Cos'è il legame meccanico?
Il mese scorso un cliente ci ha inviato una parte guasta. L'impugnatura in TPE si è staccata dall'impugnatura in PP dopo tre settimane sugli scaffali dei negozi. Il loro precedente fornitore di parti per stampaggio a iniezione aveva detto loro che PP e TPE si sarebbero incollati bene. Non l'hanno fatto.
PP e TPE non si legano chimicamente. Non l'ho mai fatto. Le molecole non interagiscono. Non è possibile risolverlo con le impostazioni del processo o la qualità dei materiali. L'unico modo per tenerli insieme è il legame meccanico-caratteristiche fisiche che intrappolano un materiale all'interno dell'altro.
Questo è ciò che mancava al loro design. Nessun foro-passante. Nessun sottosquadro. Solo TPE appoggiato sopra PP, trattenuto da nulla.
Come lo abbiamo risolto
Abbiamo aggiunto fori passanti da 2,8 mm- sui centri da 12 mm lungo la lunghezza del manico. Il TPE scorre durante il secondo colpo e si sviluppa sul lato posteriore. Ora è ancorato. Il test di trazione è andato da4N (praticamente nulla)A35N. La parte ha superato l'invecchiamento accelerato. Problema risolto.
La modifica dello stampo è costata loro 3.200 dollari e due settimane. Se lo strumento originale fosse stato progettato correttamente, il valore sarebbe stato pari a zero.
La questione della chimica
Alcune coppie di materiali si legano chimicamente. Il TPE sull'ABS funziona. TPE su PC funziona. Le catene polimeriche interagiscono effettivamente all'interfaccia e formano una vera connessione. Non sono necessarie caratteristiche meccaniche, anche se molte persone le aggiungono comunque come assicurazione.
Ma PP, PE, POM, PA- non funzionano bene con la maggior parte dei materiali sovrastampati. Controlla la tabella di compatibilità del tuo fornitore di TPE. Se dice "no" o "legame meccanico richiesto", credici. Abbiamo avuto clienti che discutono con noi su questo. Ai materiali non interessano le opinioni.
Ecco un grafico a cui facciamo costantemente riferimento. Kraiburg e Teknor Apex pubblicano entrambi versioni. Se stai specificando una parte composta da due-inquadrature, procurati una di queste prima di finalizzare i materiali.
Caratteristiche meccaniche che funzionano
I fori passanti-sono ciò che usiamo di più. Il sovrastampato scorre e rimane fisicamente intrappolato sull'altro lato. Il diametro del foro è importante-se è piccolo e la massa fusa si congela prima di passare. Di solito utilizziamo un minimo di 2,5 mm per il TPE, più grande per materiali più rigidi. La spaziatura dipende dall'applicazione. Il lavoro di maniglia che abbiamo risolto utilizzava centri da 12 mm, che davano una buona copertura senza far sembrare il substrato un formaggio svizzero.
Le scanalature a coda di rondine funzionano meglio per bordi e perimetri dove i fori passanti-non sono pratici. Stai creando un canale che è più largo nella parte inferiore rispetto all'apertura. Il materiale fluisce dentro, non può rifluire. Li usiamo attorno agli sportelli della batteria e lungo le aree della linea di giunzione.
La struttura della superficie da sola non basta. Lo abbiamo testato. La struttura EDM aggiunge forse il 15-20% alla forza di adesione rispetto alla struttura liscia. Non abbastanza su cui fare affidamento. Un cliente una volta ha insistito che la texture sarebbe stata sufficiente perché glielo aveva detto il suo vecchio fornitore. Abbiamo eseguito il test, mostrato loro i dati, hanno aggiunto i fori passanti.
Dove le persone sbagliano
La parte che si è guastata il mese scorso presentava caratteristiche di incastro solo al centro dell'impugnatura. I bordi non erano supportati per 25 mm su ciascun lato. Il distacco è iniziato proprio dal bordo, dove non c'era nulla che ancorasse il TPE. Lo vediamo costantemente. Le persone mettono i punti di ancoraggio al centro e dimenticano che le forze di distacco attaccano dal perimetro.
Un'altra cosa: i fori sono troppo vicini per essere chiusi-. Lo stampo ha un contatto tra acciaio-e-acciaio attorno al bordo della cavità. I fori passanti-entro 2 mm da quella zona non riempiono-il flusso dei blocchi d'acciaio durante il secondo tiro. Il buco sembra a posto dal lato A-ma non c'è nessun fungo sul lato B-.
Anche lo strizzacervelli viene trascurato. Il TPE si restringe più dei substrati rigidi. Dopo il raffreddamento, il sovrastampato si contrae e tenta di staccarsi dalla base. I substrati sottili o flessibili non possono resistere a tale forza. Alcune parti sono uscite dallo stampo con un aspetto perfetto, per poi deformarsi entro 24 ore quando il TPE termina di restringersi. I substrati in nylon o PC riempiti di vetro- fissano questo materiale-più rigido, riducendo i movimenti.
Cosa ti dicono i test
Eseguiamo il peel test ogni due-progetti durante le prove T1. Qualsiasi partner di produzione di sovrastampaggio con cui vale la pena lavorare fa lo stesso. I numeri di resistenza alla trazione sono inutili per questo-ti dicono quanto è forte il sovrastampato, non quanto bene è attaccato. Il test di distacco afferra il bordo del sovrastampaggio con un morsetto e tira a 90 gradi mentre misura la forza.
I prodotti di consumo solitamente necessitano di 8-12 N per 10 mm di larghezza. I dispositivi medici, in particolare tutto ciò che viene sterilizzato in autoclave, sono più simili a 20+. Le parti interne delle automobili variano in base alle specifiche OEM.
I test di peeling falliti risalgono quasi sempre a colpi brevi nelle funzionalità di interblocco. Il pezzo sembra a posto dall'esterno. Taglialo e riempi i-fori passanti per metà-. Posizione del punto di iniezione, pressione di riempimento, temperatura dello stampo-qualcosa non è stato impostato.
Obiettivo della forza di pelatura
Consumatore
Prodotti8-12 N per 10 mm di larghezza
Dispositivi medici
20+ N (soprattutto se autoclavato)
Automobilistico
Varia in base alle specifiche OEM
Realtà dei costi
L'aggiunta di funzionalità di collegamento meccanico agli strumenti di stampaggio a due-stampe comporta un costo. I fori-passanti significano perni centrali nel primo-strumento sparato. I sottosquadri significano diapositive o sollevatori. Un semplice strumento di sovrastampaggio potrebbe costare $ 18.000. Aggiungi l'interblocco meccanico ovunque e sei a $ 24.000.
Ma quei $ 6.000 ti coprono quando il cliente torna diciotto mesi dopo perché le parti si stanno delaminando sul campo. Richieste di garanzia, richiami, fermi linea di produzione-abbiamo visto tutto da parte di clienti che hanno lesinato sulla progettazione dei vincoli meccanici. Successivamente il costo iniziale appare diverso.
L'utilizzo di TPE di grado-legante-chimico invece dell'interblocco meccanico sembra inizialmente più economico. Queste qualità hanno un rendimento del 20-30% in più per kg. Su una parte da 45 g con un volume annuo di 200.000, stai parlando di $ 8.000-12.000 in più all'anno in materiale. Ogni anno. Chiedi a qualsiasi fornitore di soluzioni personalizzate di stampaggio a iniezione di plastica di calcolare i numeri: la modifica dell'utensile si ripaga da sola in pochi mesi.
Quando saltarlo
Se i tuoi materiali si legano chimicamente e la tua applicazione è a basso-stress, potresti non aver bisogno di caratteristiche meccaniche. I sovrastampi cosmetici sull'elettronica di consumo-il rivestimento morbido-del telecomando-spesso utilizzano semplicemente materiali compatibili e il gioco è fatto.
Ma se ci sono dubbi sulla durabilità a lungo-termine, aggiungi il legame meccanico. È un'assicurazione economica.
Collaborazione con un-produttore di stampi a iniezione a due fasi
Dal 1996 costruiamo due-stampi a iniezione. I guasti meccanici non sono una novità per noi. Quando esaminiamo la tua parte, esaminiamo prima l'abbinamento dei materiali. Se necessita di interblocco meccanico, ti diremo dove e quale geometria funziona. Se il tuo progetto attuale presenta problemi, ti mostreremo quali modifiche li risolvono.
Puoi compilare le informazioni seguenti per inviarci una richiesta e ti daremo una risposta soddisfacente.