O básico, os métodos e a tendência da sobremoldagem

A sobremoldagem é atualmente um dos métodos de ferramentaria rápida mais populares e avançados, oferecendo um potencial significativo para custos de produção, tempos de ciclo e novas possibilidades de design para fabricação de produtos. Graças às vantagens de design diversificado dos produtos de moldagem 2K, tem sido amplamente utilizado em telefones celulares, fabricação de canetas, automóveis, eletrodomésticos, ferramentas manuais e commodities, etc.

Este artigo apresenta principalmente o desenvolvimento e a tendência da tecnologia de sobremoldagem e, especialmente, apresenta como realizar a fabricação de protótipos de pequenos lotes no estágio de desenvolvimento de produtos para peças de sobremoldagem 2K.

O que é sobremoldagem?

A sobremoldagem é o processo de moldagem por injeção onde se cria uma única peça combinando dois ou mais materiais diferentes. O primeiro material é geralmente referido como o material substrato, cujas partes ou totalmente cobertas por materiais subsequentes (materiais sobremoldados).

A sobremoldagem por injeção foi usada pela primeira vez para embelezar a aparência de bens de consumo, agora bastante populares. A tecnologia é usada em uma variedade de aplicações e pode até ser usada para melhorar a funcionalidade do produto, como melhoria da resistência química, proporcionando isolamento elétrico, aderência duradoura, toque mais suave, mais suave, etc.

Existem basicamente 2 tipos diferentes de processo de fabricação de produtos sobremoldados.

a. Sobremoldagem de material macio sobremoldagem de material duro :Os materiais comuns na moldagem por injeção múltipla são o elastômero termoplástico (TPE), que é usado no material do substrato (como ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno), PC, PC/ABS, PA e SAN). O TPE comumente usado é SEBS, TPE-V, TPE-U, TPE-E e TPE-A. Esses produtos de “revestimento macio” têm funcionalidade aprimorada, como isolamento, resistência química, melhor ergonomia, melhor manuseio, aderência e estética superior.

b. Material duro sobremoldagem de material duro :Outra aplicação é os materiais de sobremoldagem secundários também são de plástico rígido. Por exemplo, plástico moldado rígido com inserto de metal ou plástico moldado rígido transparente com partes não transparentes. Normalmente, a taxa de defeitos da produção de moldagem por injeção transparente 2K é muito alta causará grandes desafios ao processo de controle.

Tipos de processo de sobremoldagem:moldagem de 2 K e moldagem de dois tiros

Moldagem por injeção de 2K (duas cores) (formado por dois componentes) tem um processo de duas etapas, o que significa que transformar uma injeção de material em produtos na máquina de moldagem por injeção 2K e depois na máquina 2K virando o molde e saltando para outra nota no tubo plástico da cavidade do molde correspondente. A peça é usada como insertos, injeção em outro material para formar na integração de produtos de material duplo. A máquina de moldagem por injeção é o cilindro duplo ou a cavidade do molde duplo, o processo de moldagem por injeção está liberando dois tipos de produtos de material ao mesmo tempo de produção. Enquanto isso, o produto feito é usado como inserções que serão inseridas.

Outra é a moldagem por injeção de dois tiros , o que significa que ele faz uma peça de material em uma máquina de moldagem por injeção e a peça de material como uma inserção em outro molde e, em seguida, injeta o segundo material. Moldagem por inserção (o nome da indústria é embalagem, moldagem por injeção secundária):durante a moldagem por inserção, ela é feita primeiro como uma peça rígida (geralmente é uma peça de plástico duro) e incorporada na cavidade do molde. A seguir, o TPE é usado para injetar a moldagem neste componente e o produto completo é finalmente obtido. Equipamentos convencionais de moldagem por injeção podem ser usados ​​para moldagem por inserção. A colocação de peças rígidas pode ser feita por braços manuais ou mecânicos. Normalmente, os componentes metálicos revestidos só podem ser utilizados desta forma.

A força de união das peças sobremoldadas

Método físico: por design de fivela, rolo de superfície, rosqueamento de superfície e, em seguida, o segundo tipo de material para alcançar t embalagem moldada diretamente (cobertura). A característica da união de materiais puramente por este método é que a junta física tem forte adesão, enquanto a junta física tem pouca adesão externa.

Método químico: unir os dois materiais pela afinidade molecular entre dois materiais e pela força de ligação do produto químico para formar uma única parte, duas ou mais.

Embora os métodos de fixação física e colagem sejam frequentemente usados ​​juntos em aplicações práticas, é óbvio que realizar a colagem entre os dois materiais é um método mais confiável e flexível. Esta forte ligação química consiste na solubilidade mútua, penetração, penetração e emaranhamento de moléculas ou cadeias moleculares.

Quatro tipos de sobremoldagem

Existem quatro tipos comuns de sobremoldagem disponíveis.

• Plástico sobre plástico – O substrato e o plástico derramado sobre o substrato são ambos plásticos. O material dos componentes plásticos deve ter o mesmo ponto de fusão ou similar.
• Plástico sobre Metal – O substrato é metal. Uma peça de metal, usinada em CNC, fundida ou forjada, é colocada primeiro no molde e, em seguida, o plástico é moldado sobre a peça de metal. Você sabia que poderia moldar inserções de metal dentro de peças plásticas?
• Elastômero sobre Plástico – O substrato deve ser de plástico rígido. Os elastômeros podem ser materiais macios, como borracha e poliuretano.
• Elastômero sobre Metal – O substrato é metal. Uma peça de metal, usinada em CNC, fundida ou forjada, é colocada primeiro no molde e, em seguida, o elastômero é moldado sobre a alça

No entanto, nem todos os materiais podem ser sobremoldados. Por exemplo, se você quiser fazer apenas alguns protótipos, dificilmente encontraremos elastômeros transparentes que possam ser moldados com o próprio material ou outros tipos de resinas.

Como produzir os melhores produtos de sobremoldagem?

1. Opção de material:existem principalmente 3 fatores principais que afetam a ligação em nível molecular do material TPE/plástico rígido.

1) A polaridade do material TPE é semelhante à do plástico duro (caso contrário, não seria mutuamente solúvel ou permeável e penetrante no estado de fusão);

2) A tensão superficial do material TPE é menor do que a do plástico rígido (caso contrário, o TPE fundido não pode ser espalhado na superfície do inserto de plástico rígido);

3) Quando o TPE fundido flui ao longo da superfície do plástico rígido para dentro da cavidade do molde, o calor é liberado durante o processo de resfriamento, o que pode derreter rápida e efetivamente a superfície do plástico rígido para formar uma fina camada interpenetrante.

2. O guia de referência de 7 valores do processo de sobremoldagem

1) A moldagem 2K é melhor do que o efeito de moldagem de dois tiros (moldagem de vários tiros).

Vantagens do molde 2K: O primeiro tiro de moldagem por injeção de plástico duro ainda está quente e, em seguida, entra imediatamente na segunda cavidade da máquina de moldagem por injeção 2K. Uma vez que não há absorção de umidade durante o processo de transferência; por um lado, é fácil ser ablado pelo TPE fundido de alta temperatura na superfície para produzir uma camada ultrafina e, por outro lado, não há efeito de adsorção de vapor de água na superfície.

2) Escolha uma temperatura mais alta do barril de alimentação (fusão) tanto quanto possível dentro da faixa permitida de material TPE, caso contrário, o TPE não teria calor suficiente para ablar a superfície do material plástico rígido.

3) Ao sobremoldar o segundo tiro, a cavidade do molde de plástico rígido deve adotar a alta temperatura do molde para fornecer energia térmica. Quando os plásticos duros atingem uma alta temperatura, o TPE fundido de alta temperatura resfria lentamente para que tenha calor e tempo suficientes para remover o plástico duro para formar uma camada insolúvel e ultrafina.

4) Na segunda etapa da sobremoldagem, o TPE fundido deve ser ejetado com alta velocidade de disparo o mais rápido possível, sob a premissa de não haver borda de vôo de TPE.

uma. Com velocidade de disparo rápida, o TPE fundido tem um tempo de espalhamento curto na superfície do plástico rígido e um tempo mais longo para ablar a superfície do plástico rígido durante o ciclo de moldagem.

b. O atrito entre o TPE e a superfície de plástico rígido leva ao atrito e à geração de calor. Assim, a temperatura do TPE fundido também esfria lentamente, com mais tempo para contato e ablação da superfície de plástico rígido.

c. Devido à velocidade de disparo rápida, a viscosidade da maioria dos materiais TPE fundidos é cisalhada ao se tornar fina, o que leva a uma diminuição da tensão superficial que é propícia ao espalhamento na superfície de plástico rígido.

5) Evite a absorção de umidade ou manchas na superfície de plástico rígido, especialmente na moldagem de dois tiros. Em certos casos, por meio do processo de transferência, é mais provável que isso ocorra.

6) Nylon 66, a absorção de umidade da superfície leva à formação e adsorção de moléculas de água para formar ligações de hidrogênio, o TPE não pode efetivamente formar ligações intermoleculares com as moléculas de superfície de plástico duro e a força de ligação natural diminui. O TPE de plástico rígido de polaridade revestido certamente também é uma fórmula de polaridade, não presta atenção à prova de umidade, afeta o efeito de coesão ao mesmo tempo.

7) Preste atenção ao problema do cilindro de lavagem no estágio inicial da máquina de teste

uma. Anteriormente revestido com PVC

b. Anteriormente era uma máquina que produzia borracha dura

Três benefícios da sobremoldagem

Existem três razões principais para usar sobremoldagem para o seu projeto.

Melhor estética

Se você deseja criar uma peça plástica que tenha várias cores ou vários tipos de acabamentos de superfície, a sobremoldagem é um processo ideal. Diferentes componentes coloridos ou texturizados podem ser moldados uns com os outros e formar uma peça com cores e acabamentos perfeitamente conectados. Por exemplo, uma peça de resina transparente pode ser sobremoldada com uma peça de resina preta para formar uma lente automotiva; e as inserções de metal sobremoldadas com plástico parecem melhores do que as inserções que são colocadas manualmente dentro das peças de plástico.

Melhor montagem

Dois ou mais componentes moldados juntos se encaixam melhor do que dois componentes são feitos separadamente e depois montados, pois, durante o processo de sobremoldagem, o plástico que é adicionado sobre o substrato é derretido e depois curado no substrato, criando assim uma montagem mais sólida .

Mais fácil de usar

O uso de elastômeros como borracha ou poliuretano sobre uma peça de plástico rígido ou metal torna mais agradável para os usuários finais. As peças de metal e plástico duro não são muito agradáveis ​​à mão humana, adicionar uma camada macia em plástico duro ou peças de metal pode suavizar a textura das peças e assim tornar as peças mais fáceis de usar.

Três métodos para implementar um protótipo de produto de sobremoldagem

Devido à estrutura complexa dos moldes de injeção 2K, o processo de desenvolvimento do produto necessita de um ciclo mais longo e de maior custo. se fizermos apenas um ou vários conjuntos de protótipos na fase de desenvolvimento do produto, precisamos passar por moldagem por injeção de 2K ou moldagem por injeção de dois tiros? Aqui estão as abordagens de guia amplamente utilizadas em nosso serviço de prototipagem rápida da seguinte forma:

Tecnologia de impressão 1.3D

As impressoras 3D FDM de duas cores já existem há muito tempo. De um modo geral, a impressão 3D é equipada com dois aspersores para imprimir materiais de cores diferentes para realizar o modelo de mistura de duas cores. No entanto, ainda existem grandes limitações na seleção de materiais. Algumas impressoras 3D, embora sejam capazes de imprimir peças transparentes multicoloridas, têm uma construção áspera, baixa resolução, textura ruim e podem até ser descritas como “pixeladas”. Portanto, ainda há um longo caminho a percorrer para a impressão 3D com recursos policromáticos e protótipos de aparência.

2. Sobremoldagem de ferramenta de silicone

A fundição de uretano é um método comum para prototipagem de pequenos lotes. E tem uma vantagem proeminente para a produção de protótipos de sobremoldagem.

A peça de fundição de ferramenta de silicone pode corresponder com precisão às especificações dos clientes, não importa o que se refere à cor, textura e acabamento brilhante, moldagem por inserção e sobremoldagem, ou mesmo opticamente transparente. É ótimo para a produção experimental de peças com estruturas de processo complexas podem sair diretamente do molde, facilitando assim a saída da peça do molde, ignorando a necessidade de projetar o ângulo de inclinação,  fornecendo uma tolerância de usinagem padrão em ± 0,15 mm/100 mm , com a mais alta precisão capaz de atingir ± 0,05 mm. a estrutura complexa pode ser diretamente fora do molde.

Além disso, a seleção de materiais também é abundante, com vários materiais para facilitar a criação de peças fundidas em uretano. Materiais com certas propriedades são semelhantes aos plásticos de grau de produção, como ABS, PMMA, PC, PP, PA, borracha macia e incluem resistência a impactos, alta temperatura (120 ℃) ​​ou resistência ao fogo (UL94-V0).

Fabricação de moldes: O processo de sobremoldagem de ferramentas de silicone inclui principalmente a fabricação de moldes mestres, fabricação de moldes de silicone e fundição a vácuo. Usando molde de silicone, podemos fazer muitos tipos de produtos de sobremoldagem, como plástico rígido moldado em borracha, plástico rígido moldado em plástico rígido e plástico não transparente moldado em excesso transparente.

Controle de processo: a localização do portão e o design do orifício de ventilação do molde de silicone é uma grande dificuldade na fabricação do molde de sobremoldagem de silicone. Primeiro, a comporta deve ser posicionada longe da superfície de aparência do produto, e é necessária fluidez suficiente para permitir que o material encha o molde. Em segundo lugar, a posição e a quantidade de saídas de ar muitas vezes precisam ser ajustadas várias vezes, especialmente quando a parte transparente é feita, o ar ruim produzirá defeitos de aparência óbvios. Finalmente, a retração dos dois materiais e a deformação durante a cura secundária.

3. Usinagem CNC + tratamento de superfície

Normalmente, os protótipos de usinagem CNC 2K exigirão muito pós-processamento para obter a combinação de duas cores ou várias cores.

Suas características são velocidade rápida, com alta precisão dimensional e qualidade de aparência. A opção de materiais de sobremoldagem é ampla, quase todos os plásticos de engenharia e materiais metálicos podem ser processados. Após o polimento e outros tratamentos de superfície, o efeito de produção pode ser comparável ou até maior do que o produto moldado por injeção.

Por enquanto, a fabricação de protótipos de produtos de sobremoldagem ainda é dominada pelo CNC. Claro, o molde de silicone também fez grandes progressos. Normalmente, o processamento do protótipo de sobremoldagem é realizado combinando métodos de sobremoldagem CNC e ferramenta de silicone.

Novos avanços na tecnologia de sobremoldagem

Através da observação das importantes exposições internacionais nos últimos anos, os fabricantes europeus e americanos no campo da moldagem por injeção multicolorida foram promovidos à apresentação “combinada” de várias tecnologias básicas de moldagem. Exceto para os produtos tradicionais multicoloridos, como faróis de automóveis, painel de ar condicionado, moldura de TV, etc., uma nova aplicação, como etiqueta interna moldada em duas cores (IML), formação de duas cores dentro da composição do molde (IMA) , StackMold, 2K+IML+IMA+Stack Mold, moldagem de duas cores e injeção interlayer, todos esses novos AP podem ser alcançados por apenas uma máquina de injeção.

Como resultado, a tecnologia de moldagem por injeção multicolorida está recebendo cada vez mais atenção. O que precisamos não apenas apresentar a tecnologia multicolorida, mas também combiná-la com outras tecnologias para criar frutos de maior eficiência, ou seja, a indústria deve desafiar a meta na próxima etapa.

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