Quatro Fatores Críticos Frequentemente Ignorados no Design de Peças de Borracha

Produtos moldados de borracha são agora parte essencial de quase todas as indústrias. Estão em toda parte, da aviação a carros e até equipamentos domésticos. A razão não é difícil de entender. O processo de fabricação de peças de borracha (do design do molde de borracha ao processo de moldagem real) é mais barato que o processo de fabricação para outros tipos de materiais. Além disso, devido à elasticidade da borracha, as possibilidades de design de molde de borracha são quase ilimitadas. Daí seu uso generalizado ser facilmente compreendido.

Porém, apesar das inúmeras possibilidades de fabricação possíveis com borracha, isso não significa que todo processo de fabricação terá sucesso. Isso porque existem regras a seguir ao fazer o design do produto de borracha. Além disso, o design do molde de borracha é outro processo essencial que fabricantes devem prestar atenção. Se fizerem estes dois corretamente, o processo de produção está a caminho do sucesso.

Este artigo explicará as diferentes vantagens de aplicações e vantagens de peças de borracha, os diferentes processos de fabricação de peças de borracha, e os fatores que você nunca deve esquecer ao fazer o design do molde de borracha.

Quais são as Vantagens e Aplicações de Peças de Borracha?

Vantagens

Além da facilidade de manobrabilidade devido à sua elasticidade natural, muitas outras propriedades tornam a borracha favorita para fabricar peças. Estas incluem:

Baixo Custo de Produção

Como cliente, você vai querer minimizar o custo de produção o máximo possível. Com borracha como matéria-prima, é possível atingir este objetivo devido à facilidade de design e fabricação de produto de borracha. Embora não sejam tão baratas, a comparação de seus custos às funções que desempenham torna a produção ainda mais custo-efetiva. Porém, você só consegue isso quando o processo de produção é manuseado por veteranos de fabricação como a RapidDirect.

Manobrabilidade de Design

Assim como a borracha é elástica, o design de molde e produto de borracha retêm as mesmas propriedades. Existem muitas possibilidades para borracha devido aos diferentes métodos de moldagem e união que designers usam durante a fabricação de produtos de borracha. Você também pode encontrar métodos alternativos para atingir o mesmo objetivo de produto, o que significa que pode haver maneiras mais custo-efetivas de projetar e fabricar produtos de borracha. Trabalhando conosco na RapidDirect, podemos projetar com sucesso seus produtos de borracha personalizados com os métodos mais custo-efetivos.

Maior Durabilidade

Peças de metal e plástico podem tender a perder seu desempenho funcional, especialmente se usadas em máquinas com alta performance vibratória. Peças de borracha, especialmente se personalizadas, aguentam bastante pancada devido às suas propriedades naturais de amortecimento, o que as faz funcionar por muito mais tempo que suas contrapartes.

Aplicações

Para peças com tal resistência, durabilidade e elasticidade, é normal que tenham aplicações em várias indústrias. Com o uso crescente de múltiplos materiais na fabricação de peças, o uso de borracha na fabricação de peças tem visto aumento constante de popularidade. Algumas das indústrias mais populares onde profissionais usam produtos de borracha incluem:

Indústria Médica

Em uma indústria que precisa de equipamentos que podem penetrar o corpo humano sem causar dano, produtos de borracha facilmente atendem à tarefa. Com materiais como cateteres e diafragmas, o uso de borracha em equipamentos médicos é bastante amplo. Além deste equipamento sofisticado, fabricantes também usam borracha para fabricar equipamentos de uso geral como luvas, tubos, tampas de garrafas. Também, fabricantes usam borracha nas rodas de camas hospitalares que auxiliam no movimento fácil de pacientes. Estes produtos são todos produtos médicos essenciais usados para salvar vidas.

Indústria Elétrica

Primeiro, produtos de borracha são populares na indústria elétrica devido às suas propriedades isolantes. Devido à sua incapacidade de transmitir eletricidade, engenheiros e profissionais elétricos usam-nos para propósitos de proteção. Alguns exemplos populares incluem o isolador de pantógrafo, que profissionais elétricos usam em linhas de transmissão de alta potência. Como o nome implica, previne transmissão elétrica em atmosfera altamente carregada eletricamente. Outros incluem capas de silicone populares por seu uso em disjuntores. Profissionais elétricos às vezes se referem a eles como "o coração do disjuntor". Também temos juntas multi-via de barramento usadas em caixas de junção e invólucros.

Indústria Automobilística

A indústria automobilística poderia ser arguivelmente a que mais utiliza peças de borracha. De seu uso em sistemas de transferência de fluido a sistemas de transmissão e, claro, pneus de carro, automóveis têm muitas peças essenciais que usam peças de borracha. De fato, pesquisas mostram que 75% da borracha vai para fabricação de pneus. E também é fato conhecido que a indústria automobilística tem uso pesado para pneus. Algumas outras peças populares de automóveis que usam peças de borracha incluem sistemas antivibração automotivos, anéis O e selantes.

Tipos de Processos de Fabricação Usados na Fabricação de Produtos de Borracha

Como mencionado anteriormente, existem vários processos envolvidos no processo de fabricação de peças de borracha. Na maioria dos casos, o design do produto de borracha determina qual destes processos de fabricação será adequado para a produção da peça. Cada uma destas técnicas de produção tem suas vantagens, tornando-as especializadas para fabricar diferentes tipos de produtos de borracha. Entender completamente cada um destes processos ajuda a fazer a melhor escolha para qual usar em seu processo de produção em termos de custos, nível de tecnicidade envolvido e adequação com a produção em questão. Embora existam vários, discutiremos os processos populares que envolvem moldagem: moldagem por injeção, moldagem por transferência e moldagem por compressão.

Moldagem por Injeção

Isto é similar ao processo de moldagem por injeção de plástico. Porém, o processo de moldagem por injeção de borracha envolve muito mais aquecimento. O processo envolve o operador aquecendo o material até estado fluido. Então, injetam o material sob pressão da câmara de aquecimento através de uma série de canais (conhecidos como canais de alimentação ou corredores) no molde. A unidade de aquecimento e unidade de injeção também são dois componentes separados, cada um com seus próprios controles.

Um componente extrusor também pode servir como unidade de aquecimento neste processo. Contanto que designers e fabricantes acertem o design do molde e outros componentes do processo de usinagem, o processo de moldagem por injeção de borracha geralmente não leva muito tempo. Automação também é característica comum deste processo, o que acelera o tempo de entrega. Na RapidDirect, podemos lidar com todos os tipos de processos de moldagem por injeção independentemente dos materiais desejados.

Moldagem por Compressão

Este método é o mais antigo e também o menos intensivo em custo. Neste processo, a borracha bruta é formada em uma grande massa (conhecida como pré-forma). O operador então coloca esta pré-forma no molde e a aquece para curar e moldá-la. Agora, aqui é onde o design do molde para peças de borracha é fator importante. Devido à necessidade de cura, o tempo de aquecimento pode levar um tempo.

Porém, isso depende da espessura das paredes do molde. Portanto, o designer faz as paredes do molde de borracha proporcionais ao tempo de aquecimento desejado. Logo, o tempo de aquecimento pode variar de minutos (para paredes finas) a horas (para paredes grossas). Este método é adequado para produção usando matérias-primas com más propriedades de fluxo e alta viscosidade. Porém, o processo pode ser bastante demorado. Isoladores elétricos, selantes e pulseiras de silicone são exemplos de produtos de borracha feitos usando este processo de fabricação de peças de borracha.

Moldagem por Transferência

Este processo de fabricação de peças de borracha visa contrabalancear o longo tempo de aquecimento envolvido na moldagem por compressão. O processo também envolve usar uma pré-forma, que é carregada no molde e distribuída nas diferentes cavidades. Porém, antes da distribuição nas cavidades, a borracha passa por algum pré-aquecimento. Este processo reduz o tempo de cura da borracha e aumenta suas propriedades de fluxo, permitindo que preencha as cavidades facilmente. Porém, os moldes aqui são os mais caros e complexos. Logo, o design do molde de borracha aqui deve ser manuseado apenas por especialistas.

Na RapidDirect, nos especializamos em diferentes tipos de processos de moldagem; logo, seu design de molde de borracha e fabricação de produto de borracha são garantidos de sucesso.

Cada processo de fabricação de peças de borracha é adequado para fabricar diferentes peças de borracha. Portanto, ter bom entendimento de cada um ajudará a decidir qual é a melhor opção para sua produção de peças.

Fatores Que Você Nunca Deve Ignorar ao Projetar Peças de Borracha

Um erro que um engenheiro nunca deve cometer ao fabricar uma peça de borracha moldada personalizada é usar peças abaixo do padrão. Embora isso pareça ter custo menor no curto prazo, acaba gastando mais que o custo orçado. Porém, quando você usa boas peças, elas melhoram a longevidade e desempenho funcional da peça de borracha. Porém, o tipo de peças usadas nem importaria se o design não for de primeira. Portanto, isso mostra o quão importante é o design tanto do molde para peças de borracha quanto do produto em um processo de fabricação de peças de borracha (ou qualquer tipo de peça).

Abaixo estão alguns fatores que você nunca deve esquecer ao projetar uma peça de borracha:

1. Lista de Verificação de Perguntas

Ao projetar uma peça de borracha, existem algumas perguntas essenciais que você deve responder para saber a melhor maneira de projetar e fabricar o produto. Estas perguntas incluem:

1. Qual a função da peça?

Em peças de borracha, suas funções podem incluir absorver energia vibratória, vedar um recipiente de fluido (logo deve ser impermeável ao fluido), servir como mecanismo de passagem para o fluido, ou fornecer suporte estrutural. Estes são apenas alguns exemplos das funções de peças de borracha.

2. Quais propriedades a peça deve ter?

As propriedades desejadas das peças de borracha são bastante importantes ao determinar os materiais a usar e como estruturar as peças. Exemplos de propriedades desejadas em peças de borracha incluem resistência a mudanças em propriedades físicas na presença de fluidos ou calor ou a capacidade de alongar sem perder sua propriedade elástica.

3. Qual o ambiente em que a peça funcionará?

O ambiente em que a peça de borracha funcionará também determinará como o designer estruturará a peça. Alguns exemplos de ambientes onde fabricantes usam peças de borracha incluem luz solar, áreas úmidas, solventes químicos, em áreas de tensão dinâmica onde a peça poderia enfrentar deformação.

Após responder estas perguntas, você deve ter uma visão clara da função da peça de borracha e como a peça alcançará esta função. Também, observações finais sobre a estrutura da peça serão feitas neste estágio.

2. Seleção de Material Elástico

Após responder as perguntas, a próxima parte é escolher o material a usar para a peça. Este é outro aspecto importante pois o material usado irá longe em determinar o quanto a peça pode cumprir suas funções. Escolher o melhor material para qualquer produção de peça significa que você terá que encontrar um material adequado para a função pretendida, não muito caro, e com longevidade.

Na maioria dos casos, uma vez que você respondeu as perguntas acima, deve ser capaz de identificar o material que cumprirá a função pretendida. Porém, se você ainda está indeciso sobre os materiais perfeitos a usar, aqui estão alguns fatores a considerar:

• Exposição da borracha à luz ultravioleta e solar, que pode decompô-la.
• Presença de gás ozônio de fontes naturais ou artificiais (ex: motores elétricos). Ozônio é contaminante que tem efeitos adversos na borracha.
• Probabilidade da peça de borracha ser exposta ao corpo humano direta ou indiretamente. Deve considerar o período de contato.
• Os fluidos (primários ou secundários) aos quais a peça de borracha será exposta.
• A capacidade do material manter sua integridade e desempenho funcional em temperaturas extremas.

Dureza do Material Elástico

Materiais elásticos têm uma escala para seu nível de dureza variando de Shore A (borrachas termofixas) a Shore D (borrachas termoplásticas). Cada escala também tem suas classificações, ex: Fabricantes classificam a escala Shore A de 20 Shore A a 90 Shore A. Materiais comumente usados no processo de fabricação de peças de borracha variam de 50 Shore A a 80 Shore A.

Embora a dureza usada para um projeto particular dependa da aplicação da peça, existem algumas dificuldades quanto ao uso de alguns materiais. Por exemplo, existem dificuldades significativas quando fabricantes tentam usar materiais de borracha muito moles (<30 Shore A) ou muito duros (>80 Shore A) para fabricação de peças com reentrâncias profundas ou geometria complexa. Aqui estão algumas sugestões sobre aplicações de materiais:

• Se sua peça de borracha será exposta a extremos de temperatura maiores que 150 °C em ambiente industrial, um fluoroelastômero é boa escolha de material.
• Borracha nitrílica é excelente escolha para aplicações de uso geral.
• Se sua peça de borracha terá aplicações médicas e precisa manter alto nível de exigência, borracha de silicone será a melhor escolha.

3. Projetando Cantos e Arestas

No design de produto de borracha, cantos agudos são geralmente inaceitáveis. Na maioria dos casos, designers arredondam o canto com raio >0,05 polegadas. A razão é que cantos tornam o design e construção do molde de borracha desnecessariamente difíceis. Isso também aumenta o custo de fabricação do molde, aumentando o preço da peça de borracha. Além do aumento no custo de produção, também pode aumentar a possibilidade de alguns defeitos de peças ocorrerem.

Porém, é exatamente o oposto para arestas de peças de borracha. Operadores geralmente preferem arestas de peças de borracha afiadas, especialmente quando intersectam com linha de separação. Isso simplifica o design e construção do molde de borracha. As figuras abaixo mostram como cantos e arestas ideais devem parecer.

• Cantos devem parecer arredondados quando vistos de cima

• Arestas devem parecer quadradas quando vistas de lado

4. Reentrâncias (Undercuts)

Uma reentrância é uma característica de uma peça que projeta no corpo principal da peça. Um problema com reentrâncias é que elas não devem projetar muito profundo na peça. Se isso acontece, a peça fica realmente difícil de remover do molde. Em casos de peças de borracha que precisam destes tipos de reentrâncias para sua funcionalidade, designers devem fazer o design do molde de borracha de forma que o molde abra tanto vertical quanto horizontalmente. Então, ao remover a peça deste tipo de molde, a peça sai mais facilmente. Isso porque a placa central puxa para cima enquanto os lados deslizam para fora. Porém, o design e usinagem destes tipos de moldes de borracha são mais caros.

Conclusão

Embora peças de borracha possam fornecer muito desempenho estrutural por custos relativamente menores, é essencial que sejam projetadas corretamente. O design do molde e da peça de borracha deve ser de primeira se a peça de borracha vai viver até suas funções esperadas. É por isso que você não pode terceirizar seu design de molde de borracha para qualquer um. Você precisa do melhor dos melhores. E é isso que a RapidDirect oferece.

Com anos de experiência em fabricação de peças de borracha, podemos assegurar os melhores serviços no design do molde para peças de borracha e usinagem das próprias peças de borracha. Além disso, verificaremos seu design de molde proposto quanto à viabilidade de fabricação enquanto fornecemos opções custo-efetivas para torná-lo ainda melhor. Para ter uma amostra de nossos excelentes serviços, clique no link abaixo. Estaremos esperando!