Четыре критически важных фактора, часто упускаемых при проектировании резиновых деталей

Резиновые литые изделия теперь необходимая часть почти каждой отрасли. Они везде: от авиации до автомобилей и бытовой техники. Причина не сложна. Процесс производства резиновых деталей (от проектирования формы до самого литья) дешевле процесса для других материалов. Также из-за эластичности резины возможности проектирования форм почти безграничны. Отсюда их широкое применение.

Однако, несмотря на многочисленные производственные возможности резины, это не значит, что каждый процесс увенчается успехом. Существуют правила при создании дизайна резинового изделия. Помимо этого, проектирование формы для резины — еще один критически важный процесс, которому производители должны уделять внимание. Если эти два этапа выполнены правильно, производственный процесс на пути к успеху.

Эта статья объяснит преимущества и применения резиновых деталей, различные производственные процессы и факторы, которые никогда не следует забывать при проектировании формы для резины.

Каковы преимущества и применения резиновых деталей?

Преимущества

Помимо легкости маневрирования благодаря естественной эластичности, многие другие свойства делают резину фаворитом для производства деталей:

Низкая стоимость производства

Как клиент, вы хотите минимизировать затраты. С резиной как сырьем это возможно благодаря легкости проектирования и производства. Хотя они не слишком дешевы, сравнение затрат с их функциями делает производство еще более рентабельным. Однако это достижимо только при обработке производственными ветеранами вроде RapidDirect.

Гибкость дизайна

Как резина эластична, проектирование формы и изделия сохраняют те же свойства. Много возможностей для резины благодаря разным методам литья и склеивания, используемым дизайнерами. Можно найти альтернативные методы для достижения той же цели — более рентабельные способы проектирования и производства. Работая с нами в RapidDirect, мы успешно спроектируем ваши 맞춤ные резиновые изделия наиболее рентабельными методами.

Большая долговечность

Металлические и пластиковые детали могут терять функциональную производительность, особенно в машинах с высокой вибрацией. Резиновые детали, особенно на заказ, выдерживают серьезные нагрузки благодаря естественным демпфирующим свойствам, функционируя дольше аналогов.

Применения

Для деталей с такой прочностью, долговечностью и эластичностью нормально, что они применяются в различных отраслях. С возрастающим использованием множественных материалов, применение резины стабильно растет. Популярные отрасли:

Медицинская отрасль

В отрасли, требующей оборудования, способного проникать в человеческое тело без повреждений, резиновые изделия легко справляются. С материалами вроде катетеров и диафрагм, применение резины в медицинском оборудовании широко. Помимо сложного оборудования, производители используют резину для перчаток, трубок, колпачков для бутылок. Также для колес больничных кроваток, облегчающих перемещение пациентов. Все эти продукты — важные медицинские изделия для спасения жизней.

Электротехническая отрасль

Во-первых, резиновые изделия популярны в электротехнике благодаря изоляционным свойствам. Из-за неспособности проводить электричество, инженеры используют их для защиты. Примеры: изоляторы пантографов для линий высокого напряжения. Предотвращают электропередачу в высокозарядной атмосфере. Другие — силиконовые чехлы для автоматические выключатели («сердце выключателя»). Также многопутевые шины и прокладки в коробках соединений и оболочках.

Автомобильная отрасль

Автопром, пожалуй, использует резиновые детали больше всего. От систем передачи жидкостей до трансмиссий и, конечно, шин — автомобили имеют много важных резиновых деталей. Исследования показывают, что 75% резины идет на шины. Автопром сильно зависит от шин. Другие популярные детали: антивибрационные системы, O-кольца, герметики.

Типы производственных процессов для резиновых изделий

Как упоминалось, в производстве резиновых деталей задействовано несколько процессов. В большинстве случаев дизайн резинового изделия определяет, какой процесс подходит. Каждая техника имеет преимущества, делая их специализированными для разных типов резиновых продуктов. Полное понимание каждого помогает сделать лучший выбор для вашего производства по затратам, технической сложности и пригодности. Обсудим популярные процессы литья: литье под давлением, трансферное литье и компрессионное литье.

Литье под давлением (Injection Molding)

Похоже на литье пластиков под давлением. Однако резиновое литье под давлением требует большего нагрева. Процесс: оператор нагревает материал в текучее состояние. Затем впрыскивает под давнем из камеры нагрева через систему каналов (впускные каналы) в форму. Блок нагрева и впрыска — отдельные компоненты с собственными управлениями.

Экструдер также может служить блоком нагрева. Если дизайнеры и производители правильно получают дизайн формы и другие компоненты процесса, резиновое литье под давлением обычно не занимает много времени. Автоматизация — общая черта, ускоряющая лид-тайм. В RapidDirect мы справляемся со всеми типами литья под давлением независимо от желаемых материалов.

Компрессионное литье (Compression Molding)

Самый старый и наименее затратный метод. Сырьяная резина формируется в большую массу (заготовку). Оператор помещает заготовку в форму и нагревает для вулканизации и формовки. Здесь дизайн формы для резиновых деталей — важный фактор. Из-за необходимости вулканизации время нагрева может быть длительным.

Однако это зависит от толщины стенок формы. Дизайнер делает стенки пропорционально желаемому времени нагрева. Время нагрева варьируется от минут (тонкие стенки) до часов (толстые стенки). Метод подходит для сырья с плохими текучими свойствами и высокой вязкостью. Но процесс может быть затратным по времени. Электрические изоляторы, уплотнения, силиконовые браслеты — примеры изделий из этого процесса.

Трансферное литье (Transfer Molding)

Этот процесс призван противодействовать длительному нагреву компрессионного литья. Также использует заготовку, загружаемую в форму и распределяемую по полостям. Но перед распределением резина проходит предварительный нагрев. Это сокращает время вулканизации и улучшает текучие свойства, позволяя легко заполнять полости. Однако формы здесь самые дорогие и сложные. Дизайн формы должен выполняться только экспертами.

В RapidDirect мы специализируемся на разных типах литья; поэтому ваш дизайн формы и производство резиновых изделий гарантированно успешны.

Каждый процесс подходит для производства разных резиновых деталей. Хорошее понимание каждого поможет решить, какой лучший для вашего производства.

Факторы, которые никогда не следует игнорировать при проектировании резиновых деталей

Одна ошибка, которую инженер никогда не должен совершать при производстве на заказ резиновой литой детали — использование некачественных деталей. Хотя это может казаться дешевле краткосрочно, в итоге приводит к расходам выше бюджета. Хорошие детали улучшают долговечность и функциональную производительность. Но тип деталей не имеет значения, если дизайн не на высоте. Отсюда важность дизайна формы и изделия в производстве резиновых деталей (или любого типа).

Ниже — факторы, которые никогда не следует забывать при проектировании резиновой детали:

1. Чек-лист вопросов

При проектировании резиновой детали есть важные вопросы, на которые нужно ответить, чтобы знать лучший способ проектирования и производства:

1. Какова функция детали?

Функции резиновых деталей: поглощение вибрационной энергии, герметизация емкости с жидкостью (непроницаемость для жидкости), проходной механизм для жидкости, структурная поддержка. Несколько примеров.

2. Какие свойства должна иметь деталь?

Желательные свойства важны при определении материалов и структуры. Примеры: устойчивость к изменению физических свойств в присутствии жидкостей или тепла, способность удлиняться без потери эластичности.

3. Какая среда будет функционировать деталь?

Среда также определяет структуру детали. Примеры: солнечный свет, влажные зоны, химические растворители, зоны динамических напряжений, где деталь может деформироваться.

После ответов на эти вопросы у вас должно быть четкое видение функции резиновой детали и того, как она ее выполнит. Финальные замечания по структуре делаются на этом этапе.

2. Выбор эластичного материала

После ответов на вопросы, следующий шаг — выбор материала. Важный аспект, так как материал определяет, насколько деталь выполнит свои функции. Выбор лучшего материала означает поиск подходящего для предполагаемой функции, не слишком дорогого и долговечного.

В большинстве случаев, ответив на вопросы выше, вы сможете точно определить материал, выполняющий функцию. Если все еще неуверены, вот факторы для учета:

• Воздействие ультрафиолета и солнечного света, разлагающих резину.
• Наличие озона от природных или искусственных источников (электродвигатели). Озон — загрязнитель с неблагоприятным воздействием на резину.
• Вероятность контакта резиновой детали с человеческим телом (прямого или косвенного). Учитывать период контакта.
• Жидкости (первичные или вторичные), к которым будет экспонирована деталь.
• Способность материала сохранять целостность и функциональную производительность при экстремальных температурах.

Твердость эластичных материалов

Эластичные материалы имеют шкалу твердости от Shore A (термореактивные резины) до Shore D (термопластичные резины). У каждой шкалы свои рейтинги, например, Shore A от 20 до 90. Материалы в производстве резиновых деталей обычно 50–80 Shore A.

Хотя твердость для проекта зависит от применения, есть трудности с использованием очень мягких (<30 Shore A) или очень твердых (>80 Shore A) резиновых материалов для деталей с глубокими подрезами или сложной геометрией. Предложения по применению материалов:

• Если деталь экспонируется температурам >150 °C в промышленной среде — флюороэластомер хороший выбор.
• Нитрил-каучук — отличный для общего назначения.
• Если деталь для медицинских применений с высокими требованиями — силиконовая резина лучший выбор.

3. Проектирование углов и кромок

В дизайне резиновых изделий острые углы обычно неприемлемы. В большинстве случаев дизайнеры скругляют угол радиусом >0,05 дюйма. Причина: углы усложняют проектирование и изготовление формы, увеличивая стоимость формы и цены детали. Помимо затрат, это повышает вероятность дефектов.

Однако с кромками резиновых деталей — ровно наоборот. Операторы предпочитают острые кромки, особенно при пересечении с разделительной линией. Это упрощает дизайн и изготовление формы. На рисунках ниже показано, как идеальные углы и кромки должны выглядеть.

• Углы должны выглядеть скругленными в виде сверху

• Кромки должны выглядеть квадратными в виде сбоку

4. Подрезы (Undercuts)

Подрез — особенность детали, проецирующаяся в основное тело. Проблема: подрезы не должны проецироваться слишком глубоко. Если это происходит, деталь становится очень трудной для извлечения из формы. Для резиновых деталей, требующих таких подрезов для функциональности, дизайнеры должны сделать форму, открывающуюся вертикально и горизонтально. Тогда при извлечении деталь выходит легче: центральная плита поднимается, боковые сдвигаются. Однако проектирование и обработка таких форм дороже.

Заключение

Хотя резиновые детали дают большую структурную производительность за относительно низкие затраты, важно, чтобы они были правильно спроектированы. Дизайн формы и изделия должен быть высшего класса, если резиновая деталь должна соответствовать ожидаемым функциям. Поэтому нельзя доверять дизайн формы просто кому угодно. Нужны лучшие из лучших. И это предлагает RapidDirect.

С годами опыта в производстве резиновых деталей мы гарантируем лучшие услуги в проектировании формы и обработке резиновых деталей. Кроме того, мы проверим ваш предлагаемый дизайн формы на реализуемость производства, предоставляя рентабельные варианты для улучшения. Чтобы увидеть наши отличные услуги, перейдите по ссылке ниже. Мы ждем!