Productie van handgrepen voor textielscheermesjes / pluisverwijderaars

Bepaalde stoffen die worden gebruikt voor kleding, meubelbekleding en dekens zijn gevoelig voor pluisjes, bolletjes en pluis, waardoor ze er dof uit kunnen zien. Om deze stoffen er weer als nieuw uit te laten zien, worden pluisverwijderaars gebruikt. Pluisverwijderaars zijn er in elektrische en handmatige uitvoeringen. De elektrische versie maakt gebruik van roterende mesjes die worden beschermd door een honingraatnet om pluisjes veilig weg te snijden zonder het materiaal te beschadigen. De handmatige versie maakt gebruik van een rol klevend papier om haren en stof op te vangen. Bij deze versie moet het vel worden vervangen zodra het oppervlak vol is.

Een doordacht ontwerp van de handgreep van een pluisverwijderaar is belangrijk om een veilig, efficiënt en comfortabel gebruik van deze producten te bevorderen. Als de handgreep van een pluisverwijderaar oncomfortabel in de hand ligt, wordt het moeilijker om het product te gebruiken voor uitgebreide pluisverwijderingsklussen, zoals het schoonmaken van grote dekens, winterjassen en met huisdierharen bedekte bekleding. De functies van het handvat van de pluisverwijderaar zijn onder meer:

• Verhoog de precisie en controle: Dankzij de antislipgreep kun je nauwkeurig en gelijkmatig druk uitoefenen, zodat je pluisjes veilig kunt verwijderen zonder de stof te beschadigen.
• Verminder vermoeidheid van de handen: Een handgreep voor een pluisverwijderaar die is ontworpen met het oog op ergonomische vormen, zorgt voor comfortabel en langdurig gebruik.
• Verbeterde wendbaarheid: Producten met draaibare of verlengde handgrepen maken het makkelijker om lastige plekken te bereiken, zoals kragen of hoeken van bekleding.
• Veilig gebruik van elektrische apparaten: De elektrische onderdelen zijn voorzien van kunststof handgrepen om het risico op elektrocutie te verminderen.

De handgrepen van pluisverwijderaars kunnen ook voor een specifiek doel worden ontworpen. Zo hebben draagbare modellen die bedoeld zijn voor gebruik onderweg korte of compacte handgrepen, terwijl modellen die zijn ontworpen voor zware huishoudelijke taken lange, stevige handgrepen hebben.

Eisen van de klant

Een fabrikant van pluisverwijderaars benaderde First Mold met een tekening van het handvat voor hun nieuwe product. Ze vroegen specifiek om twee sets matrijzen met meerdere holtes. De klant gaf de voorkeur aan polyamide 66, versterkt met 30%-glasvezel (PA66 + 30% GF), als het primaire materiaal voor het spuitgieten van het handvat van de pluisverwijderaar.

De materiaalkeuze was ingegeven door de gemelde bezorgdheid over de duurzaamheid van de handgrepen van hun eerdere modellen. PA66 + 30% GF wordt op grote schaal gebruikt als alternatief voor metaal in veeleisende omgevingen met hoge belasting. Het materiaal beschikt over een superieure mechanische sterkte en stijfheid. De 30%-glasvezelversterking verhoogt de treksterkte met maximaal 150% in vergelijking met ongevuld PA66.

De klant heeft gevraagd om een hoge maatnauwkeurigheid (±0,1 mm) die een klikmontage mogelijk maakt. Bovendien moet de matrijs voor het handvat van de pluisverwijderaar een opbrengstpercentage bij massaproductie van ≥98% hebben. Met andere woorden: de matrijs moet geschikt zijn voor het vervaardigen van herhaalde productieseries die vrij zijn van veelvoorkomende spuitgietfouten.

Uitdagingen en oplossingen

De materiaalkeuze van de fabrikant van de pluisverwijderaar voor het handvat vormde een grote uitdaging die het team van ingenieurs van First Mold moest overwinnen. Hoewel PA66 + 30% GF sterker en duurzamer is dan gewone kunststoffen – wat het handvat van de pluisverwijderaar eigenlijk duurzamer zou moeten maken – vormt het een bijzondere uitdaging bij het spuitgieten.

Zo werkt het glasvezelgehalte van het materiaal 30% bijvoorbeeld als schuurpapier tijdens het spuitgieten van de handgreep van een pluisverwijderaar. Dit leidt tot slijtage van de schroeven en cilinders en verkort de levensduur van de matrijs (vorming van bramen). Hoewel het gebruik van gehard staal (bijvoorbeeld H13/1.2344) de vorming van bramen kan voorkomen, zullen de gereedschapskosten hierdoor stijgen. In dit geval zou dat betekenen dat de kosten het budget van de klant overschrijden.

Het voorkomen van glasvezelbloei

PA66 + 30% GF is zeer gevoelig voor het bloeien van glasvezels. Dit treedt meestal op door blootstelling aan ultraviolet (UV) licht en vocht. Deze factoren tasten de beschermende harslaag van het handvat van de glasvezelpluisverwijderaar aan, waardoor de onderliggende glasvezels bloot komen te liggen. Het resultaat is een krijtachtig, pluizig, wit uiterlijk dat esthetisch onaantrekkelijk is. Deze onvolkomenheid is onaanvaardbaar voor huishoudelijke apparaten.

Naast het onaantrekkelijke uiterlijk kan het oppervlak ruw aanvoelen. Bovendien kunnen losse vezels onprettig aanvoelen of ervoor zorgen dat het oppervlak “jeukt”. Ernstige blooming kan leiden tot een verminderde structurele integriteit en een verhoogde porositeit. Door die porositeit kan vocht door het handvat dringen en de kwetsbare elektronische onderdelen eronder beschadigen.

De ingenieurs van First Mold hebben een speciaal proces ontwikkeld voor de productie van handgrepen voor pluisverwijderaars van PA66 + 30% GF, om het uitkomen van glasvezels volledig te voorkomen. Het resultaat was een glad oppervlak zonder zichtbare vezels, dat voldoet aan de uiterlijke normen voor huishoudelijke apparaten.

Afwijkingen in de afmetingen bij matrijzen met meerdere holtes

Een matrijs met meerdere holtes biedt het voordeel dat fabrikanten in één cyclus meer onderdelen kunnen produceren. Dit brengt echter ook procesuitdagingen met zich mee die, indien ze niet op de juiste manier worden aangepakt, kunnen leiden tot een toename van het aantal defecte onderdelen. Ongelijkmatige krimp tussen de verschillende holtes leidt tot een wisselende pasnauwkeurigheid.

Zo moet de matrijs voor het handvat van de pluisverwijderaar zo worden ontworpen dat een gelijkmatige vulling van de holtes, een consistente temperatuurregeling en een uniforme kwaliteit van de onderdelen in alle holtes worden gewaarborgd. Het is echter vaak moeilijk om een gelijkmatige, gelijktijdige vulling van alle holtes te garanderen.

Ook is het een uitdaging om in meerdere caviteiten een constante temperatuur te handhaven. Zelfs de kleinste rekenfout kan leiden tot een ongelijkmatige stroming of ongelijke afkoeling, wat op zijn beurt weer kan leiden tot defecten zoals bramen, onvolledige vullingen, kromtrekken en verschillen in krimp of gewicht van de onderdelen.

Dankzij tientallen jaren ervaring en geavanceerde bewerkings- en CAD-software wist First Mold dit probleem op te lossen. Door middel van een evenwichtige verdeler en een uitgebalanceerde koeling wist het team het maatverschil tussen de holtes te beperken tot ≤ 0,03 mm.

Het op peil houden van een productieopbrengst van ≥98%

Een ongelijkmatige vulling met smelt leidt tot overgevulde of ondergevulde holtes, wat een scherpe daling van het rendement tot gevolg heeft. De ingenieurs van First Mold stonden bij dit project voor een nieuwe, unieke uitdaging. Door de bijzondere vorm van het handvat van de pluisverwijderaar was dit onderdeel gevoelig voor kromtrekken en vervorming.

Als deze problemen niet worden opgelost, kan dit leiden tot een verkeerde uitlijning van de assemblage, loszittende gespen en abnormale geluiden in het eindproduct. Een ander punt van zorg met betrekking tot het ontwerp van het handvat was de geringe sterkte van de lasnaad. Het gebied dat bij gebruik het meest wordt belast, is gevoelig voor breuken, wat een potentieel veiligheidsrisico vormt.

De ingenieurs van First Mold hebben deze problemen opgelost door het matrijsproces te optimaliseren. Zowel het kromtrekken als de geringe sterkte van de lasnaad kunnen worden verholpen door middel van precisie-matrijzen en temperatuuroptimalisatie.

Bij de precisiebewerking van de matrijs voor het handvat van de pluisverwijderaar maakte het team gebruik van CNC-bewerking om een uniforme wanddikte te realiseren in de verschillende matrijsholtes. Daarnaast heeft het productieteam bij de hoeken afgeronde, consistente radii toegepast in plaats van scherpe randen, om de doorstroming van het gesmolten materiaal te bevorderen. Andere maatregelen die zijn genomen om het rendement boven 98% te houden, zijn onder meer:

• Druk optimaliseren: Vuldruk, injectiesnelheid en houddruk.
• Temperatuur optimaliseren: Koelingssysteem van de matrijs, smelttemperatuur en matrijstemperatuur.
• Het ontwerp van matrijzen verbeteren: De poort is verplaatst om ervoor te zorgen dat de lasnaad in een niet-kritiek gebied komt te liggen. Bij de lasnaad zijn ontluchtingsopeningen aangebracht om opgesloten gas te laten ontsnappen.

Er werd simulatiesoftware gebruikt om kromtrekking, vezeloriëntatie en koelefficiëntie te voorspellen voordat het staal voor de matrijs werd gesneden. Dankzij de combinatie van deze strategieën kon First Mold een matrijs ontwikkelen voor de productie van handvatten voor pluisverwijderaars, waarbij de kromtrekking werd beperkt tot ≤ 0,1 mm, waardoor de compatibiliteit met het 100%-hoofdapparaat werd gewaarborgd. De ontwerpwijzigingen en procesoptimalisatie droegen bij aan een stabiele massaproductie zonder enige vervorming.

Wat de klant heeft gewonnen met de oplossingen van First Mold

Door samen te werken met First Mold kon de fabrikant van pluisverwijderaars tijd en geld besparen. Ten eerste ging het om een project met een strikte deadline. De klant liep een enorm risico op bezuinigingen als hij er niet in zou slagen de eindproducten binnen acht weken na het eerste contact te leveren.

Door gebruik te maken van geavanceerde hulpmiddelen en in nauwe samenwerking met de klant heeft First Mold de twee sets matrijzen met meerdere holtes binnen drie weken geleverd. Hierdoor had de fabrikant ruim de tijd om het spuitgietproces voor de handgreep van de pluisverwijderaar te optimaliseren voordat de massaproductie van start ging.

Vanwege de schurende eigenschappen van PA66 + 30% GF liep de fabrikant van pluisverwijderaars het risico dat hij gehard staal voor de matrijzen moest gebruiken. Dit materiaal is niet alleen duurder, maar vereist ook meer arbeidsintensieve bewerkingen. Door deze combinatie van factoren liepen de matrijskosten uit boven het budget van de klant.  

De ingenieurs van First Mold hebben het bewerkingsproces van een goedkoper staalsoort geoptimaliseerd om een duurzame, harde en wrijvingsarme barrière te creëren tussen de schurende vezels en het matrijsoppervlak. Met andere woorden: de aan de klant geleverde matrijs voor het handvat van de pluisverwijderaar kan veilig worden gebruikt met PA66 + 30% GF zonder dat er voortijdige slijtage optreedt.

Een matrijs met meerdere holtes is moeilijker te optimaliseren, en dit kan van invloed zijn op de efficiëntie en de opbrengst ervan. First Mold heeft voor de klant een gedetailleerde documentatie opgesteld om hen te helpen bij het optimaliseren van het spuitgietproces van de handgreep voor de pluisverwijderaar. De documentatie bevat ook richtlijnen voor onderhoud om stilstandtijd te beperken.

Net als elke andere fabrikant die met First Mold heeft samengewerkt, profiteert ook de fabrikant van pluisverwijderaars van een snelle levering van reserveonderdelen.

FAQ