Rasierapparat / Fusselentferner Griff Herstellung

Bestimmte Stoffe, die für Kleidung, Polster und Decken verwendet werden, neigen zu Fusseln, Knötchen und Flusen, die ihr Aussehen trüben können. Um diese Stoffe wieder wie neu aussehen zu lassen, werden Stoffrasierer oder Fusselentferner verwendet. Fusselentferner gibt es als elektrische oder manuelle Geräte. Bei der elektrischen Version werden rotierende Klingen verwendet, die durch ein wabenförmiges Netz geschützt sind, um Pilling sicher zu entfernen, ohne den Stoff zu beschädigen. Bei der manuellen Version wird eine Rolle Klebepapier verwendet, um Haare und Staub aufzusaugen. Bei dieser Version muss das Blatt ausgetauscht werden, sobald die Oberfläche voll ist.

Ein durchdachtes Design der Griffe von Fusselentfernern ist wichtig, um die sichere, effiziente und bequeme Verwendung dieser Produkte zu fördern. Wenn der Griff eines Fusselentferners unbequem in der Hand liegt, erschwert er die Verwendung des Produkts für umfangreiche Entfusselungsaufgaben wie die Reinigung von großen Decken, Wintermänteln und Polstermöbeln, die mit Haustieren bedeckt sind. Zu den Funktionen des Fusselentfernergriffs gehören:

• Verbessern Sie Präzision und Kontrolle: Ein rutschfester Griff ermöglicht einen präzisen, gleichmäßigen Druck, um Flusen sicher zu entfernen, ohne das Gewebe zu beschädigen.
• Verringern Sie die Ermüdung der Hände: Der ergonomisch geformte Griff des Fusselentferners ermöglicht eine komfortable und lange Nutzung.
• Verbesserte Manövrierfähigkeit: Produkte mit schwenkbaren oder verlängerten Griffen erleichtern das Erreichen schwieriger Stellen wie Kragen oder Polsterecken.
• Sichere Verwendung von elektrischen Produkten: Die elektrischen Komponenten sind mit Kunststoffgriffen versehen, um die Gefahr eines Stromschlags zu verringern.

Die Griffe von Fusselentfernern können auch für einen bestimmten Zweck konzipiert sein. So haben tragbare Modelle, die für den Einsatz unterwegs konzipiert sind, kurze oder kompakte Griffe, während die für schwere Aufgaben im Haushalt konzipierten Modelle lange, robuste Griffe haben.

Anforderungen des Kunden

Ein Hersteller von Fusselentfernern wandte sich an First Mold mit einem Entwurf des Griffs für sein neues Produkt. Er bat speziell um zwei Sätze von Mehrkavitätenwerkzeugen. Der Kunde bevorzugte Polyamid 66, verstärkt mit 30%-Glasfasern (PA66 + 30% GF) als Hauptmaterial für den Spritzguss des Fusselentfernergriffs.

Die Wahl des Materials beruhte auf den Bedenken hinsichtlich der Haltbarkeit der Griffe ihrer früheren Modelle. PA66 + 30% GF wird häufig als Alternative zu Metall in anspruchsvollen, stark beanspruchten Umgebungen eingesetzt. Es verfügt über eine überlegene mechanische Festigkeit und Steifigkeit. Die Glasfaserverstärkung 30% erhöht die Zugfestigkeit um bis zu 150% im Vergleich zu ungefülltem PA66.

Der Kunde verlangte eine hohe Maßgenauigkeit (±0,1 mm), die eine Schnappmontage ermöglicht. Außerdem muss die Form für den Fusselentferner-Griff eine Ausbringungsrate für die Massenproduktion ≥98% haben. Mit anderen Worten, sie muss für die Herstellung wiederholter Chargen von Produkten geeignet sein, die frei von üblichen Spritzgießfehlern sind.

Herausforderungen und Lösungen

Die Wahl des Materials, das der Hersteller des Fusselentferners für den Griff wählte, stellte eine große Herausforderung dar, die das Team der First Mold-Ingenieure bewältigen musste. Obwohl PA66 + 30% GF zäher und haltbarer als herkömmliche Kunststoffe ist, was den Griff des Fusselentferners haltbarer machen sollte, stellt es eine einzigartige Herausforderung für das Gießen dar.

Zum Beispiel wirkt der Glasfasergehalt des Materials 30% beim Spritzgießen von Fusselentfernern wie Sandpapier. Infolgedessen werden die Schnecken und Zylinder abgenutzt und die Lebensdauer der Form verringert (Gratbildung). Die Verwendung von gehärtetem Stahl (z. B. H13/1.2344) kann zwar die Gratbildung verhindern, erhöht aber die Werkzeugkosten. In diesem Fall bedeutet das, dass die Kosten das Budget des Kunden sprengen.

Verhinderung des Ausblühens von Glasfasern

PA66 + 30% GF ist sehr anfällig für Glasfaserausblühungen. Dies geschieht in der Regel durch ultraviolettes Licht (UV) und Feuchtigkeit. Diese Faktoren zerstören die schützende Harzschicht des Glasfaserentfernergriffs und legen die darunter liegenden Glasfasern frei. Das Ergebnis ist ein kreidiges, unscharfes, weißes Aussehen, das ästhetisch unangenehm ist. Dieser Makel ist für Haushaltsgeräte inakzeptabel.

Neben dem unangenehmen Aussehen kann sich die Oberfläche auch rau anfühlen. Außerdem können sich lose Fasern unangenehm anfühlen oder zu “juckenden” Oberflächen führen. Fortgeschrittenes Ausblühen kann zu einer verminderten strukturellen Integrität und erhöhter Porosität führen. Letzteres führt dazu, dass Feuchtigkeit durch den Griff dringt und die empfindliche elektronische Komponente darunter beschädigt.

Die Ingenieure von First Mold haben ein spezielles Verfahren für die Herstellung von PA66 + 30% GF-Fusselentfernergriffen entwickelt, um das Ausblühen von Glasfasern vollständig zu verhindern. Das Ergebnis war eine glatte Oberfläche ohne Faserausblühungen, die den Anforderungen an das Aussehen von Haushaltsgeräten entspricht.

Maßliche Inkonsistenz in Mehrkavitätenwerkzeugen

Ein Mehrkavitätenwerkzeug hat den Vorteil, dass die Hersteller mehr Teile in einem Zyklus herstellen können. Sie bringt jedoch auch verfahrenstechnische Herausforderungen mit sich, die, wenn sie nicht richtig gehandhabt werden, zu einer erhöhten Produktion fehlerhafter Teile führen können. Eine ungleichmäßige Schrumpfung zwischen den verschiedenen Kavitäten führt zu einer uneinheitlichen Passgenauigkeit.

So muss das Werkzeug für den Fusselentferner-Griff so konstruiert sein, dass eine gleichmäßige Füllung der Kavitäten, eine gleichmäßige thermische Kontrolle und eine einheitliche Teilequalität über alle Kavitäten hinweg gewährleistet ist. Eine gleichmäßige, gleichzeitige Füllung aller Kavitäten ist jedoch oft schwer zu erreichen.

Auch die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur über mehrere Kavitäten hinweg ist eine Herausforderung. Kleinste Fehler können zu ungleichmäßigem Durchfluss oder unterschiedlicher Abkühlung führen, was wiederum Defekte wie Grate, kurze Schüsse, Verformungen und Unterschiede in der Schrumpfung oder im Gewicht der Teile zur Folge hat.

Dank jahrzehntelanger Erfahrung und fortschrittlicher Bearbeitungs- und CAD-Software war First Mold in der Lage, dieses Problem zu lösen. Mit Angussbalance und ausgewogener Kühlung konnte das Team die Maßdifferenz von Kavität zu Kavität bei ≤ 0,03 mm halten.

Aufrechterhaltung einer Produktionsausbeute von ≥98%

Eine unausgewogene Schmelzefüllung verursacht überfüllte oder kurzgeschossige Kavitäten, was zu einem starken Abfall der Ausbeute führt. Die Ingenieure von First Mold standen bei diesem Projekt vor einer weiteren einzigartigen Herausforderung. Die einzigartige Form des Griffs des Fusselentferners machte ihn anfällig für Verformungen und Deformationen.

Wenn diese Probleme nicht gelöst werden, kann es zu Montagefehlern, losen Schnallen und abnormalen Geräuschen im Endprodukt kommen. Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit dem Griffdesign war die schwache Festigkeit der Schweißnaht. Der Belastungsbereich des Handgriffs ist anfällig für Brüche und stellt ein potenzielles Sicherheitsrisiko dar.

Die Ingenieure von First Mold lösten diese Probleme durch die Optimierung des Werkzeugprozesses. Die Herausforderungen des Verzugs und der schwachen Schweißnahtfestigkeit können beide durch Präzisionswerkzeuge und die Optimierung der Temperatur gelöst werden.

Bei der Herstellung der Präzisionswerkzeuge für die Form des Fusselentfernergriffs nutzte das Team die CNC-Bearbeitung, um eine einheitliche Wandstärke in den verschiedenen Formhohlräumen zu erreichen. Außerdem verwendete das Produktionsteam abgerundete, gleichmäßige Radien an den Ecken anstelle von scharfen Kanten, um das Fließen des geschmolzenen Materials zu erleichtern. Zu den weiteren Maßnahmen, die ergriffen wurden, um die Ausbeute über 98% zu halten, gehören:

• Optimierung des Drucks: Packungsdruck, Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck.
• Optimierung der Temperatur: Werkzeugkühlung, Schmelzetemperatur und Werkzeugtemperatur.
• Verbesserung des Formenbaus: Das Tor wurde versetzt, um sicherzustellen, dass die Schweißnaht in einem unkritischen Bereich liegt. An der Schweißnaht wurden Entlüftungsöffnungen angebracht, um das Entweichen von eingeschlossenem Gas zu ermöglichen.

Mit Hilfe von Simulationssoftware wurden vor dem Schneiden des Stahls für die Form Verzug, Faserausrichtung und Kühleffizienz vorhergesagt. Die Kombination dieser Strategien half First Mold, eine Form für die Herstellung von Fusselentfernergriffen zu entwickeln, die den Verzug auf ≤ 0,1 mm kontrollierte und die Kompatibilität des 100% mit der Hauptbaugruppe sicherstellte. Die Konstruktionsänderungen und die Prozessoptimierung trugen zu einer stabilen Massenproduktion ohne Verformung bei.

Was der Kunde mit den Lösungen von First Mold gewonnen hat

Durch die Zusammenarbeit mit First Mold konnte der Hersteller von Flusenentfernern Zeit und Geld sparen. Erstens handelte es sich um ein Projekt mit einer strengen Frist. Dem Kunden drohte die Streichung der Finanzierung, wenn er die fertigen Produkte nicht innerhalb von acht Wochen nach der ersten Kontaktaufnahme liefern konnte.

Durch den Einsatz fortschrittlicher Werkzeuge und die enge Zusammenarbeit mit dem Kunden lieferte First Mold die beiden Sätze von Mehrkavitätenwerkzeugen innerhalb von drei Wochen. So hatte der Hersteller ausreichend Zeit, den Spritzgießprozess für den Fusselentfernergriff zu optimieren, bevor er mit der Massenproduktion begann.

Aufgrund der abrasiven Eigenschaften von PA66 + 30% GF sah sich der Hersteller von Fusselentfernern mit dem Risiko konfrontiert, gehärteten Stahl für die Werkzeuge zu verwenden. Dieses Material ist nicht nur teurer, sondern erfordert auch einen höheren Arbeitsaufwand für die Bearbeitung. Die Kombination dieser Faktoren führte dazu, dass die Werkzeugkosten das Budget des Kunden überstiegen.  

Die Ingenieure von First Mold optimierten das Werkzeugverfahren für einen kostengünstigeren Stahl, um eine dauerhafte, harte und reibungsarme Barriere zwischen den Schleiffasern und der Formoberfläche zu schaffen. Mit anderen Worten: Die an den Kunden gelieferte Form für den Fusselentfernergriff kann sicher mit PA66 + 30% GF verwendet werden, ohne dass es zu einer vorzeitigen Degradation kommt.

Ein Mehrkavitätenwerkzeug ist schwieriger zu optimieren, was sich auf seine Effizienz und Ausbeute auswirken kann. First Mold erstellte eine detaillierte Dokumentation für den Kunden, die ihn bei der Optimierung des Spritzgießprozesses mit dem Fusselentferner-Handgriff unterstützen sollte. Die Dokumentation enthält auch Richtlinien zur Wartung, um geringere Ausfallzeiten zu gewährleisten.

Wie jeder Hersteller, der mit First Mold zusammenarbeitet, kommt auch der Hersteller von Fusselentfernern in den Genuss einer beschleunigten Lieferung von Ersatzteilen.

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