Stampaggio a iniezione a due riprese per la produzione di tagliacapelli di precisione

I trimmer sono strumenti importanti per la cura dei capelli. È interessante notare che la maggior parte dei produttori è bloccata nel decidere se produrre un tagliacapelli o un trimmer. Sebbene le due cose si assomiglino, il tagliacapelli ha lame più grandi ed è ideale per tagliare una grande quantità di capelli.

Un tagliacapelli, invece, è specializzato nel taglio dei capelli molto vicino alla cute. Hanno lame più sottili e sono leggeri, il che li rende ideali per delineare, definire i dettagli, bordare e acconciare i capelli. I produttori di tagliacapelli realizzano questi prodotti soprattutto per la pulizia di scollature, basette o peli del viso. Le caratteristiche principali dei tagliacapelli includono:

• Maggiore precisione e dettagli: È dotato di lame più sottili che consentono di ottenere linee nitide e pulite.
• Tagliare più a fondo: Tagliano più corti dei tagliacapelli, il che li rende perfetti per le barbe, i dettagli e la creazione di sfumature nette.
• Più leggero delle forbici: Sono stati progettati per essere più compatti e leggeri, il che li rende più facili da maneggiare e da usare per i dettagli più complessi.

Parti fondamentali di un tagliacapelli

Per le startup che vogliono entrare nel settore della produzione di tagliacapelli, è importante conoscere i componenti di un tagliacapelli. I tagliacapelli sono costituiti da una serie di lame staccabili azionate da un motore. I componenti elettronici sono alloggiati in un involucro di plastica con un interruttore di alimentazione. Di seguito sono riportati i componenti principali di un tagliacapelli.

• Lame: È la parte che esegue il taglio vero e proprio. Si compone di una lama fissa che funge da pettine e di una lama mobile che funge da taglierina. Le lame mobili vibrano l'una contro l'altra per tagliare i capelli.
• Motore: Fornisce l'energia che aziona il movimento delle pale.
• Alloggi: Il corpo è l'involucro esterno che protegge i componenti interni dai danni provocati dagli urti e dagli elementi ambientali.
• Protezioni/pettini di limitazione: Si tratta di plastiche a scatto che determinano la lunghezza dei capelli che il rifinitore taglierà. Le lunghezze possono variare da molto corte a lunghe.
• Pulsante di accensione: Utilizzato per accendere/spegnere il dispositivo
• Collegamento all'unità: È il meccanismo che traduce l'energia del motore in oscillazione della lama.

Requisiti del cliente

Un'azienda produttrice di tagliacapelli si è rivolta a First Mold per avere assistenza con produzione di stampi a iniezione di precisione a due colpi. Secondo il cliente, stava costruendo una fabbrica di produzione di massa di tagliacapelli ed era alla ricerca di un'azienda che lo assistesse nella produzione di stampi. Durante la ricerca di una fabbrica per la produzione in serie di tagliacapelli in Cina, First Mold è stata citata spesso.

Prima di sedersi per discutere del loro progetto imminente, hanno chiesto di visitare la fabbrica e l'impianto tecnologico di First Mold. Convinti da ciò che hanno visto, hanno definito il piano del loro progetto imminente. Mentre la maggior parte dei produttori di tagliacapelli si concentra su prodotti per adulti, questo cliente voleva creare un prodotto pensato per i bambini.

Poiché il cliente era nuovo nel settore, voleva anche una consulenza sul materiale migliore e sul processo di stampaggio a iniezione per costruire i diversi componenti del tagliacapelli, in particolare le protezioni e l'alloggiamento. Altri requisiti chiave per il tagliacapelli sono:

• Spessore della parete: 1,0 mm o meno
• Peso complessivo del prodotto: Da 200 a 250 g
• Tolleranza ai guasti: Nessuna sbavatura o bava
• Trattamento della superficie: Stampa su seta
• Tolleranza di montaggio: ±0.05 mm
• Tasso di rendimento della produzione di massa: ≥98%

Sfide e soluzioni

Poiché il produttore di tagliacapelli stava creando un prodotto specificamente progettato per i bambini, era estremamente importante che le protezioni e l'alloggiamento fossero privi di scaglie o bave a causa della natura sensibile della pelle dei bambini. Il motivo è che le bave possono lasciare piccoli tagli sulla pelle dei bambini. Inoltre, il cliente voleva creare un prodotto leggero. Pertanto, per gli ingegneri di First Mold è stato importante progettare per alleggerire il prodotto.

Compatibilità dei materiali per lo stampaggio 2K

La seconda sfida che First Mold ha dovuto superare in collaborazione con il produttore di tagliacapelli è stata quella di garantire la compatibilità dei materiali. Poiché la tecnica di produzione è lo stampaggio a iniezione a due riprese (o stampaggio 2K), era importante garantire che i due materiali utilizzati per lo stampaggio fossero chimicamente compatibili per assicurare un'adeguata adesione.

Il primo materiale deve resistere alla temperatura del secondo, più caldo, durante l'iniezione, senza deformarsi o fondersi. Se i materiali non si legano correttamente, la presa soft-touch può staccarsi durante l'uso. Inoltre, se il tassi di ritiro dei materiali rigidi e morbidi differiscono in modo significativo, possono verificarsi deformazioni o incrinature.

Design intricato dello stampo per tagliacapelli

Il progettazione dello stampo per lo stampaggio a iniezione a due riprese di solito richiede da 30% a 50% un'attrezzatura più complessa. Ad esempio, lo stampo deve essere progettato in modo da consentire la rotazione del primo colpo verso la seconda cavità per il sovrastampaggio. È stato necessario creare uno stampo con uno spessore uniforme delle pareti per garantire un raffreddamento costante.

Per ottenere un raffreddamento costante, gli ingegneri di First Mold hanno progettato canali di raffreddamento avanzati nello stampo. Questo aspetto è fondamentale anche per la stabilità dimensionale. La simulazione CAD ha aiutato gli ingegneri di First Mold anche nel posizionamento delle porte, analizzare il flusso dello stampo, e individuare potenziali deformazioni prima della produzione.

Sfide di produzione dei tagliacapelli con stampaggio 2K

Lo stampaggio a iniezione a due riprese richiede di solito un tempo di ciclo più lungo a causa delle fasi di iniezione, trasferimento e raffreddamento supplementari che avvengono all'interno della macchina. Inoltre, i difetti sono generalmente più comuni, soprattutto nell'area in cui il secondo colpo incontra il primo. Questo difetto può portare a scagliature, arricciamenti o spellature.

La porta del primo colpo può lasciare dei segni. Tuttavia, gli ingegneri di First Mold si sono assicurati che la progettazione dello stampo fosse fatta con attenzione, in modo che il secondo colpo coprisse qualsiasi segno lasciato dalla porta del primo colpo. Questa considerazione progettuale ha anche eliminato la necessità di costosi ritardi nella lavorazione e nell'assemblaggio in post-produzione, che sarebbero costati al produttore.

Progettazione di alloggiamenti per tagliacapelli leggeri

Per rispettare i limiti di peso imposti dal produttore del tagliacapelli, ogni componente doveva essere progettato tenendo conto della leggerezza. Ad esempio, invece di pareti spesse per l'alloggiamento, gli ingegneri di First Mold hanno optato per pareti sottili rinforzate con nervature.

Per garantire la massima resistenza, la geometria delle costole è stata progettata utilizzando Software CAD (SolidWorks). Moldflow è stato utilizzato per convalidare il progetto per la producibilità, per garantire uno spessore uniforme ed evitare problemi di riempimento.

Prevenzione di scintille o bave nella protezione del rifilatore

Sono state adottate diverse misure per prevenire la formazione di flash. La prima è stata l'ottimizzazione del processo. Tra queste, l'ottimizzazione della pressione e della velocità di iniezione. Una pressione eccessiva può forzare il materiale fuso nelle linee di separazione. Inoltre, la temperatura di fusione è stata ottimizzata per aumentare la viscosità dei materiali troppo fluidi.

Durante la progettazione dello stampo dell'alloggiamento del tagliacapelli, gli ingegneri di First Mold hanno aumentato la forza di serraggio per tenere lo stampo ben chiuso contro la pressione interna della plastica. I piani della macchina erano paralleli e correttamente allineati per evitare una pressione di serraggio non uniforme.

La combinazione di queste tecniche ha eliminato la formazione di flash e ha fatto risparmiare al produttore di tagliacapelli preziose risorse che sarebbero state spese per l'elaborazione in post-produzione. Inoltre, ha reso il prodotto sicuro per l'uso da parte del pubblico di riferimento.

Creazione di tolleranze strette per un facile assemblaggio

Tenendo conto della stretta tolleranza (±0,05 mm) richiesta dal produttore, gli ingegneri di First Mold hanno dovuto utilizzare una combinazione di progettazione CAD precisa e lavorazione CNC per creare gli stampi dei tagliacapelli. Le tolleranze strette sono fondamentali per garantire un funzionamento accurato dei componenti. Una piccola deviazione può portare a guasti di assemblaggio, rotture premature o connessioni deboli.

Una tolleranza ristretta garantisce che il gancio maschio e l'incavo femmina si allineino sempre perfettamente. In questo modo si evita una situazione in cui l'innesto a scatto è troppo allentato, con conseguente tintinnio dei componenti. Si evita anche che l'innesto a scatto sia troppo stretto, con conseguente forza di montaggio eccessiva che potrebbe danneggiare i componenti.

Cosa ha guadagnato il cliente adottando le soluzioni di First Mold

Quando il cliente è entrato nella sede di First Mold, non aveva ben chiara la differenza tra un tagliacapelli e un rifinitore. Inoltre, volevano utilizzare un unico tipo di plastica per tutte le diverse parti in plastica.

Tuttavia, dopo aver comunicato con il team First Mold di ingegneri dedicati con decenni di esperienza nel settore, hanno scoperto che non era un'idea favorevole. Invece, per ottenere i migliori risultati, sono stati scelti diversi materiali plastici (ABS, PC, POM, PC+ABS e TPU) per i vari componenti.

Sebbene la creazione di stampi a iniezione a due colpi richieda maggiori competenze tecniche, il produttore di tagliacapelli si è fatto consegnare lo stampo 2K prima dell'inizio previsto della produzione di massa. La consegna tempestiva ha permesso al produttore di soddisfare i preordini e di rispettare l'obiettivo della domanda.

L'uso di un software di simulazione virtuale ha permesso a First Mold di limitare i costi di produzione. stampaggio di prova tentativi per un massimo di tre volte. Questo è stato particolarmente importante perché i tentativi ripetuti richiedono tempo e costi elevati. La combinazione di una lavorazione più rapida e di una riduzione dei tentativi di stampaggio ha garantito il rispetto del budget per l'intero processo di produzione dei tagliacapelli.

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