Qu’est-ce que la liaison mécanique ?
Le mois dernier, un client nous a envoyé une pièce défectueuse. La poignée en TPE s'est détachée de la poignée en PP après trois semaines dans les rayons des magasins de détail. Leur ancien fournisseur de pièces de moulage par injection leur avait dit que le PP et le TPE adhéreraient bien. Ils ne l'ont pas fait.
Le PP et le TPE ne se lient pas chimiquement. Je ne l'ai jamais fait. Les molécules n'interagissent pas. Vous ne pouvez pas résoudre ce problème avec les paramètres de processus ou les qualités des matériaux. La seule façon de les maintenir ensemble est la liaison mécanique-caractéristiques physiques qui emprisonnent un matériau dans l'autre.
C'est ce qui manquait dans leur conception. Pas de-trous traversants. Pas de contre-dépouilles. Juste du TPE posé sur du PP, retenu par rien.
Comment nous l'avons résolu
Nous avons ajouté des trous traversants de 2,8 mm-sur des centres de 12 mm sur toute la longueur de la poignée. Le TPE coule à travers lors du deuxième tir et les champignons sur la face arrière. Maintenant, c'est ancré. Le test de traction est passé de4N (essentiellement rien)à35N. La partie a subi un vieillissement accéléré. Problème résolu.
La modification du moule leur a coûté 3 200 $ et deux semaines. Si l’outil original avait été conçu correctement, cela aurait été nul.
La question de la chimie
Certaines paires de matériaux se lient chimiquement. Le TPE sur l'ABS fonctionne. Le TPE sur PC fonctionne. Les chaînes polymères interagissent effectivement à l’interface et forment une véritable connexion. Aucune fonctionnalité mécanique n’est nécessaire, même si de nombreuses personnes les ajoutent quand même à titre d’assurance.
Mais les PP, PE, POM, PA- ne conviennent pas à la plupart des matériaux de surmoulage. Vérifiez le tableau de compatibilité de votre fournisseur de TPE. S'il est écrit « non » ou « liaison mécanique requise », croyez-le. Des clients nous ont contesté à ce sujet. Les documents ne se soucient pas des opinions.
Voici un tableau auquel nous faisons constamment référence. Kraiburg et Teknor Apex publient tous deux des versions. Si vous souhaitez une pièce à deux-pièces, procurez-vous-en une avant de finaliser les matériaux.
Des fonctionnalités mécaniques qui fonctionnent
Les-trous traversants sont ce que nous utilisons le plus. Le surmoulage s'écoule et reste physiquement piégé de l'autre côté. Le diamètre du trou est trop petit et la matière fondue gèle avant de passer. Nous optons généralement pour un minimum de 2,5 mm pour le TPE, plus gros pour les matériaux plus rigides. L'espacement dépend de l'application. Le travail de poignée que nous avons réparé utilisait des centres de 12 mm, ce qui donnait une bonne couverture sans que le substrat ressemble à du fromage suisse.
Les rainures en queue d'aronde fonctionnent mieux pour les bords et les périmètres où les-trous traversants ne sont pas pratiques. Vous créez un canal plus large en bas que l'ouverture. La matière entre, ne peut pas refluer. Nous les utilisons autour des portes de batterie et le long des zones de séparation.
La texture de la surface à elle seule ne suffit pas. Nous avons testé cela. La texture EDM ajoute peut-être 15-20 % à la force de liaison par rapport à la texture lisse. Pas assez pour compter. Un client a un jour insisté sur le fait que la texture serait suffisante parce que son ancien fournisseur le lui avait dit. Nous avons effectué le test, leur avons montré les données, ils ont ajouté des trous traversants.
Où les gens se trompent
La pièce qui est tombée en panne le mois dernier n'avait des fonctions de verrouillage qu'au centre de la poignée. Les bords n'étaient pas pris en charge sur 25 mm de chaque côté. Peel a commencé juste au bord, là où rien ne fixait le TPE. Nous le constatons constamment. Les gens placent des points d’ancrage au milieu et oublient que les forces pelées attaquent depuis le périmètre.
Autre problème : les trous sont placés trop près pour être fermés-. Le moule a un contact acier-sur-acier autour du bord de la cavité. Les trous traversants-à moins de 2 mm de cette zone ne remplissent pas-le flux de blocs d'acier lors du deuxième tir. Le trou a l'air bien du côté A-mais il n'y a pas de champignon du côté B-.
Le rétrécissement est également négligé. Le TPE rétrécit plus que les substrats rigides. Après refroidissement, le surmoulage se contracte et tente de se détacher de la base. Les substrats minces ou flexibles ne peuvent pas résister à cette force. Nous avons vu des pièces sortir du moule avec un aspect parfait, puis se déformer dans les 24 heures lorsque le TPE finit de rétrécir. Les substrats en nylon ou PC chargés de verre-fixent ce matériau-plus rigide, avec moins de mouvement.
Ce que les tests vous disent
Nous effectuons des tests d'épluchage tous les deux-projets lors des essais T1. Tout partenaire de fabrication de surmoulage avec lequel il vaut la peine de travailler fait de même. Les chiffres de résistance à la traction sont inutiles pour cela -ils vous indiquent la solidité du surmoulage, et non la qualité de sa fixation. Le test de pelage saisit le bord du surmoulage avec une pince et tire à 90 degrés tout en mesurant la force.
Les produits de consommation ont généralement besoin de 8 à 12 N par 10 mm de largeur. Les dispositifs médicaux, en particulier tout ce qui est autoclavé, ressemblent davantage à des 20+. Les pièces intérieures automobiles varient selon les spécifications OEM.
Les échecs des tests de pelage sont presque toujours dus à un tir court dans les fonctions de verrouillage. La pièce a l'air bien de l'extérieur. Coupez-le et les trous traversants-sont à moitié-remplis. Emplacement de la porte, pression de remplissage, température du moule - quelque chose n'a pas été réglé.
Résistance au pelage cible
Consommateur
Produits8-12 N par 10 mm de largeur
Dispositifs médicaux
20+ N (surtout si autoclavé)
Automobile
Varie selon les spécifications OEM
Réalité des coûts
L'ajout de fonctionnalités de liaison mécanique à des outils de moulage à deux-injections coûte de l'argent. Les trous traversants-signifient les broches principales dans le premier-outil de tir. Les contre-dépouilles signifient des diapositives ou des élévateurs. Un simple outil de surmoulage pourrait coûter 18 000 $. Ajoutez un verrouillage mécanique partout et vous obtenez 24 000 $.
Mais ces 6 000 $ vous couvrent lorsque le client revient dix-huit mois plus tard, car les pièces se délaminent sur le terrain. Réclamations au titre de la garantie, rappels, arrêts de lignes de production-nous avons tout vu de la part de clients qui ont lésiné sur la conception des liaisons mécaniques. Le coût initial semble différent par la suite.
Utiliser du TPE de qualité-liant-chimique au lieu d'un verrouillage mécanique semble moins cher au début. Ces qualités coûtent 20-30 % de plus par kg. Sur une pièce de 45 g pour un volume annuel de 200 000 $, vous parlez de 8 000 à 12 000 $ de plus par an en matière. Chaque année. Demandez à n’importe quel fournisseur de solutions de moulage par injection plastique personnalisées de vous fournir les chiffres : la modification de l’outil s’amortit en quelques mois.
Quand l’ignorer
Si vos matériaux se lient chimiquement et que votre application est à faible-contrainte, vous n'aurez peut-être pas besoin de fonctionnalités mécaniques. Les surmoulages cosmétiques sur les appareils électroniques grand public-revêtement doux au toucher-sur une télécommande-utilisent souvent simplement des matériaux compatibles et déclarent que c'est terminé.
Mais en cas de doute sur la durabilité à long terme-, ajoutez la liaison mécanique. C'est une assurance bon marché.
Travailler avec un fabricant de moules à injection à deux-injections
Nous avons construit deux-moules à grenaille depuis 1996. Les ruptures de liaison mécanique ne sont pas nouvelles pour nous. Lorsque nous examinons votre pièce, nous examinons d'abord l'appariement des matériaux. S'il nécessite un verrouillage mécanique, nous vous indiquerons où et quelle géométrie fonctionne. Si votre conception actuelle présente des problèmes, nous vous montrerons les modifications qui les résolvent.
Vous pouvez remplir les informations ci-dessous pour nous envoyer une demande et nous vous donnerons une réponse satisfaisante.