Comparación de métodos de moldeo de caucho: cómo se acumulan la compresión, la transferencia y la inyección

1. Comparación rápida: compresión, transferencia e inyección de un vistazo

Los tres procesos comienzan con la misma química -ñan vulcanización es una reticulación del caucho inducida por la presión y la temperatura a través de una cavidad de molde calentada, pero utilizan diferentes formas de hacerlo, con diferentes costos y tiempos. Estas son las principales compensaciones de ingeniería que más importan para una persona compradora en una comparación lado a lado.

2. Moldeo por compresión: cuando gana la simplicidad

El moldeo por compresión es, con diferencia, el más maduro de estos métodos de moldeo de caucho y el proceso más barato para trabajos de volumen bajo a medio. En este proceso, se coloca una preforma de caucho medida directamente en una cavidad de molde abierta y calentada. Luego, un molde se cierra, vulcanizando el elastómero mediante calor y presión, antes de abrirlo nuevamente y expulsar la pieza. Sin guías, sin bebederos y sin tornillo de inyección, razón por la cual las herramientas son tan económicas.

¿qué es el moldeo por compresión de caucho?

El moldeo por compresión de caucho es un proceso de conformación por termoestable en el que una cavidad de molde calentada cura una preforma de elastómero bajo presión directa, generalmente a 160-180°C y 50-200 bar (1.000-4.000 psi). A la velocidad típica de vulcanización, la reticulación de cadenas poliméricas establece la forma. El tiempo de finalización depende del espesor de la pared, la formulación y la forma de la cavidad, pero la mayoría de las piezas tienen una profundidad promedio de curado de menos de 10 mm en 3 a 8 minutos por disparo. Para piezas más gruesas, puede llevar entre 10 y 20 minutos, un límite estocástico que el moldeo por inyección puede evitar.

Para obtener una descripción detallada del proceso, Página de servicio de moldeo por compresión de caucho de Engelhardt describe en profundidad los cálculos de tonelaje y tamaño de platina y estimador de costos de moldeo por compresión le proporciona una cifra presupuestaria defendible antes de acercarse a un comprador.

3. Moldeo por transferencia: el proceso puente

Moldeo por transferencia puente de compresión e inyección en tiempo de ciclo, costo de herramientas, presión de cavidad y clase de tolerancia. Una preforma de caucho se asienta en un recipiente de transferencia encima del molde; un émbolo empuja el material calentado hacia abajo por los bebederos hacia las cavidades cerradas del molde, donde cura. Debido a que las cavidades se cierran antes de que llegue el caucho, el moldeo por transferencia se puede utilizar para insertos y secciones transversales delgadas muy delicadas que la compresión no puede funcionar de forma segura.

¿cuándo debo elegir el moldeo por transferencia en lugar de la compresión?

El moldeo por transferencia es ideal cuando una pieza requiere un inserto metálico sensible, un pasador eléctrico o un sello multimaterial en volúmenes demasiado bajos para soportar una herramienta de inyección. Lo típico es un sello compuesto “flotante” donde el caucho se une alrededor de un anillo metálico. Análisis de moldeo por transferencia de Apple Rubber establece que la presión de inyección más baja protege los insertos sensibles; otros en línea están de acuerdo. Rango de volumen de ventaja: 1.000 «20.000 partes por año.

El moldeo por transferencia es especialmente adecuado para unión caucho-metal porque el inserto precalentado se asienta en una cavidad cerrada mientras el elastómero fluye a su alrededor. Engelhardt's capacidades de moldeo por transferencia de caucho se especifican de forma rutinaria para estas piezas híbridas.

4. Moldeo por inyección: cuando la velocidad y la repetibilidad dan sus frutos

El moldeo por inyección en caucho es único entre los tres procesos que se construyen exclusivamente para soportar un rendimiento de producción de gran volumen. Un tornillo que se calienta y se acciona mediante un cilindro plastifica el material, ya sea caucho duro (HCR) o silicona (LSR), e inyecta cada pieza de caucho en varias cavidades a través de un sistema de canal. Los tiempos de ciclo son rápidos, la automatización es alta y se amplían fácilmente a cientos de miles por año. La desventaja es el gasto de procesamiento: requiere mucho más capital que la compresión y las series negras corren el riesgo de costos de herramientas de $5,000 a $100,000+.

HCR vs LSR: dos mundos dentro de un proceso

Moldeo por inyección HCR alimentado con compuestos de caucho sólido: EPDM, NBR, caucho natural, FKM, en forma de tiras, etc. Funciona en ciclos de 1 a 3 minutos. Las piezas proporcionan poco destello a través de la cavidad completamente cerrada. Moldeo por inyección LSR alimentado con silicona líquida de dos componentes, dosificada a través del cabezal mezclador estático. Los ciclos caen a 10 a 90 segundos dependiendo del espesor de pared y tamaño del producto. La producción es lo suficientemente limpia para las salas blancas ISO 13485 Clase 7. Y la pieza es precisamente repetible y el material muy biocompatible 'posiblemente impulsado por el dominio de LSR en aplicaciones médicas, de cuidado infantil y de calidad alimentaria

¿qué tan estrictas pueden ser las tolerancias en el moldeo por inyección de caucho?

El moldeo por inyección le permite alcanzar RMA A1 (alta precisión) si tiene la geometría adecuada, pero la mayoría de las piezas de producción permanecen en A2 (precisión) o A3 (comercial de supermercado). En general Tablas de tolerancia RMA establezca la precisión dimensional fija de A1 en ±0,004 mm para las características más pequeñas (rango de 0-0,4 mm) frente a 0,008 mm para A3. Gain-A1 son moldes mecanizados, control de proceso muy estricto y normalmente una pieza sin espesores de pared que varían rápidamente. Para la selección de materiales, el guía durómetro de material de caucho es un buen punto de partida.

“El moldeo por inyección LSR es perfecto para la producción de salas blancas médicas porque todos los ciclos son iguales y esa reproducibilidad nos permite verificar el proceso según ISO 13485 en lugar de tener problemas con la variación de un lote a otro”

Realmente vale la pena pensar en ese objetivo de tiempo de ciclo LSR: una toma LSR de 30 a 90 segundos contra una toma de compresión de 3 a 8 minutos es un factor de rendimiento de 6 a 10 veces para la misma huella de pieza. Si espera 200.000 sellos LSR al año, ninguna capacidad de presión de compresión se alcanzará. Línea de moldeo por inyección de caucho Engelhardt cubre HCR y LSR en una ubicación, con una separada artículo de decisión de silicona versus caucho para la selección de materiales antes de la elección del proceso.

5. La ecuación del costo: herramientas, tiempo del ciclo, desperdicio de material

El costo total de un programa de moldeo de caucho no es la herramienta. Es la herramienta iteslf más el costo del ciclo por parte durante la vida útil del programa. Las herramientas baratas en un proceso con ciclos largos cuestan mucho más que las herramientas costosas en un proceso con ciclos cortos una vez que crece la demanda de volumen. El volumen de equilibrio para que las matemáticas cambien es la figura más influyente a la hora de elegir un proceso sobre el otro.

Es realmente interesante señalar este punto de intervención de 50.000 a 100.000 partes. Análisis de compresión versus moldeo por inyección de Jiga muestra que no es peor que entre 50.000 y 100.000 piezas superar los moldes de compresión por inyección internos más baratos, mucho más cerca del número de 5.000 piezas que se ve a menudo en las copias de marketing. Estimador de costos de moldeo por inyección de Formlabs recorre las herramientas matemáticas con más detalle.

Para un número de trabajo sobre su geometría específica, el estimador de costos de herramientas para moldes de inyección de caucho y el estimador de costos de moldeo por compresión lo llevará al estadio antes de comprometerse con un proceso.

6. Tolerancia, acabado superficial y compensaciones de calidad

La mayor diferencia entre las tres opciones de moldeo de caucho está en la tolerancia. El Estándar MO-1 (2015) de la Asociación de Fabricantes de Caucho define cuatro clases para componentes de caucho moldeado; no todos los procesos podrán alcanzar cada uno. La afinidad con una clase particular tiene poco que ver con las afirmaciones de marketing y mucho con la cantidad de presión de las cavidades y la disciplina de mantenimiento de las cavidades que exige el proceso.

¿por qué los moldes de inyección cuestan más que los moldes de compresión?

Tres razones arraigadas en el diseño del molde. Primero, un molde de inyección tiene que albergar un conjunto de guías, guías, compuertas y circuitos de enfriamiento que un molde de compresión falla. En segundo lugar, la propia cavidad de inyección está mecanizada con tolerancias dimensionales más estrictas que heredará la pieza. En tercer lugar, la aleación de acero utilizada en los moldes de inyección de producción se mantiene en un pulido superficial más alto para estar lista para un ciclo de un millón sin degradación de la superficie. Resultado: una herramienta puede tener entre 2 y 10 veces el precio de una contraparte de compresión y las matemáticas funcionan sólo en volúmenes superiores al punto de cruce.

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  Verifique el volumen del flash después de 25 disparos antes de aprobar un nuevo molde de compresión. El flash que desaparece después de 100 ciclos es un síntoma de una prensa con un tono bajo, no una cavidad defectuosa

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  Verifique la ventilación de la cavidad antes de perseguir su tolerancia. El aire atrapado imita las variaciones dimensionales y es una de las falsas alarmas más comunes en el moldeo por transferencia

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  Echa un vistazo a al menos 3 tomas en un solo ciclo de una noticia de arranque en frío si utilizarás un proceso de caucho de alta consistencia. Verifique sus dimensiones con respecto al estado estable enfriado por agua en producción.

Para la planificación dimensional, el calculadora de tolerancia al moldeo por inyección maneja las matemáticas de geometría y el selector de compuestos elastómeros hace coincidir el compuesto con el entorno químico y de temperatura.

7. Marco de decisión de selección: proceso de comparación con el proyecto

Utilice la báscula como control de cordura, no el oráculo. Realice su número de pieza a través de las tres preguntas en orden. Cualquier proceso que surja es el lugar de inicio inicial correcto al cotizar, porque las restricciones de material a veces dominarán las restricciones de volumen, y los buenos socios de caucho seguramente le dirán cuándo es el caso.

Seis arquetipos típicos de componentes de caucho asignados a su proceso de caucho de costo total más bajo 1, la respuesta a la que llegaría un ingeniero de compras inteligente después de ejecutar los números.

Utilice el matriz de comparación de procesos de moldeo en el sitio web de Engelhardt para encontrar una versión interactiva de la lógica de decisión a continuación. Ingrese el volumen, inserte las necesidades y la clase de tolerancia para obtener una recomendación de proceso (herramientas aproximadas y estimaciones de ciclo).

8. Preguntas frecuentes