente proporcional a su tacto (el grado de agarre que posee).

Principios

El tipo de método de sobremoldeo utilizado para el proceso de fabricación también es un factor importante a tener en cuenta al trazar la guía de diseño de sobremoldeo. Existen dos métodos principales de sobremoldeo:

1. Moldeo de dos disparos

Este método consiste en moldear el sustrato utilizando un material y sobremoldearlo rápidamente con otro material. Todo el proceso utiliza un solo molde y es un proceso automatizado. Hay tres tipos de moldeo de dos disparos:sobremoldeo de transferencia, sobremoldeo rotacional y sobremoldeo de núcleo posterior. Los tres métodos utilizan la unión química al verter la resina sobre un sustrato tibio. Esta técnica fortalece el enlace químico. Sin embargo, los maquinistas lo usan solo para producciones a gran escala de más de 10 000 piezas debido a sus altos costos operativos.

2. Moldeo Pick-n-place

Este método utiliza dos moldes y funciona en lotes. El primer lote consiste en moldear las piezas del sustrato y colocarlas manualmente en el segundo molde. Luego, el segundo lote consiste en inyectar la resina en el sustrato moldeado para producir las piezas terminadas. El moldeo pick-n-place es más rentable ya que es un proceso manual y no involucra máquinas robóticas como la anterior. Sin embargo, es posible que no alcance la máxima adherencia y solo pueda manejar volúmenes de producción bajos de hasta 10 000 piezas.

Las ventajas de usar sobremoldeo

Aunque requiere una planificación meticulosa y pautas de diseño de sobremoldeo de plástico complejas, es uno de los mejores procesos de moldeo por inyección. Estas son algunas de las razones por las que:

1. Costos bajos

El sobremoldeo puede minimizar los costos de producción. Esto se debe a que puede utilizar varias piezas para fabricar un solo producto mediante ensamblaje, a diferencia del moldeo por inyección estándar. Aunque el diseño del molde es costoso, elimina tener que ensamblar la misma pieza más de mil veces. Con las múltiples variedades de materiales disponibles para sobremoldeo, siempre puede encontrar el par rentable para su proceso de producción

2. Tiempos de ciclo rápidos

Una vez que crea los moldes para sobremoldear, las partes restantes del proceso son más rápidas que las que necesitan ensamblaje. Mientras que los moldes de dos disparos pueden tardar meses en completar la producción de las piezas, el sobremoldeo pick-n-place solo requiere unas pocas semanas para la producción. Sin embargo, este último puede manejar mayores volúmenes de producción. En cualquier caso, después de la producción de los moldes, el proceso de producción se acelera rápidamente en comparación con los procesos de moldeo por inyección estándar.

3. Ideal para producción de bajo volumen

El sobremoldeo Pick-n-place es una opción perfecta para la producción de volumen bajo a medio. Aunque es una opción que requiere más mano de obra debido al trabajo manual que implica, no tiene altos costos operativos asociados con el sobremoldeo de dos disparos. Si necesita prototipos del producto antes de que comience la producción a gran escala, el sobremoldeo pick-n-place es una mejor opción. Además, si necesita rediseñar la pieza, las producciones pick-n-place le permiten rediseñar los moldes a un costo menor que los moldes de dos disparos.

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Conclusión

El diseño de sobremoldeo es una de las partes más importantes de un proyecto de sobremoldeo. Hacerlo bien es vital para el éxito de todo el proceso de producción. Para lograr esto, puede optar por manejar el diseño usted mismo.

Sin embargo, esto llevará mucho tiempo y aumentará la duración de la producción. Una mejor opción es subcontratar a una empresa con mucha experiencia como RapidDirect, que lo ayudará a hacer un diseño excelente y entregar un informe sobresaliente en unas semanas. Si aún necesita ayuda para obtener más información sobre las guías de diseño de sobremoldeo, puede comunicarse con nosotros.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué es el sobremoldeo de plástico?

R: El sobremoldeo de plástico es un tipo de moldeo por inyección en el que una resina (generalmente un plástico similar al caucho) se moldea sobre otro material (principalmente un plástico rígido/termoestable). Si los dos materiales son compatibles, forman un enlace químico fuerte que cumplirá su propósito de manera excelente.

P: ¿Cuál es la diferencia entre el moldeado por inserción y el sobremoldeado?

R: El moldeado por inserción sigue exactamente el mismo proceso que el sobremoldeado. Sin embargo, utiliza un sustrato de metal, a diferencia del plástico que se usa en el sobremoldeo.