قولبة حقن البلاستيك الدقيقة لمجفف الشعر متعدد الوظائف

تشتمل المكونات الرئيسية لمجفف الشعر على مروحة (يتم تشغيلها بواسطة محرك كهربائي)، وعناصر تسخين (معظمها من أسلاك النيتشروم)، وغلاف واقي. التحدي الأكبر الذي غالباً ما يواجهنا أثناء قولبة حقن البلاستيك لمجفف الشعر هو تصميم مجرى الهواء أو مدخل الهواء.

أثناء تصنيع مجفف الشعر، يجب أن يتأكد المهندسون من أن التصميم يحقق التوازن بين تدفق الهواء عالي السرعة والحد من الضوضاء والإدارة الحرارية والوزن. إذا كانت قناة الهواء سيئة التصميم، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الضوضاء وانخفاض الأداء وارتفاع درجة الحرارة. فيما يلي الأجزاء المهمة في مجفف الشعر.

• مروحة تعمل بمحرك: وهو عبارة عن محرك قوي يقوم بتدوير شفرات المروحة المرفقة التي تؤدي دورًا مزدوجًا يتمثل في امتصاص الهواء البارد ودفع الهواء الساخن إلى شعر المستخدم.
• عنصر التسخين: يُصنع في الغالب باستخدام سلك نيتشروم عاري ملفوف ملفوف حول عوازل الميكا. وتستخدم الكهرباء لتسخين الهواء.
• غلاف أو غلاف مجفف الشعر: هذا هو البلاستيك الخارجي المقاوم للحرارة الذي يحمي المكونات الداخلية.
• أزرار أو عناصر تحكم: يساعد المستخدم على ضبط سرعة المروحة وشدة الحرارة لتحقيق مستوى التجفيف المطلوب.
• مدخل الهواء أو الفلتر: شبكة أو حاجز في الجزء الخلفي من مجفف الشعر يمنع دخول الحطام إلى الجهاز.
• فوهة أو مكثف: هذه هي الفتحة الأمامية التي توجه تدفق الهواء إلى الأماكن التي يريدها المستخدم.

متطلبات العميل

دخل أحد صانعي مجففات الشعر الأجانب من الباب الأمامي لمكتب شركة First Mold مع مخطط منتج. وكان هدفهم هو العثور على صانع قوالب يساعدهم في صنع قالب احترافي قالب مجفف حيد. كان لدى الشركة المصنعة بالفعل علامة تجارية في السوق وجمعت مجموعة من الملاحظات (باستخدام استطلاعات الرأي عبر الإنترنت) من عملائها، والتي تريد تطبيقها في الجيل التالي من مجففات الشعر.

تتمثل الملاحظات الرئيسية التي تلقوها من مستخدمي الجيل الأول من مجفف الشعر في أن المنتج يصبح ساخنًا جدًا في بعض الأحيان بحيث يصبح حمله غير مريح. وكان مصدر القلق الآخر الذي تم الإبلاغ عنه في الغالب هو البقعة الساخنة. لم يكن الجيل الأول متيناً أو هادئاً كما رغب معظم المستخدمين. كان السبب الوحيد الذي جعل الشركة المصنعة لمجفف الشعر قادرة على البقاء في السوق هو أسعارها التنافسية وخفة وزن منتجها الشديدة.

كان العميل يريد قوالب مجففات الشعر بالحقن البلاستيكية التي تساعده على حل المشكلات التي أثارها عملاؤه مع الحفاظ على مزايا الجيل الأول من مجففات الشعر. وكانوا على استعداد لإجراء تعديلات على مخططهم إذا تطلب تقييم شريكهم المثالي لقوالب مجفف الشعر.

التحديات والحلول

درس مهندسو شركة First Mold النموذج الأول من مجففات شعر العميل للتحقق من بعض المخاوف التي أثارها المستخدمون. وكانت نتائج الدراسة مفيدة في إيجاد حل يمنع تكرار المشكلة. خلال التحقيق، اكتشف مهندسو شركة First Mold أن المشاكل التي تم الإبلاغ عنها في المنتجات الأولى كانت مرتبطة جزئيًا بالمواد المستخدمة وجزئيًا بتصميم مكونات مجاري الهواء.

باستخدام ديناميكيات السوائل الحسابية (CFD)، تمكنت First Mold من محاكاة مسارات التدفق وتحسينها، مما يضمن أقصى سرعة هواء تبلغ حوالي 23 م/ثانية، مع الحفاظ على الضوضاء أقل من 80 ديسيبل. تتضمن بعض الاقتراحات التي قدمها مهندسو شركة First Mold لحل مشكلة السخونة الزائدة والضوضاء العالية تعديل دوارات التوجيه، وتقليل الزوايا الحادة، وتلميع الأسطح الداخلية لمنع تكون الدوامة.

اختيار المواد

بدلًا من مزيج البولي كربونات + أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (PC+ABS) المستخدم في إنتاج مجفف الشعر من الجيل الأول، اقترحت شركة First Mold مزيجًا محسنًا مصنوعًا من البولي أميد 66 مع الألياف الزجاجية 30% (PA66+30%GF) والبولي بروبيلين (PP) والبوليسترين (PS).

• PA66+30%GF ويتميز بقوة عالية جدًا (تصل إلى 180 - 190 ميجا باسكال)، وثبات الأبعاد، والصلابة والصلابة. كما أن لديها أيضًا تمدد حراري منخفض مقارنةً بال PA66 ومقاومة عالية للحرارة، حيث تصل درجة حرارة الانحراف الحراري غالبًا إلى 250 - 260^oC. يتميز PA66+30%GF بمقاومة جيدة للمواد الكيميائية والتآكل.
• ص: هذا هو أخف أنواع البلاستيك التجاري بكثافة تتراوح بين 0.90 - 0.91 جم/سم مكعب تقريبًا. يتميز بمقاومة كبيرة للمذيبات العضوية ويمكنه تحمل درجات حرارة تصل إلى 160 - 170 درجة مئوية^oC. على عكس البولي أميدات، فهي منخفضة الامتصاص للرطوبة.
• ملاحظة: الخاصية الفيزيائية الأكثر جاذبية ل PS هي أنه شفاف في شكله غير المتبلور وغير المعدل. ومع ذلك، فإن مقاومته للحرارة منخفضة (100^oC)، ومقاومة كيميائية معتدلة وثبات أبعاد ممتاز.

كان المزيج المناسب من المواد ضروريًا لاحتواء الحرارة الناتجة عن عنصر التسخين داخل مجفف الشعر وحل مشكلة السخونة الزائدة التي أبلغ عنها معظم مستخدمي مجفف الشعر السابق الذي أنتجه العميل.

إنتاج قوالب مجفف الشعر

صممت شركة First Mold قالب حقن علبة مجفف الشعر البلاستيكية وبعض القوالب الأخرى للعميل. نظرًا لأن العلبة والمكونات الأخرى تتميز تصميم قابل للتركيب المفاجئ, ، كان من المهم جعل التفاوت المسموح به محكمًا قدر الإمكان (0.03 مم) لسهولة التجميع دون الحاجة إلى غراء إضافي.

ونظرًا لأن العميل كان يرغب في قالب للإنتاج بكميات كبيرة، استقرت شركة First Mold على قالب مجفف شعر فولاذي لأنه سيوفر مئات الآلاف من عمليات الإنتاج قبل الحاجة إلى الاستبدال. قام مهندسو شركة First Mold بتصنيع القالب الدقيق بالتفاوت المطلوب باستخدام تقنية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور باستخدام الحاسب الآلي.

تصميم قالب مجفف الشعر مجفف الشعر

حدد مهندسو شركة First Mold العديد من المشكلات في تصميم مجرى الهواء ومكونات الجيل الأول من مجففات الشعر الخاصة بالعميل. كان شكل القناة سيئ التصميم، مما تسبب في حدوث اضطرابات ولم يتم التفكير بعناية في المدخل، مما زاد من الاضطراب.

كما ساهم انحناء شفرات المروحة في حدوث اضطراب في الهواء أدى إلى زيادة الضوضاء في الجيل الأول. فيما يلي الاعتبارات الأربعة الحاسمة في تصميم مجاري الهواء التي وضعها مهندسو First Mold أثناء تصنيع قوالب مجفف الشعر للعميل.

1. تحسين الهندسة الداخلية للديناميكية الهوائية

تم تصميم مدخل الهواء أو مجرى الهواء بحيث يمكنه الانتقال من هواء عالي الضغط في المحرك إلى مخرج عالي السرعة. يؤدي سوء شكل القناة إلى حدوث اضطراب يقلل من الكفاءة ويؤدي إلى إهدار الطاقة.

ستؤدي الشفرات الحادة والحواف غير الحادة إلى زيادة مقاومة الهواء وتقليل تدفق الهواء. عندما تكون مجرى الهواء مقيدة للغاية، فإنها تخلق ضغطًا خلفيًا يجبر المحرك على العمل بجهد أكبر، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. مع وضع هذه الفروق الدقيقة في الاعتبار، ابتكرت First Mold قوالب عالية الدقة لشفرات المروحة وتصميم مجرى الهواء التي قللت من الضوضاء من الجيل الأول بأكثر من الثلث.

2. Ensuring Thermal Safety and Management

The air duct and other injection-molded hair dryer plastic components were made with a heat-resistant plastic blend as mentioned earlier. This solved the overheating problem experienced in the first generation. With the improved material, the new generation of hair dryers would be comfortable to operate for a longer duration.

Besides the safety concern about the hair dryer, there is also the safety concern for the user. First Mold engineers thought through the design of the air duct so that it properly distributes the heat produced by the heating coil to prevent hotspots that can burn the hair and scalp.

3. Acoustic Engineering for Noise Reduction

White noise is generated when air passes through a narrow channel at high speed. The more powerful the motor, the higher the noise level will likely be. Noise levels above 85 decibels can be a huge turnoff for many customers.

One of the constraints that hair dryer manufacturers must overcome is creating a balance between duct geometry and motor speed.  The ducting design must be done in such a way as to avoid resonant, loud airflow. First Mold achieved this balance using simulation software.

4. Design for Compactness and Maintenance

To avoid hand fatigue during use, it was important to manufacture a hand dryer to be lightweight and as compact as possible. For that reason, the duct was designed to fit into a small form factor that houses a variety of components, including heating elements, fan blades, a motor, and negative ion generators, for uninterrupted airflow. First Mold achieved the desired compact, lightweight design using thin walls reinforced with ribs.

Ease of maintenance is another important factor that hair dryer manufacturers must consider because of its impact on durability. The rear air intake and internal ductworks are prone to blockage from lint and hair accumulation. Once the vents are blocked, air flow will be restricted, which forces the motor to work harder. Working with the manufacturer, First Mold created a snap-fit rear with embossed directions on how to take it apart for cleaning.

What The Client Gained By Working With First Mold

Through effective communication and collaboration, the client tapped into the decades of knowledge of First Mold engineers to solve the critical problems that users of their first generation of air dryers complained about. Three of the most important benefits that the client expressed deep satisfaction with include:

• Fast lead time: First Mold delivered molds for injection molding parts of the hair dryer within three weeks. The fast lead time ensured the client was on track with their marketing budget and delivery timelines.
• خفيف الوزن: Working with First Mold, the client created a new generation of hair dryers that were more than 100 grams lighter than the previous generation.
• خفض التكلفة: The client achieved their hair dryer mold manufacturing goal within their budget.

الأسئلة الشائعة