Directrices críticas de diseño y producción para el moldeo por inserción

El moldeo por inserción es un proceso de moldeo por inyección que está relacionado con el sobremoldeo, pero es distinto en algunos aspectos clave. Mientras que el sobremoldeo se refiere a inyectar una segunda resina sobre un sustrato de plástico más firme, lo que permite a los equipos de productos moldear dispositivos ergonómicos, empuñaduras de herramientas eléctricas y juntas de goma directamente sobre piezas preexistentes sin crear trabajo manual adicional, el moldeo por inserción es la práctica de cargar un componente preformado (normalmente de metal) en un molde antes de inyectar el material plástico.

La técnica de usar insertos en el moldeo por inyección permite a los diseñadores e ingenieros agregar eficientemente insertos metálicos roscados a piezas de plástico, incrustar componentes eléctricos metálicos dentro de carcasas protectoras de plástico o crear herramientas manuales comunes como tijeras y destornilladores.

Como proceso, el moldeo por inyección de insertos se controla más fácilmente y puede proporcionar mejores resultados que otros métodos para encapsular componentes metálicos dentro de piezas de plástico. Los fabricantes de automóviles, médicos y eléctricos, así como los que operan en bienes de consumo, belleza y otras industrias, están aprovechando cada vez más las tecnologías de moldeo por inserción. Sin embargo, para maximizar los beneficios del moldeo por inserción, los equipos de productos deben tener en cuenta ciertas consideraciones de diseño y proceso.

Directrices para optimizar el diseño del molde de inserción

Al diseñar insertos moldeados personalizados, los equipos de productos deben adherirse a las mejores prácticas comunes de DFAM, incorporando moleteado redondeado, evitando las esquinas afiladas y optimizando los ángulos de inclinación. Si bien las muescas (también conocidas como bloqueos mecánicos) aumentarán la complejidad y el costo de cualquier pieza, la incorporación de una muesca en el diseño del molde de inserción proporciona a la pieza una mayor resistencia a la extracción.

Una buena regla general al diseñar insertos es asegurarse de que permanezcan pequeños en relación con la pieza de plástico en la que están incrustados. En términos generales, el inserto debe extenderse un mínimo de 0,016” (0,4 mm dentro de la cavidad del molde) y, para evitar marcas de hundimiento en el plástico, la moldura debajo del inserto debe tener un mínimo de un sexto del inserto. diámetro.

Un defecto de producción común asociado con esta técnica es el agrietamiento retardado del plástico que rodea el inserto de metal. Si no se tiene en cuenta la tensión circunferencial moldeada del inserto, las dos partes de la pieza pueden separarse fácilmente a medida que la resina inyectada se encoge y se enfría, y arruinarse (operando bajo la suposición de que el plástico que rodea el inserto experimenta una tensión equivalente a la contracción del molde). Se recomienda el uso de resinas endurecidas y más duraderas, ya que estos materiales ofrecen mejores propiedades de elongación y resistencia a la fractura.

La unión del material es otra preocupación común con muchas aplicaciones de moldeo por inserción. Mientras que las piezas sobremoldeadas pueden aprovechar los enlaces químicos que se forman entre las capas de diferentes resinas termoplásticas, las inserciones de metal no forman enlaces químicos con los plásticos sobremoldeados. Por lo tanto, los componentes de metal y plástico deben estar diseñados para unirse mecánicamente entre sí.

Una ventaja clave de moldear insertos roscados en componentes de plástico es que hacerlo puede mejorar las cualidades mecánicas de la pieza. El metal aumenta la resistencia y la durabilidad de la pieza general, por ejemplo, lo cual es útil para carcasas de dispositivos y carcasas electrónicas. Los componentes de acoplamiento también se pueden equipar con bujes o manguitos metálicos para aumentar la resistencia a la abrasión y prolongar la vida útil de la pieza.

Directrices para optimizar el proceso de producción de moldeo por inserción

Los buenos hábitos de creación de prototipos son clave para el moldeo por inserción rentable, razón por la cual los equipos de productos deben probar sus diseños con anticipación. La creación de prototipos es fundamental para identificar problemas de diseño y rendimiento, así como para anticipar posibles defectos que podrían desarrollarse con el tiempo. Un programa de prueba de uso final bien diseñado incluye, por ejemplo, probar el rendimiento de los componentes de una pieza en las temperaturas y condiciones ambientales anticipadas de su uso final. Detectar y resolver errores antes de que comience la producción también ayuda a mantener cortos los ciclos de producción y acelera el tiempo de comercialización.

Es vital que las herramientas utilizadas para fabricar el molde se mantengan con tolerancias precisas, lo que ayuda a garantizar que el inserto se coloque o suspenda con precisión dentro del molde cuando ingrese el material fundido.

La mayoría de las molduras de inserción se realizan en una prensa vertical porque es más fácil cargar el hardware sin que se salga de su lugar. Si el volumen de producción es lo suficientemente alto, puede valer la pena invertir en un sistema robótico o automatizado para cargar los insertos en los moldes, pero la mayoría de los trabajos de volumen bajo a medio requieren la colocación manual de los insertos en el molde. Esto aumenta el costo unitario y el tiempo de mano de obra, pero suele ser la opción más económica para series de producción de estos tamaños.

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En última instancia, el moldeo por inserción elimina la complejidad de unir componentes para crear piezas resistentes sin la necesidad de ensamblaje o pasos secundarios que podrían aumentar los costos de producción. Si bien es similar al sobremoldeo en muchos aspectos, el moldeo por inserción es compatible con una gama más amplia de opciones de materiales y aplicaciones de uso final; de hecho, a menudo se usa para crear carcasas para dispositivos médicos críticos como marcapasos y otros implantes.

Dicho esto, el moldeo por inserción puede ser un negocio complicado. Es por eso que asociarse con un socio de fabricación experimentado como Fast Radius es la forma más confiable de garantizar que las piezas cumplan con los umbrales clave de material, rendimiento y tolerancia sin extender los plazos de producción o arruinar el banco. Contáctenos hoy para obtener más información sobre nuestros servicios de moldeo por inserción.

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