Stampaggio a iniezione di plastica ad alta precisione per i componenti della bilancia digitale per bagagli

La bilancia digitale per bagagli è un dispositivo elettronico portatile progettato per pesare con precisione borse e valigie. Il dispositivo aiuta i viaggiatori a evitare il pagamento di supplementi per il sovrappeso del bagaglio.

Di solito è dotata di un gancio o di una cinghia che si attacca alla maniglia della borsa che si desidera pesare. Una volta fissata alla borsa, la bilancia viene sollevata per sollevare la borsa da terra. In questo modo si ottengono letture istantanee del peso fino a 50 kg su uno schermo LCD.

I produttori di bilance per bagagli progettano questi dispositivi per essere portatili e leggeri, rendendoli pratici per l'uso da parte di chiunque. La natura compatta di questi dispositivi ne facilita l'inserimento in tasca o in borsa. La maggior parte dei componenti della bilancia digitale per bagagli è realizzata in plastica resistente. I componenti principali di un dispositivo digitale per la pesatura dei bagagli sono elencati di seguito.

• Il sensore o la cella di carico: È il cuore del dispositivo portatile. Comprende un componente metallico che misura la deflessione o la deformazione causata dal peso del bagaglio.
• Schermo LCD: Lo schermo digitale mostra il peso del bagaglio sospeso. La lettura può essere espressa in kg o lb. Alcuni modelli sono retroilluminati per migliorare la visibilità in condizioni di scarsa illuminazione.
• Bilancia per bagagli Alloggiamento dei componenti: Si tratta dell'impugnatura in plastica che protegge l'elettronica interna.
• Meccanismo di sospensione: Può essere un gancio in lega, una fettuccia o una cinghia di nylon, progettata per fissare il bagaglio.
• Pulsanti: Tutti i modelli sono dotati di pulsanti di accensione per accendere o spegnere il dispositivo. Alcuni modelli sono dotati di pulsanti aggiuntivi per azzerare l'unità o per commutare l'unità di misura tra kg e lb.
• Vano batteria: Un piccolo scomparto, spesso fissato con una vite, che contiene la batteria che alimenta il dispositivo.
• Circuito e componenti: Si tratta di un processore che converte i dati degli estensimetri in numeri digitali che vengono letti sullo schermo LCD.

Requisiti del cliente

Un produttore di dispositivi digitali per la pesatura dei bagagli si è rivolto a First Mold richiedendo degli stampi che lo aiutassero a dare vita ai suoi prodotti. Il cliente voleva stampare un totale di sei diversi componenti di bilance pesa bagagli digitali. Uno degli stampi doveva stampare un materiale trasparente, che permettesse di visualizzare lo schermo digitale sottostante.

Il cliente voleva uno stampo per la produzione di massa. Uno dei requisiti era che lo stampo per bilancia pesa bagagli digitale dovesse durare fino a 500.000 pezzi. Inoltre, il cliente voleva che l'alloggiamento dei componenti della bilancia digitale per bagagli avesse un design a scatto. Per facilitare il montaggio, la tolleranza deve essere di ±0,05 mm con una precisione di ±0,02 mm.

Un altro importante requisito del produttore era che la superficie dell'alloggiamento avesse una finitura lucida. Poiché l'azienda si stava posizionando come marchio globale, il cliente voleva che i suoi prodotti avessero un aspetto premium.

Sfide

La prima sfida che il team di gestione del progetto First Mold ha dovuto superare è stata quella di decidere se creare uno stampo a cavità singola o uno stampo familiare. La scelta di uno stampo famiglia consente al team di unire tutti e sei i diversi componenti in un unico stampo. Inoltre, lo stampo famiglia può evitare differenze di colore tra le diverse parti. Tuttavia, se il team sceglie uno stampo a cavità singola, dovrà creare sei stampi diversi per ciascuno dei componenti della bilancia digitale per bagagli del cliente.

Finitura superficiale lucida

La creazione di stampi per superfici lucide richiede un lavoro supplementare. La superficie dello stampo deve essere lucidata ulteriormente, il che richiede più ore di lavoro. L'ottenimento della superficie lucida può allungare i tempi di consegna. Pertanto, rappresenta sempre una sfida in più per i progetti con scadenze ravvicinate.

Selezione del materiale

Una bilancia pesa bagagli digitale è soggetta a sollecitazioni durante l'uso. Se utilizzata in un aeroporto, può essere impiegata per pesare migliaia di bagagli al giorno. Pertanto, è importante che il materiale utilizzato per la produzione abbia un'eccellente resistenza all'usura per migliorare la durata del prodotto.

Progettazione per la producibilità

L'alloggiamento della bilancia digitale per bagagli presenta pareti rinforzate con nervature per migliorare ulteriormente la rigidità e garantire che non si spezzi durante il funzionamento. Inoltre, il design è caratterizzato da ampi raggi di curvatura. I raggi sono una caratteristica importante che migliora il flusso del materiale, minimizza il ritiro e riduce la concentrazione delle sollecitazioni. Aumentano la resistenza complessiva del pezzo. Tuttavia, se non sono progettati correttamente, gli ampi raggi dei bordi possono anche essere la causa di difetti come strappi o deformazioni.

Soluzione

Dopo varie discussioni con il produttore di bilance digitali per bagagli e dopo aver valutato i pro e i contro, il team di gestione del progetto di First Mold ha deciso che uno stampo a cavità singola è più adatto alle intenzioni del produttore. Anche se l'uso di stampi familiari può evitare differenze di colore, il cliente non considera le differenze di colore come un problema di produzione importante perché il prodotto sarà sottoposto a verniciatura a spruzzo.

Gli stampi familiari sono più veloci nella produzione simultanea di più pezzi diversi. Tuttavia, di solito soffrono di squilibri di pressione, che portano a tassi di difettosità più elevati in alcuni componenti. La decisione di uno stampo a cavità singola è stata presa per i vantaggi che avrebbe offerto al produttore, tra cui:

• Basso costo di produzione: La progettazione di uno stampo a cavità singola è di solito più semplice di quella di uno stampo familiare. La semplicità della progettazione si traduce in una riduzione dei costi di attrezzaggio, grazie alle minori ore di lavoro necessarie. Il budget del cliente privilegiava gli stampi a cavità singola.
• Tempi di consegna più rapidi: Il design più semplice significa anche che gli stampi a cavità semplice possono essere prodotti più rapidamente rispetto a uno stampo familiare. Tempi di consegna più rapidi significano che il produttore di bilance digitali per bagagli può iniziare a produrre in serie i suoi prodotti nel più breve tempo possibile. Il cliente si lamentava anche di lavorare in tempi stretti e voleva che lo stampo fosse completato rapidamente. Per questo motivo, la scelta di stampi per componenti di bilance per bagagli a cavità singola è stata facile.
• Regolazioni di prova rapide: Le modifiche sono più facili ed economiche da realizzare sugli stampi a cavità singola che su quelli a famiglia. Poiché durante la discussione il produttore ha anche affermato di voler rivedere e aggiornare i propri prodotti ogni due anni, lo stampo a cavità singola era più adatto.
• Alto tasso di rendimento: Negli stampi a cavità singola, non è necessario bilanciare diverse geometrie e parametri come temperatura e pressione. Questo porta a una resa maggiore e a un numero minore di difetti, rispetto agli stampi a famiglia.
• Riduzione dei costi di manutenzione: Le riparazioni di stampi a cavità singola saranno isolate a uno stampo specifico e non interromperanno la produzione di altri pezzi. Negli stampi familiari, invece, qualsiasi riparazione blocca la produzione. Poiché il cliente fornisce componenti di bilance digitali per bagagli anche ad altri produttori, l'investimento in uno stampo a cavità singola è stato un modo per garantire il futuro della sua catena di fornitura.

Ottenere una finitura superficiale lucida

Il motivo per cui il produttore ha richiesto una finitura superficiale lucida è che voleva ridurre la lavorazione successiva. Volevano che la superficie fosse pronta per la stampa su seta o la verniciatura a spruzzo dopo lo stampaggio. Per ottenere la finitura superficiale lucida, il team di ingegneri di First Mold ha lucidato la superficie dello stampo con carte abrasive di grana 12.000. Il processo ha richiesto molta abilità e precisione per evitare difetti. 

Scelta del materiale giusto per prestazioni e durata

La qualità di qualsiasi prodotto inizia con la scelta del materiale giusto. Il team di First Mold ha discusso a lungo con il cliente sulla scelta del materiale. L'acrilonitrile butadiene stirene (ABS) è emerso come il materiale migliore per la produzione di valigie digitali. In termini di produzione, possono essere facilmente lavorati, levigati o incollati per ottenere finiture dettagliate e di alta qualità.

L'ABS è anche 100% riciclabile. Poiché il produttore era consapevole dell'impatto ambientale della sua produzione, l'uso dell'ABS gli ha permesso di ridurre l'impronta ambientale mescolando materiali riciclati con plastiche vergini. Anche i vantaggi dell'uso dell'ABS per il consumatore sono enormi.

• Costo-efficacia: L'uso dell'ABS consente ai produttori di produrre facilmente elevati volumi di bilance digitali per bagagli a un prezzo più conveniente. Il basso punto di fusione rende efficiente lo stampaggio a iniezione ad alta velocità. Questi fattori riducono i tempi e i costi di produzione.
• Leggero: L'ABS è leggero, una caratteristica che viene trasferita al prodotto. L'utilizzo di questo materiale garantisce la leggerezza del prodotto per facilitarne la mobilità.
• Elevata durata: L'ABS è rigido, robusto e resistente agli urti e ai graffi. Queste caratteristiche lo rendono ideale per proteggere i componenti elettronici sensibili interni da urti e cadute.
• Flessibilità di progettazione: A differenza di altri tipi di plastica, l'ABS può assumere facilmente vari colori e texture superficiali. Questo lo rende ideale per la verniciatura a spruzzo, che il produttore intende utilizzare come finitura superficiale.
• Resistenza ambientale: L'ABS è resistente all'acqua e può operare in condizioni di moderata escursione termica senza subire deformazioni. Di conseguenza, può essere utilizzato in regioni con climi diversi.

Cosa ha guadagnato il cliente lavorando con First Mold

Lavorando con gli ingegneri di First Mold, il produttore di bilance digitali per bagagli ha sfruttato gli oltre 50 anni di conoscenza combinata del team nella costruzione di stampi per decidere il tipo di stampo che avrebbe offerto il miglior valore per il suo progetto. Il team ha offerto una comunicazione chiara e trasparente e ha accompagnato il cliente in ogni fase del processo di produzione dello stampo per la bilancia per bagagli.

La comunicazione chiara e la ricerca anticipata hanno aiutato il team di First Mold a consegnare sei serie di stampi in un tempo record che ha superato le aspettative del cliente. La collaborazione con First Mold ha esposto il cliente e il suo team alle moderne tecnologie e innovazioni dello stampaggio a iniezione. La parte migliore della collaborazione, secondo il cliente, è stata il superamento delle sue aspettative nel rispetto del suo budget.

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