Produttore di soluzioni di precisione per prodotti in gomma
Come abbiamo risolto il problema delle crepe intorno ai fori stampati in un componente in gomma EPDM
Introduzione
Per componenti in gomma di precisione Una piccola crepa può trasformarsi in un problema ben più grave dopo l'assemblaggio o sotto pressione. In un recente progetto, a LT-RUBBER è stato chiesto di intervenire su sottili crepe presenti attorno ai fori e ai bordi di un componente di tenuta in gomma EPDM.
In alcuni punti le crepe erano difficili da individuare e si trovavano in prossimità della linea di separazione dello stampo. Invece di considerare il problema come una semplice rifinitura o un difetto estetico, abbiamo esaminato insieme la struttura dello stampo, il processo di foratura, le proprietà del materiale e la stabilità della produzione.
Questo caso dimostra come un metodo di stampaggio adeguato e la verifica dei materiali possano contribuire a eliminare un problema ricorrente di screpolature della gomma.
Analisi dei difetti: fessurazioni intorno ai fori formati dallo stampo.
Il difetto principale consisteva in sottili crepe lungo la linea di separazione, soprattutto intorno ai fori stampati e ai bordi dei componenti. Le crepe non erano dovute a lacerazioni esterne, ma si erano generate durante il processo di stampaggio a compressione e avrebbero potuto potenzialmente ingrandirsi dopo l'assemblaggio o sotto pressione.
La posizione del foro è stata un fattore chiave. Il foro circolare era posizionato vicino alla linea di separazione dello stampo, mentre le aree appuntite intorno al foro creavano una concentrazione di stress locale. Ciò aumentava la tendenza dell'EPDM a lacerarsi durante lo stampaggio.
Un'altra preoccupazione riguardava le piccole crepe interne, difficili da individuare con una rapida ispezione visiva, che creavano il rischio che difetti nascosti giungessero al cliente.
Si sono inoltre riscontrati segnali di carenza locale di materiale. Tra i possibili fattori che hanno influenzato il processo si annoverano una ventilazione insufficiente, canali di alimentazione o di iniezione sottodimensionati, contaminazione o ruggine sulla superficie dello stampo e tempi di vulcanizzazione inadeguati.
Il nostro approccio: due soluzioni per la formazione dei fori
Dopo aver analizzato il meccanismo del difetto, LT-RUBBER ha sviluppato due soluzioni pratiche.
Soluzione 1: Foro stampato con perno di precisione
La prima opzione era quella di aggiungere un meccanismo di estrazione di precisione all'interno dello stampo.
Durante la vulcanizzazione a caldo, il perno forma direttamente il foro interno completo. Ciò consente al foro di evitare la linea di separazione del prodotto, eliminando la causa principale associata al disallineamento della linea di separazione, alle bave e alla concentrazione di stress locale.
Il vantaggio principale è che il foro diventa un elemento stampato integrato, senza necessità di lavorazioni secondarie.
Fare riferimento agli esempi comprovati di prodotti simili mostrati nell'immagine di riferimento :
Soluzione 2: Punzonatura secondaria
La seconda opzione era quella di lasciare piena l'area del foro durante lo stampaggio.
Dopo che la gomma si è completamente vulcanizzata e raffreddata, è stato utilizzato un apposito processo di punzonatura CNC per tagliare con precisione i fori rotondi o irregolari richiesti.
Questa soluzione richiedeva meno modifiche allo stampo e offriva un costo iniziale di attrezzatura inferiore. Tuttavia, introduceva una fase di produzione aggiuntiva, con un aumento stimato del 10% dei costi di processo, e la sua uniformità poteva essere influenzata dagli utensili da taglio e dal rimbalzo della gomma.
Fare riferimento agli esempi comprovati di prodotti simili mostrati nell'immagine di riferimento :
Confronto delle soluzioni
| Articolo | Stampaggio di precisione dei perni | Punzonatura secondaria |
|---|---|---|
| miglioramento delle crepe | Elimina le crepe lungo la linea di giunzione alla radice | Evita la linea di separazione, ma può creare difetti secondari. |
| modifica dello stampo | Più grande; richiede un meccanismo a perno di trazione | Più piccolo |
| Costo iniziale degli utensili | Più alto | Inferiore |
| Costo di produzione | Il prezzo unitario del prodotto è rimasto invariato. | Costo di processo pari a circa il +10% |
| consistenza del pane | Alto | Mezzo |
| Ideale per | Produzione di massa stabile a lungo termine | Produzione flessibile o a basso volume |
Per questo progetto, la soluzione con foro stampato si è rivelata l'approccio più efficace a lungo termine, in quanto ha affrontato il difetto alla fonte anziché aggiungere un'operazione correttiva in un secondo momento. Il progetto prevedeva anche la campionatura rapida, con LT-RUBBER che si è fatta carico dei costi concordati per la modifica dello stampo, il campionamento e la spedizione per entrambe le soluzioni proposte.
Verifica del materiale EPDM
L'ottimizzazione dello stampo da sola non era sufficiente. Abbiamo anche verificato il materiale EPDM utilizzato per il componente di tenuta.
Il materiale, composto EPDM WER-S260802, è stato sottoposto a una valutazione completa delle proprietà fisiche. I risultati dei test hanno mostrato prestazioni stabili in termini di durezza, resistenza alla trazione, resistenza allo strappo, deformazione permanente da compressione e resistenza all'invecchiamento.
| Elemento di prova | Specifiche | Risultato del test | Metodo di prova |
|---|---|---|---|
| Test delle proprietà tipiche | |||
| Durezza (SHA) | 71°–75° | 73° | ASTM D2240 |
| Resistenza alla trazione (MPa) | / | 17,84 | ASTM D412 |
| Allungamento a rottura (%) | / | 198,95 | ASTM D412 |
| Resistenza allo strappo (kg/cm) | / | 24,75 | ASTM D624 |
| Proporzione | / | 1.117 | ASTM D792 |
| Deformazione da compressione (%) | ≤12 | 6.4 | ASTM D395 22 ore/150 °C |
| Deformazione da compressione (%) | ≤10 | 5.7 | ASTM D395 22 ore/70 °C |
| Deformazione da compressione (%) | ≤6 | 5.4 | ASTM D395 22 ore/23 °C |
La valutazione complessiva del materiale è risultata idonea per applicazioni ingegneristiche, con la compressione testata ben al di sotto del limite specificato.
Per la produzione di massa, LT-RUBBER ha inoltre previsto una verifica da parte di terzi tramite laboratori qualificati come SGS o CTI per confermare la consistenza e la conformità del materiale tra i diversi lotti.
Errori comuni nella riparazione delle crepe nella gomma
Diversi approcci possono rendere più difficile la risoluzione del problema:
1. Tagliare solo la crepa visibile
Se la crepa ha origine dalla linea di giunzione, la rifilatura non risolve il problema di stampaggio sottostante.
2. Concentrandosi unicamente sulla mescola di gomma
Una mescola di EPDM idonea non può compensare un posizionamento errato dei fori o un'eccessiva concentrazione di stress nello stampo.
3. Ignorare le piccole crepe dovute ai fori
Le crepe sottili possono essere difficili da individuare durante un'ispezione visiva e possono ingrandirsi durante l'assemblaggio o l'utilizzo.
4. Aggiungere lavorazioni secondarie senza confrontare i costi a lungo termine
La punzonatura può ridurre l'investimento iniziale in attrezzature, ma è necessario considerare i costi aggiuntivi del processo e l'usura degli utensili per la produzione di massa.
FAQ
D1: Perché spesso compaiono crepe intorno ai fori stampati?
I bordi dei fori possono creare concentrazioni di stress localizzate. Quando il foro è anche vicino alla linea di separazione dello stampo, il rischio aumenta.
D 2 : La formatura dei fori tramite stampaggio è sempre migliore della punzonatura?
Non necessariamente. Lo stampaggio a perni è più adatto quando la geometria costante dei fori e la stabilità della produzione a lungo termine sono prioritarie. La punzonatura può essere interessante quando è necessario ridurre al minimo le modifiche allo stampo.
D 3 : LT-RUBBER può essere d'aiuto nell'ottimizzazione degli stampi?
Sì. Possiamo valutare la relazione tra materiale in gomma, struttura dello stampo, formazione del foro e requisiti di produzione per sviluppare un'adeguata soluzione di produzione .
Conclusione
Questo progetto ha dimostrato che la fessurazione della gomma non è sempre un problema legato al materiale. In questo caso, la posizione del foro, la struttura della linea di separazione e il processo di stampaggio erano strettamente correlati al difetto.
Grazie alla combinazione di ottimizzazione degli stampi, formatura di fori di precisione, test sui materiali EPDM e controllo della qualità della produzione, LT-RUBBER ha sviluppato un percorso pratico verso una produzione di massa stabile.
Dalla produzione di componenti in gomma di precisione e guarnizioni in EPDM allo sviluppo di stampi personalizzati e alla produzione di massa, LT-RUBBER supporta i clienti OEM dalla fase di progettazione fino alla produzione.
Avete un componente in gomma che presenta crepe, fori o problemi di stampaggio?
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