Diretrizes críticas de design e produção para moldagem por inserção

A moldagem por inserção é um processo de moldagem por injeção relacionado à sobremoldagem, mas é distinto de algumas maneiras importantes. Enquanto a sobremoldagem se refere à injeção de uma segunda resina em um substrato plástico mais firme – o que permite que as equipes de produto moldem dispositivos ergonômicos, garras de ferramentas elétricas e juntas de borracha diretamente em peças pré-existentes sem criar trabalho manual adicional – a moldagem por inserção é a prática de carregar um componente pré-formado (normalmente metal) em um molde antes que o material plástico seja injetado.

A técnica de usar inserções na moldagem por injeção permite que designers e engenheiros adicionem com eficiência inserções metálicas rosqueadas a peças plásticas, incorporem componentes elétricos metálicos dentro de caixas plásticas protetoras ou criem ferramentas manuais comuns, como tesouras e chaves de fenda.

Como processo, a moldagem por injeção de insertos é mais facilmente controlada e pode fornecer melhores resultados do que outros métodos para encapsular componentes metálicos em peças plásticas. Fabricantes automotivos, médicos e elétricos, bem como aqueles que operam em bens de consumo, beleza e outros setores, estão aproveitando cada vez mais as tecnologias de moldagem por inserção. No entanto, para maximizar os benefícios da moldagem por inserção, as equipes de produto devem levar em consideração certas considerações de projeto e processo.

Diretrizes para otimizar o design do molde de inserção

Ao projetar insertos moldados personalizados, as equipes de produto devem aderir às práticas recomendadas comuns do DFAM, incorporando serrilhas arredondadas, evitando cantos afiados e otimizando os ângulos de inclinação. Embora os rebaixos (também conhecidos como travas mecânicas) aumentem a complexidade e o custo de qualquer peça, a incorporação de um rebaixo no projeto do molde de inserção fornece à peça maior resistência ao arrancamento.

Uma boa regra geral ao projetar pastilhas é garantir que elas permaneçam pequenas em relação à peça plástica na qual estão inseridas. De um modo geral, o inserto deve se estender no mínimo 0,016” (0,4 mm para dentro da cavidade do molde), e, para evitar marcas de afundamento no plástico, a moldagem abaixo do inserto deve ter no mínimo um sexto do tamanho do inserto. diâmetro.

Uma falha de produção comum associada a esta técnica é a rachadura retardada no plástico ao redor do inserto de metal. Se a tensão de aro moldada da pastilha não for levada em consideração, as duas porções da peça podem se separar facilmente à medida que a resina injetada encolhe e esfria, e fica arruinada (operando sob a suposição de que o plástico ao redor da pastilha sofre deformação equivalente ao encolhimento do molde). Recomenda-se o uso de resinas endurecidas e mais duráveis, pois esses materiais oferecem melhores propriedades de alongamento e resistência à fratura.

A união de materiais é outra preocupação comum em muitas aplicações de moldagem por insertos. Enquanto as peças sobremoldadas podem aproveitar as ligações químicas que se formam entre as camadas de diferentes resinas termoplásticas, as inserções de metal não formam ligações químicas com os plásticos sobremoldados. Os componentes de metal e plástico devem, portanto, ser projetados para se unir mecanicamente um ao outro.

Uma das principais vantagens da moldagem de insertos rosqueados em componentes plásticos é que isso pode melhorar as qualidades mecânicas da peça. O metal aumenta a resistência e a durabilidade da peça geral, por exemplo, o que é útil para invólucros de dispositivos e caixas de eletrônicos. Os componentes de acoplamento também podem ser equipados com buchas ou mangas de metal para aumentar a resistência à abrasão e prolongar a vida útil da peça.

Diretrizes para otimizar o processo de produção de moldagem por insertos

Bons hábitos de prototipagem são a chave para uma moldagem de insertos econômica – e é por isso que as equipes de produto devem testar seus projetos com antecedência. A prototipagem é fundamental para identificar problemas de design e desempenho, bem como antecipar possíveis defeitos que podem se desenvolver ao longo do tempo. Um programa de teste de uso final bem projetado inclui, por exemplo, testar o desempenho dos componentes de uma peça nas temperaturas previstas e nas condições ambientais de seu uso final. Detectar e resolver erros antes do início da produção também ajuda a manter os ciclos de produção curtos e acelera o tempo de colocação no mercado.

É vital que as ferramentas usadas para fabricar o molde sejam mantidas com tolerâncias precisas, o que ajuda a garantir que a pastilha seja colocada ou suspensa com precisão dentro do molde quando o material fundido entrar.

A maioria das moldagens por inserção é feita em uma prensa vertical porque é mais fácil carregar o hardware sem que ele saia do lugar. Se o volume de produção for alto o suficiente, pode valer a pena investir em um sistema robótico ou automatizado para carregar as pastilhas nos moldes, mas a maioria dos trabalhos de baixo a médio volume exige a colocação manual das pastilhas no molde. Isso aumenta o custo unitário e o tempo de trabalho, mas normalmente é a opção mais econômica para séries de produção desses tamanhos.

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A moldagem por inserção acaba com a complexidade da fixação de componentes para criar peças fortes sem a necessidade de montagem ou etapas secundárias que podem aumentar os custos de produção. Embora semelhante à sobremoldagem de várias maneiras, a moldagem por inserção é compatível com uma ampla gama de opções de materiais e aplicações de uso final - na verdade, é frequentemente usada para criar as caixas para dispositivos médicos críticos, como marca-passos e outros implantes.

Dito isto, a moldagem por inserção pode ser um negócio complicado. É por isso que a parceria com um parceiro de fabricação experiente como a Fast Radius é a maneira mais confiável de garantir que as peças atendam aos principais materiais, desempenho e limites de tolerância sem estender os prazos de produção ou gastar muito. Entre em contato conosco hoje para saber mais sobre nossos serviços de moldagem por insertos.

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