Otimizando Design de Undercut para Injeção Bem-Sucedida

Injeção de undercut é um processo usado para criar peças com formas e recursos complexos que impedem a remoção da peça do molde sem qualquer dano. Recursos de undercut em injeção geralmente aumentam a complexidade geral de qualquer design e custos associados. Por essas razões, é melhor evitá-los sempre que possível.

Neste artigo, exploraremos em detalhes quando os undercuts ocorrerão na injeção e vários métodos usados para criar undercuts.

Quais Situações Tornam a Injeção de Undercut Necessária?

Existem muitos cenários onde a injeção de undercut se torna necessária, mas aqui estão alguns comuns.

1. Inserts Personalizados

Usando o processo de injeção de undercut, você pode criar inserts personalizados que se encaixam em peças maiores. Maquinistas frequentemente usam este tipo de insert em dispositivos médicos ou produtos que precisam de um encaixe exato. Você também pode usar inserts de undercut como alternativa a parafusos ou rebites ao anexar duas peças.

2. Furos Laterais

Injeção de undercut pode criar furos laterais que são difíceis de produzir usando métodos tradicionais. Maquinistas frequentemente usam furos laterais para montar componentes ou anexá-los a outros equipamentos. Você também pode usá-los para fins estéticos, como adicionar um elemento de design ou ventilar calor dentro do produto.

3. Roscas Verticais

Roscas verticais são outro uso comum para injeção de undercut. Essas roscas são comumente encontradas em parafusos e parafusos, mas você também pode usá-las como parte de uma montagem onde múltiplas peças precisam rosquear juntas para funcionar corretamente como uma unidade.

4. Conexões de Barbante (Barb Fittings)

No caso de conexões de barbante, as peças masculinas precisam ser undercut para formar um lábio, segurando a parte de acoplamento fêmea da conexão de barbante.

5. Recursos de Encaixe (Interlocking Features)

Se você está projetando um recurso de encaixe, como língua e ranhura, você deve fazer undercut em um lado da língua para poder acoplar o lado com a ranhura em outra.

Desafios Enfrentados com Undercuts na Injeção

Os principais desafios da injeção de undercut resultam do design, escolha de materiais e requisitos estéticos da peça usinada.

1. Falta de Ângulo de Saída (Draft)

Quanto mais complicado o arranjo, mais problemas você encontrará com o design de undercut. Tudo começa aí. Seria melhor controlar ângulos de saída, ângulos de cavidade e outros ângulos complexos para o maior desempenho. Para reduzir a possibilidade de quaisquer dificuldades no processo de ejeção, você deve fazer o revestimento na carga manual da substância adequada.

2. Dificuldade em Remover Materiais do Molde

Pode ser difícil incluir características de undercut em alguns materiais. Por exemplo, alguns materiais, incluindo plásticos com enchimento de vidro, são mais desafiadores para remover do molde. De acordo com a regra geral, quanto mais duro o material, mais dificuldades você terá em extraí-lo. Portanto, use o máximo de ângulo de saída possível ao empregar esses materiais mais duros. Além disso, a solução que você pode empregar para maximizar sua moldagem de undercut depende da flexibilidade e elasticidade geral do material.

3. Consideração Estética

As demandas estéticas do projeto podem fornecer outro obstáculo significativo. Por exemplo, a opção de design de undercut que você pode empregar terá certas restrições se você trabalhar com um componente onde não quer uma linha de separação perceptível em peças injetadas ou qualquer outra preocupação estética. Você consequentemente terá que lidar com dificuldades extras.

Diferentes Maneiras de Usar Undercut com Sucesso em Peças Moldadas

Sucesso com undercuts necessita pequenas alterações no molde e um alto nível de competência. Alguns dos designs que podem ajudar a minimizar defeitos e desgaste do molde incluem o seguinte.

1. Usar Inserts Carregados Manualmente (Hand-Loaded Inserts)

Maquinistas empregam inserts carregados manualmente quando é necessário incluir um undercut na usinagem para recursos desafiadores como um lábio com ângulo agudo. Eles também são úteis quando um recurso adicional como um furo mal colocado torna impossível usar uma solução padrão como um bumpoff.

Para fazer uso de um insert carregado manualmente, o operador insere uma ou mais peças de metal no molde antes de injetar o plástico. O número e posição das peças dependem de quantos undercuts a peça usinada precisa. Essas peças de metal efetivamente criam uma cavidade pois impedem o plástico de fluir para os espaços que ocupam.

Uma vez que o operador abre o molde após o item ter sido criado, eles têm que recuperar o insert carregado manualmente fisicamente. A desvantagem é que aumenta o custo e tempo de ciclo da injeção pois o operador deve carregar e descarregar cada cavidade individualmente.

2. Posicionamento da Linha de Separação (Part Lines Placement)

Mover a linha de separação do molde para sobrepor um undercut é às vezes a maneira mais simples de lidar com undercuts. A razão é que quando o recurso é dividido ao meio pela linha de separação, o operador pode liberar o componente do molde sem precisar de um undercut. Maquinistas podem fazer zigue-zague na linha de separação usando seu método para alinhar com diferentes recursos, eliminando a necessidade de undercuts. Existem, no entanto, limitações para este método. Estas variam da geometria e das propriedades de fluxo do plástico.

3. Bumpoffs de Inserção (Insert Bumpoffs)

Bumpoffs são uma boa escolha quando trabalhando com tecidos flexíveis e elásticos. O processo difere apenas da injeção padrão pela adição de um único insert. O operador remove este insert primeiro após a conclusão do procedimento. O vácuo que ele deixa para trás dá ao componente algum "espaço para manobra". Uma vez removido o insert, eles podem tirar a peça do molde. O "espaço para manobra" permite que o maquinista dobre levemente a peça enquanto a tira do molde, mesmo com a presença do undercut.

Embora bumpoffs possam parecer relativamente simples do lado de fora, usá-los necessita consideração cuidadosa de várias coisas. Primeiro, a peça deve ser elástica o suficiente para não quebrar quando o operador da máquina a dobra. Além disso, o operador deve garantir que o ângulo de ataque varia de 30 a 40 graus.

4. Ações Laterais (Side Actions)

Em casos onde ter um undercut é inevitável, um recurso de ação lateral pode ajudar a manter a peça funcional. Um núcleo de ação lateral é um insert que é introduzido antes do plástico ser injetado no molde. Quando o operador injeta o material no molde, ele não pode preencher o volume ocupado por este insert. O maquinista então desliza o insert para fora após a conclusão da moldagem.

No entanto, diferentemente do caso com bumpoffs onde o maquinista remove o insert antes da peça, eles removem os núcleos de ação lateral após tirar a peça. Ações laterais também funcionam melhor com materiais rígidos que não aderem facilmente à superfície do molde. Uma desvantagem das ações laterais é que cada insert tem que ser especificamente projetado, tornando o procedimento mais complexo.

5. Fazer Uso de Shutoffs (Fechamentos Deslizantes)

Maquinistas usam shutoffs deslizantes quando um recurso, como um gancho saindo do lado de uma moldagem, não pode ser facilmente feito por outro método. Você insere um cutoff deslizante através do furo na parede do componente principal para produzir o undercut e o gancho. A outra metade do molde criará o recurso de gancho restante.

O problema com shutoffs deslizantes é que eles devem ser extremamente apertados. Isso é porque você não pode permitir que o plástico se desenvolva além da forma do recurso se você precisar usá-los como duas seções de acoplamento de uma ferramenta. Se não, causará atrito substancial sempre que você abrir e fechar a ferramenta.

Além disso, você deve fazer ângulo de saída em cada uma dessas superfícies por cerca de três graus para prevenir dano ao molde, o que rapidamente resultaria em peças moldadas com acabamento inaceitável. Isso é necessário porque o contato metal-metal completo não ocorrerá até que o molde esteja totalmente fechado e um selo mecânico se forme entre as duas faces.

Aplicações de Undercut na Injeção

Injeção de undercut é amplamente usada em numerosos setores devido à sua capacidade de produzir produtos com características de undercut. Selecionamos alguns destes setores e explicamos abaixo.

Eletrônicos de Consumo

Nesta aplicação, usamos outros métodos para formar recursos como botões e flanges que são difíceis de alcançar. Undercuts também são usados para criar cavidades para componentes eletrônicos em eletrônicos de consumo como telefones celulares e laptops.

Dispositivos Médicos

Usando outros métodos como injeção ou usinagem, você pode usar undercuts para criar geometrias complexas que não pode fabricar facilmente. Em dispositivos médicos como seringas e cateteres, undercuts criam ranhuras ao longo de seu comprimento, permitindo que funcionem corretamente.

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Conclusão

Existem numerosas razões para utilizar undercuts no seu processo de design. Primeiro, identificar a moldabilidade dos seus componentes é vital ao projetar qualquer peça para Injeção. Seja um design de parede reta ou um undercut, você deve construir a geometria para especificações precisas para permitir que o plástico flua corretamente e produza uma peça com defeitos mínimos.

FAQ

O que são undercuts na injeção?

Um undercut na moldagem é uma depressão ou projeção em uma forma que impede que ela seja retirada de um molde de uma peça. Undercuts em componentes moldados impedem a peça de ser descarregada diretamente de uma máquina de injeção. Eles podem ser undercuts internos ou externos, com undercuts externos no exterior do componente e undercuts internos no interior.

O que é o processo de undercut?

Ao extrair o componente do molde, você precisa de alguns mecanismos para ajustar a porção do molde que toca o undercut para tirar a peça do molde já que a peça não é diretamente destacável sem o dispositivo. Este é o procedimento de Undercut.

O que é uma "linha de separação" na injeção?

A linha de separação denota a direção da linha de extração do molde ou o ponto em que o maquinista separa as duas metades do molde sem causar dano à peça. A linha de separação geralmente é no centro da peça. No entanto, isso muda dependendo da forma da peça.