Cuatro Factores Críticos a Menudo Pasados por Alto en el Diseño de Piezas de Caucho

Los productos moldeados de caucho son ahora una parte esencial de casi todas las industrias. Están en todas partes, desde la aviación hasta los coches e incluso en equipos domésticos. La razón no es difícil de entender. El proceso de fabricación de piezas de caucho (desde el diseño del molde hasta el moldeado real) es más barato que el proceso de fabricación para otros materiales. Además, debido a la elasticidad del caucho, las posibilidades de diseño de moldes de caucho son casi ilimitadas. Por tanto, su uso generalizado se entiende fácilmente.

Sin embargo, a pesar de las numerosas posibilidades de fabricación con caucho, esto no significa que todo proceso tendrá éxito. Esto es porque hay reglas establecidas al hacer el diseño del producto de caucho. Aparte de esto, el diseño del molde de caucho es otro proceso esencial al que los fabricantes deben prestar atención. Si hacen estos dos correctamente, el proceso de producción está en camino al éxito.

Este artículo explicará las diferentes ventajas de aplicaciones y ventajas de las piezas de caucho, los diferentes procesos de fabricación de piezas de caucho, y los factores que nunca debes olvidar al hacer el diseño del molde de caucho.

¿Cuáles son las Ventajas y Aplicaciones de las Piezas de Caucho?

Ventajas

Aparte de la facilidad de maniobrabilidad debido a su elasticidad natural, muchas otras propiedades lo hacen favorito para fabricar piezas. Estas incluyen:

Bajo Coste de Producción

Como cliente, querrás minimizar el coste de producción lo máximo posible. Con el caucho como materia prima, es posible lograr este objetivo por la facilidad de diseño y fabricación de productos de caucho. Aunque no son tan baratos, la comparación de sus costes con las funciones que tienen hace la producción aún más rentable. Sin embargo, solo puedes lograr esto cuando el proceso de fabricación es manejado por veteranos como RapidDirect.

Maniobrabilidad de Diseño

Al igual que el caucho es elástico, el diseño de molde y producto de caucho retienen las mismas propiedades. Hay muchas posibilidades para el caucho debido a los diferentes métodos de moldeado y unión que los diseñadores usan durante la fabricación. También puedes encontrar métodos alternativos para lograr el mismo objetivo de producto, lo que significa que puede haber formas más rentables de diseñar y fabricar productos de caucho. Trabajando con nosotros en RapidDirect, podemos diseñar con éxito tus productos de caucho personalizados con los métodos más rentables.

Mayor Durabilidad

Las piezas de metal y plástico podrían tender a perder su rendimiento funcional, especialmente si se usan en máquinas con alto rendimiento vibratorio. Las piezas de caucho, especialmente si son personalizadas, pueden aguantar bastante gracias a sus propiedades naturales de amortiguación, lo que las hace funcionar mucho más que sus contrapartes.

Aplicaciones

Para piezas con tal resistencia, durabilidad y elasticidad, es normal que tengan aplicaciones en diversas industrias. Con el uso creciente de múltiples materiales en fabricación de piezas, el uso de caucho en fabricación ha visto un aumento constante de popularidad. Algunas de las industrias más populares donde profesionales usan productos de caucho incluyen:

Industria Médica

En una industria que necesita equipos que puedan penetrar el cuerpo humano sin causar daño, los productos de caucho pueden cumplir fácilmente la tarea. Con materiales como catéteres y diafragmas, el uso de caucho en equipos médicos es bastante amplio. Aparte de este equipo sofisticado, los fabricantes también usan caucho para fabricar equipos de propósito general como guantes, tubos, tapones de botellas. También usan caucho en las ruedas de camillas hospitalarias que asisten en el fácil movimiento de pacientes. Estos productos son todos productos médicos esenciales usados en salvar vidas.

Industria Eléctrica

Primero, los productos de caucho son populares en la industria eléctrica debido a sus propiedades aislantes. Debido a su incapacidad para transmitir electricidad, ingenieros y profesionales eléctricos los usan para fines de protección. Algunos ejemplos populares incluyen el aislador de pantógrafo, que profesionales eléctricos usan en líneas de transmisión de alta potencia. Como su nombre implica, previene la transmisión eléctrica en una atmósfera altamente cargada. Otros incluyen cubiertas de silicona populares por su uso en interruptores automáticos. Profesionales eléctricos a veces se refieren a ellas como "el corazón del interruptor". También tenemos uniones de barra colectora multivía usadas en juntas y cajas de derivación.

Industria Automotriz

La industria automotriz podría decirse que es la que más utiliza piezas de caucho. Desde su uso en sistemas de transferencia de fluidos hasta sistemas de transmisión y, por supuesto, neumáticos, los automóviles tienen muchas piezas esenciales que usan caucho. De hecho, investigaciones han mostrado que el 75% del caucho va a fabricar neumáticos. Y es un hecho conocido que la industria automotriz usa muchos neumáticos. Otras piezas populares de automóviles que usan caucho incluyen sistemas antivibración automotrices, anillos O y sellantes.

Tipos de Procesos de Fabricación Usados en la Fabricación de Productos de Caucho

Como se mencionó, hay varios procesos involucrados en la fabricación de piezas de caucho. En la mayoría de casos, el diseño del producto de caucho determina cuál de estos procesos será adecuado para la producción. Cada técnica tiene sus ventajas, haciéndolas especializadas para fabricar diferentes tipos de productos de caucho. Entender completamente cada proceso ayuda a elegir la mejor opción para tu producción en términos de costes, nivel de tecnicidad y adecuación. Aunque hay bastantes, discutiremos los procesos populares que involucran moldeo: moldeo por inyección, moldeo por transferencia y moldeo por compresión.

Moldeo por Inyección

Es similar al proceso de moldeo por inyección de plástico. Sin embargo, el proceso de moldeo por inyección de caucho implica mucho más calentamiento. El proceso implica que el mecanizador caliente el material a un estado fluido. Luego, inyectan el material bajo presión desde la cámara de calentamiento a través de una serie de canales (conocidos como canales de alimentación o corredores) al molde. La unidad de calentamiento e inyección son dos componentes separados, cada uno con sus propios controles.

Un componente extrusor también puede servir como unidad de calentamiento. Mientras los diseñadores y fabricantes acierten con el diseño del molde y otros componentes del proceso de mecanizado, el proceso de moldeo por inyección de caucho no suele tomar mucho tiempo. La automatización también es una característica común, lo que acelera el plazo de entrega. En RapidDirect, podemos manejar todos los tipos de procesos de moldeo por inyección sin importar los materiales deseados.

Moldeo por Compresión

Este método es el más antiguo y también el menos costoso. En este proceso, el caucho crudo se forma en una gran masa (conocida como preforma). El mecanizador coloca esta preforma en el molde y la calienta para curarla y darle forma. Aquí es donde el diseño del molde para piezas de caucho es un factor importante. Debido a la necesidad de curado, el tiempo de calentamiento puede tardar un poco.

Sin embargo, esto depende del grosor de las paredes del molde. Por tanto, el diseñador hace las paredes del molde de caucho proporcionadas al tiempo de calentamiento deseado. Por tanto, el tiempo de calentamiento puede variar de minutos (para paredes finas) a horas (para paredes gruesas). Este método es adecuado para producción usando materias primas con malas propiedades de flujo y alta viscosidad. Sin embargo, el proceso puede ser bastante lento. Aisladores eléctricos, sellos y pulseras de silicona son ejemplos de productos de caucho hechos usando este proceso.

Moldeo por Transferencia

Este proceso de fabricación de piezas de caucho busca contrarrestar el largo tiempo de calentamiento del moldeo por compresión. El proceso también implica usar una preforma, que se carga en el molde y distribuye en las diferentes cavidades. Sin embargo, antes de la distribución en cavidades, el caucho sufre un precalentamiento. Este proceso reduce el tiempo de curado del caucho y aumenta sus propiedades de flujo, permitiéndole llenar las cavidades fácilmente. Sin embargo, los moldes aquí son los más caros y complicados. Por tanto, el diseño del molde de caucho aquí debe ser manejado solo por expertos.

En RapidDirect, nos especializamos en diferentes tipos de procesos de moldeo; por tanto, tu diseño de molde de caucho y fabricación de producto de caucho están garantizados para el éxito.

Cada proceso de fabricación de piezas de caucho es adecuado para fabricar diferentes piezas. Por tanto, tener buen entendimiento de cada uno ayudará a decidir cuál es la mejor opción para tu producción.

Factores que Nunca Debes Ignorar al Diseñar Piezas de Caucho

Un error que un ingeniero nunca debería cometer al fabricar una pieza de caucho moldeada personalizada es usar piezas de calidad inferior. Aunque esto parezca tener menor coste a corto plazo, termina gastando más que el coste presupuestado. Sin embargo, cuando usas buenas piezas, mejoran la longevidad y rendimiento funcional de la pieza de caucho. Sin embargo, el tipo de piezas usadas ni importaría si el diseño no es de primera. Por tanto, esto muestra lo importante que es el diseño tanto del molde para piezas de caucho como del producto en un proceso de fabricación (o cualquier tipo de pieza).

A continuación, algunos factores que nunca debes olvidar al diseñar una pieza de caucho:

1. Lista de Preguntas

Al diseñar una pieza de caucho, hay preguntas esenciales que debes responder para saber la mejor forma de diseñar y fabricar el producto. Estas preguntas incluyen:

1. ¿Cuál es la función de la pieza?

En piezas de caucho, sus funciones podrían incluir absorción de energía vibratoria, sellado de contenedor de fluido (por tanto debe ser impermeable al fluido), servir como mecanismo de paso para el fluido, o proporcionar soporte estructural. Estos son solo algunos ejemplos.

2. ¿Qué propiedades debe tener la pieza?

Las propiedades deseadas de las piezas de caucho son importantes al determinar los materiales a usar y cómo estructurar las piezas. Ejemplos de propiedades deseadas incluyen resistencia a cambios en propiedades físicas en presencia de fluidos o calor, o capacidad de elongar sin perder propiedad elástica.

3. ¿Cuál es el entorno donde funcionará la pieza?

El entorno donde la pieza de caucho funcionará también determinará cómo el diseñador estructurará la pieza. Ejemplos de entornos donde se usan piezas de caucho incluyen luz solar, áreas húmedas, disolventes químicos, áreas de esfuerzo dinámico donde la pieza podría enfrentar deformación.

Tras responder estas preguntas, deberías tener una visión clara de la función de la pieza de caucho y cómo la logrará. También se harán observaciones finales sobre la estructura de la pieza en esta etapa.

2. Selección de Material Elástico

Tras responder las preguntas, el siguiente paso es elegir el material para la pieza. Este es otro aspecto importante ya que el material usado determinará en gran medida cuánto puede cumplir la pieza sus funciones. Elegir el mejor material para cualquier producción significa encontrar un material adecuado para la función prevista, no muy caro, y con longevidad.

En la mayoría de casos, una vez respondidas las preguntas anteriores, deberías poder identificar el material que cumplirá la función. Sin embargo, si aún estás indeciso sobre los materiales perfectos, aquí hay factores a considerar:

• Exposición del caucho a luz ultravioleta y solar, que puede descomponerlo.
• Presencia de gas ozono de fuentes naturales o artificiales (ej. motores eléctricos). El ozono es un contaminante con efectos adversos en el caucho.
• Probabilidad de que la pieza de caucho se exponga al cuerpo humano directa o indirectamente. Considera el período de contacto.
• Los fluidos (primarios o secundarios) a los que la pieza de caucho estará expuesta.
• Capacidad del material para mantener integridad y rendimiento funcional en temperaturas extremas.

Dureza del Material Elástico

Los materiales elásticos tienen una escala de dureza que va desde Shore A (cauchos termofijos) a Shore D (cauchos termoplásticos). Cada escala tiene sus calificaciones, ej. Los fabricantes califican la escala Shore A de 20 a 90 Shore A. Los materiales comúnmente usados en fabricación de piezas de caucho van de 50 a 80 Shore A.

Aunque la dureza para un proyecto depende de la aplicación, hay dificultades en el uso de algunos materiales. Por ejemplo, hay dificultades significativas cuando los fabricantes intentan usar materiales muy blandos (<30 Shore A) o muy duros (>80 Shore A) para fabricar piezas con entalladuras profundas o geometría compleja. Aquí algunas sugerencias de aplicaciones:

• Si tu pieza estará expuesta a extremos de temperatura >150 °C en entorno industrial, un fluorelastómero es buena opción.
• Caucho nitrílico es excelente para aplicaciones de propósito general.
• Si tu pieza tendrá aplicaciones médicas y necesita mantener alto nivel de exigencia, el caucho de silicona será la mejor opción.

3. Diseño de Esquinas y Bordes

En diseño de productos de caucho, las esquinas afiladas son generalmente inaceptables. En la mayoría de casos, los diseñadores rompen la esquina con un radio >0,05 pulgadas. La razón es que las esquinas hacen el diseño y construcción del molde innecesariamente difícil. Esto también aumenta el coste de fabricación del molde, incrementando el precio de la pieza. Aparte del aumento de coste, también podría aumentar la posibilidad de defectos.

Sin embargo, es lo opuesto para los bordes de piezas de caucho. Los mecanizadores generalmente prefieren bordes afilados, especialmente cuando intersectan con una línea de partición. Esto simplifica el diseño y construcción del molde. Las figuras siguientes muestran cómo deberían verse esquinas y bordes ideales.

• Las esquinas deben verse redondas vistas desde arriba

• Los bordes deben verse cuadrados vistos desde el lado

4. Entalladuras (Undercuts)

Una entalladura es una característica de una pieza que se proyecta hacia el cuerpo principal. Un problema es que no deben proyectarse demasiado profundo. Si esto pasa, la pieza se vuelve muy difícil de extraer del molde. En casos de piezas que necesitan estos tipos de entalladuras para su funcionalidad, los diseñadores deberían hacer el diseño del molde para que se abra tanto vertical como horizontalmente. Entonces, al extraer la pieza, esta sale más fácilmente porque la placa central sube mientras los lados se deslizan. Sin embargo, el diseño y mecanizado de estos moldes son más caros.

Conclusión

Aunque las piezas de caucho pueden proporcionar mucho rendimiento estructural por costes relativamente bajos, es esencial que se diseñen correctamente. El diseño del molde y la pieza debe ser de primera si la pieza va a cumplir sus funciones esperadas. Por eso no puedes permitirte externalizar tu diseño de molde a cualquiera. Necesitas lo mejor. Y eso es lo que ofrece RapidDirect.

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