Zwei-Schuss-Spritzgießen für die Herstellung von Präzisionstrimmern

Trimmer sind wichtige Werkzeuge für die Haarpflege. Interessanterweise sind die meisten Hersteller unschlüssig, ob sie eine Haarschneidemaschine oder einen Trimmer herstellen sollen. Die beiden sehen zwar gleich aus, aber eine Schermaschine hat größere Klingen und ist ideal zum Schneiden einer großen Menge Haare.

Ein Haartrimmer hingegen ist darauf spezialisiert, das Haar sehr nah an der Haut zu schneiden. Sie haben feinere Klingen und sind leicht, was sie ideal für das Konturieren, Ausarbeiten, Einfassen und Stylen von Haaren macht. Die Hersteller von Haartrimmern stellen diese Produkte meist für die Reinigung von Dekolletés, Koteletten oder die Pflege der Gesichtsbehaarung her. Zu den wichtigsten Merkmalen von Haartrimmern gehören:

• Mehr Präzision und Details: Ausgestattet mit feineren Klingen, die scharfe, saubere Linien ermöglichen.
• Tiefer schneiden: Sie schneiden kürzer als Schermaschinen und sind damit die perfekte Wahl für Stoppeln, Details und saubere Fades.
• Leichter als eine Schermaschine: Sie sind kompakter und leichter, so dass sie leichter zu handhaben sind und für komplizierte Details verwendet werden können.

Wesentliche Teile eines Haartrimmers

Für Existenzgründer, die in die Herstellung von Haartrimmern einsteigen wollen, ist es wichtig, die Bestandteile eines Haartrimmers zu kennen. Haartrimmer bestehen aus einem abnehmbaren Schneidsatz, der von einem Motor angetrieben wird. Die elektronischen Bauteile sind in einem Kunststoffgehäuse mit einem Netzschalter untergebracht. Nachstehend sind die wichtigsten Bestandteile eines Haartrimmers aufgeführt.

• Klingen: Dies ist der Teil, der das eigentliche Schneiden übernimmt. Er besteht aus einer feststehenden Klinge, die wie ein Kamm wirkt, und einer beweglichen Klinge, die als Schneidevorrichtung dient. Die beweglichen Klingen vibrieren gegeneinander, um das Haar zu schneiden.
• Motor: Sie liefert die Kraft, die die Bewegung der Flügel antreibt.
• Gehäuse: Das Gehäuse ist die äußere Hülle, die die inneren Komponenten vor Schäden durch Stöße und Umwelteinflüsse schützt.
• Wächter/Grenzkämme: Das sind aufsteckbare Kunststoffteile, die die Länge der Haare bestimmen, die der Trimmer schneiden soll. Die Längen können von sehr kurz bis lang reichen.
• Einschalttaste: Dient zum Ein- und Ausschalten des Geräts
• Drive Link: Dies ist der Mechanismus, der die Energie des Motors in eine Blattschwingung umsetzt.

Anforderungen des Kunden

Ein Hersteller von Haartrimmern wandte sich an First Mold und bat um Unterstützung bei Herstellung von Präzisionsspritzgussformen im Zweischussverfahren. Nach Angaben des Kunden baute er eine Fabrik für die Massenproduktion von Haartrimmern auf und suchte ein Unternehmen, das ihn bei der Herstellung von Formen unterstützen würde. Bei der Suche nach einem Werk für die Massenproduktion von Haartrimmern in China wurde First Mold häufig genannt.

Bevor sie sich zu einem Gespräch über ihr bevorstehendes Projekt zusammensetzten, baten sie um eine Besichtigung der Fabrik und der technologischen Einrichtung von First Mold. Überzeugt von dem, was sie sahen, entwarfen sie den Plan für ihr bevorstehendes Projekt. Während sich die meisten Hersteller von Haartrimmern auf Produkte für Erwachsene konzentrieren, wollte dieser Kunde ein Produkt für Kinder entwickeln.

Da dieser Kunde ein Neuling in der Branche war, wollte er auch Ratschläge bezüglich des besten Materials und des Spritzgussverfahrens für die Herstellung der verschiedenen Komponenten des Haartrimmers, insbesondere der Schutzvorrichtungen und des Gehäuses. Weitere wichtige Anforderungen an den Haartrimmer sind:

• Wandstärke: 1,0 mm oder weniger
• Gesamtgewicht des Produkts: 200g bis 250g
• Fehlertoleranz: Kein Grat und keine Grate
• Oberflächenbehandlung: Seidendruck
• Toleranz bei der Montage: ±0.05 mm
• Ausbeute bei der Massenproduktion: ≥98%

Herausforderungen und Lösungen

Da der Hersteller eines Haartrimmers ein Produkt speziell für Kinder entwickelt hat, war es äußerst wichtig, dass die Schutzvorrichtungen und das Gehäuse wegen der empfindlichen Kinderhaut keine Grate aufweisen. Der Grund dafür ist, dass Grate winzige Schnitte auf der Haut von Kindern hinterlassen können. Außerdem wollte der Kunde ein leichtes Produkt herstellen. Daher war es für die Ingenieure von First Mold wichtig, ein leichtes Produkt zu entwickeln.

Materialkompatibilität für 2K-Molding

Die zweite Herausforderung, die First Mold in Zusammenarbeit mit dem Hersteller des Haartrimmers bewältigen musste, war die Sicherstellung der Materialkompatibilität. Da es sich bei der Produktionstechnik um ein 2K-Spritzgussverfahren handelt, musste sichergestellt werden, dass die beiden Materialien, die für das Spritzgussverfahren verwendet werden, chemisch kompatibel sind, um eine gute Verbindung zu gewährleisten.

Das erste Material muss der Temperatur des zweiten, heißeren Materials beim Überspritzen standhalten, ohne sich zu verformen oder zu schmelzen. Wenn sich die Materialien nicht richtig verbinden, kann sich der Soft-Touch-Griff während des Gebrauchs ablösen. Auch wenn die Schwindungsraten des harten und des weichen Materials erheblich voneinander abweichen, kann es zu Verformungen oder Rissen kommen.

Kompliziertes Haarschneideform-Design

Die Formenbau für das Two-Shot-Spritzgießen erfordert in der Regel 30% bis 50% komplexere Werkzeuge. Zum Beispiel muss die Form so konstruiert sein, dass der erste Schuss zum Überspritzen in die zweite Kavität rotieren kann. Um eine gleichmäßige Kühlung zu gewährleisten, musste eine Form mit gleichmäßiger Wandstärke geschaffen werden.

Um eine gleichmäßige Kühlung zu erreichen, haben die Ingenieure von First Mold fortschrittliche Kühlkanäle in der Form entwickelt. Dies ist auch für die Maßhaltigkeit entscheidend. Die CAD-Simulation half den First Mold-Ingenieuren auch bei der Anschnittplatzierung, Analyse des Formflusses, und finden Sie mögliche Verformungen vor der Produktion.

Herausforderungen bei der Herstellung von Haartrimmern mit 2K-Molding

Das Two-Shot-Spritzgießen erfordert in der Regel eine längere Zykluszeit, da die zusätzlichen Einspritzschritte, der Transfer und die Kühlung in der Maschine erfolgen. Außerdem treten in der Regel häufiger Fehler auf, insbesondere in dem Bereich, in dem der zweite Schuss auf den ersten trifft. Dieser Fehler kann zu Abplatzungen, Rollneigung oder Schälen führen.

Der erste Anschnitt kann Spuren hinterlassen. Die Ingenieure von First Mold stellten jedoch sicher, dass die Form sorgfältig so konstruiert wurde, dass der zweite Schuss alle Spuren des ersten Schusses überdeckt. Durch diese konstruktive Überlegung entfielen auch kostspielige Nachbearbeitungen und Montageverzögerungen, die den Hersteller Geld kosten würden.

Design-Gehäuse für Haartrimmer mit geringem Gewicht

Um das vom Hersteller des Haarschneiders vorgegebene Gewichtslimit einzuhalten, musste jedes Bauteil unter dem Gesichtspunkt der Leichtigkeit konstruiert werden. Statt dicker Wände für das Gehäuse entschieden sich die Ingenieure von First Mold beispielsweise für rippenverstärkte dünne Wände.

Um eine maximale Festigkeit zu gewährleisten, wurde die Rippengeometrie unter Verwendung von CAD-Software (SolidWorks). Moldflow wurde zur Validierung des Designs für die Herstellbarkeit verwendet, um eine gleichmäßige Dicke zu gewährleisten und Füllprobleme zu vermeiden.

Verhinderung von Gratbildung im Trimmerschutz

Es wurden mehrere Schritte unternommen, um die Bildung von Grat zu verhindern. Der erste war die Prozessoptimierung. Dazu gehörte die Optimierung von Einspritzdruck und -geschwindigkeit. Ein zu hoher Druck kann das geschmolzene Material in die Trennebenen zwingen. Auch die Schmelztemperatur wurde optimiert, um die Viskosität bei zu flüssigen Materialien zu erhöhen.

Bei der Konstruktion der Form für das Haartrimmergehäuse erhöhten die Ingenieure von First Mold die Schließkraft, um die Form gegen den Innendruck des Kunststoffs fest geschlossen zu halten. Die Maschinenplatten waren parallel und richtig ausgerichtet, um einen ungleichmäßigen Schließdruck zu vermeiden.

Durch die Kombination dieser Techniken wurde die Bildung von Blitzlicht vermieden und der Hersteller des Haarschneiders sparte wertvolle Ressourcen, die er für die Nachbearbeitung hätte aufwenden müssen. Außerdem wurde das Produkt dadurch für die Zielgruppe sicher.

Enge Toleranzen für eine einfache Montage

Angesichts der vom Hersteller geforderten engen Toleranzen (±0,05 mm) mussten die Ingenieure von First Mold eine Kombination aus präziser CAD-Konstruktion und CNC-Bearbeitung einsetzen, um die Formen für die Haartrimmer herzustellen. Enge Toleranzen sind entscheidend für die genaue Funktion der Komponenten. Eine geringfügige Abweichung kann zu Montagefehlern, vorzeitigen Brüchen oder schwachen Verbindungen führen.

Eine enge Toleranz sorgt dafür, dass der männliche Haken und die weibliche Aussparung jedes Mal perfekt zueinander passen. Dadurch wird verhindert, dass der Schnappverschluss zu locker ist, was zu einem Klappern der Teile führt. Es wird auch verhindert, dass der Schnappverschluss zu fest ist, was zu einer übermäßigen Montagekraft führt, die zu einer Beschädigung der Komponenten führen könnte.

Was der Kunde durch die Übernahme der Lösungen von First Mold gewonnen hat

Als der Kunde das Werk von First Mold betrat, war er sich über den Unterschied zwischen einem Haarschneider und einem Trimmer nicht im Klaren. Außerdem wollten sie einen einzigen Kunststofftyp für alle verschiedenen Kunststoffteile verwenden.

Nach Rücksprache mit dem First Mold-Team, das aus engagierten Ingenieuren mit jahrzehntelanger Erfahrung in diesem Bereich besteht, stellte sich jedoch heraus, dass dies keine gute Idee war. Stattdessen wurden verschiedene Kunststoffmaterialien (ABS, PC, POM, PC+ABS und TPU) für verschiedene Komponenten vorgeschlagen, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Obwohl die Herstellung von Zweikomponenten-Spritzgussteilen mehr technische Fähigkeiten erfordert, konnte der Hersteller von Haartrimmern sein 2K-Werkzeug vor dem geplanten Beginn der Massenproduktion ausliefern. Die rechtzeitige Lieferung ermöglichte es dem Hersteller, Vorbestellungen zu erfüllen und das Nachfrageziel zu erreichen.

Der Einsatz einer virtuellen Simulationssoftware ermöglichte es First Mold, die Probeabformung Versuche auf maximal drei Versuche zu beschränken. Dies war besonders wichtig, da wiederholte Versuche zeitaufwändig und kostspielig sind. Durch eine Kombination aus schnellerer Werkzeugherstellung und weniger Versuchsformen wurde sichergestellt, dass der gesamte Herstellungsprozess des Haarschneiders innerhalb des Budgets blieb.

FAQ