Tweestralig spuitgieten voor de productie van precisie-haartrimmers

Trimmers zijn belangrijke hulpmiddelen voor de haarverzorging. Het is opmerkelijk dat de meeste fabrikanten twijfelen wanneer ze moeten kiezen tussen de productie van een tondeuse of een trimmer. Hoewel de twee op elkaar lijken, heeft een tondeuse grotere mesjes en is deze ideaal voor het knippen van grote hoeveelheden haar.

Een haartrimmer daarentegen is speciaal ontworpen om haar heel kort bij de huid te knippen. Ze hebben fijnere mesjes en zijn licht van gewicht, waardoor ze ideaal zijn voor het aftekenen, verfijnen, bijwerken en stylen van het haar. Fabrikanten van haartrimmers maken deze producten vooral voor het bijwerken van de neklijn, bakkebaarden of het verzorgen van gezichtshaar. De belangrijkste kenmerken van haartrimmers zijn onder meer:

• Grotere nauwkeurigheid en meer details: Wordt geleverd met fijnere mesjes waarmee je scherpe, strakke lijnen kunt maken.
• Snijd dieper: Ze knippen korter dan een tondeuse, waardoor ze de perfecte keuze zijn voor stoppelbaarden, fijne details en strakke overgangen.
• Lichter dan een tondeuse: Ze zijn ontworpen om compacter en lichter te zijn, waardoor ze gemakkelijker te hanteren en te gebruiken zijn voor fijne details.

Belangrijke onderdelen van een haartrimmer

Voor start-ups die zich willen toeleggen op de productie van haartrimmers, is het belangrijk om te weten uit welke onderdelen een haartrimmer bestaat. Haartrimmers bestaan uit een afneembare set mesjes die door een motor worden aangedreven. De elektronische onderdelen zijn ondergebracht in een kunststof behuizing met een aan/uit-schakelaar. Hieronder staan de belangrijkste onderdelen van een haartrimmer.

• Messen: Dit is het onderdeel dat het eigenlijke knippen verzorgt. Het bestaat uit het vaste mesje, dat als kam fungeert, en het bewegende mesje, dat als snijmes fungeert. De bewegende mesjes trillen tegen elkaar aan om het haar te knippen.
• Motor: Het levert het vermogen dat de beweging van de bladen aandrijft.
• Huisvesting: De carrosserie is de buitenste schil die de interne onderdelen beschermt tegen schade door stoten en omgevingsinvloeden.
• Beschermkammen/begrenzingskammen: Dit zijn opklikbare kunststof opzetstukken die bepalen hoe lang het haar door de trimmer wordt geknipt. De lengtes variëren van heel kort tot lang.
• Aan/uit-knop: Wordt gebruikt om het apparaat aan of uit te zetten
• Link naar de schijf: Dit is het mechanisme dat de energie van de motor omzet in de trilling van het blad.

Eisen van de klant

Een fabrikant van haartrimmers heeft First Mold om hulp gevraagd bij productie van precisie-spuitgietmatrijzen in twee fasen. Volgens de klant waren ze bezig met de bouw van een fabriek voor de massaproductie van haartrimmers en waren ze op zoek naar een bedrijf dat hen kon helpen bij de productie van matrijzen. Tijdens hun zoektocht naar een fabriek voor de massaproductie van haartrimmers in China kwam First Mold regelmatig naar voren.

Voordat ze aan een bespreking over hun aanstaande project begonnen, vroegen ze om een rondleiding door de fabriek en de technologische faciliteiten van First Mold. Ze waren onder de indruk van wat ze zagen en stelden vervolgens de blauwdruk voor hun aanstaande project op. Terwijl de meeste fabrikanten van haartrimmers zich richten op producten voor volwassenen, wilde deze klant een product ontwikkelen dat speciaal voor kinderen is bedoeld.

Aangezien deze klant nieuw was in de branche, wilde hij ook advies over het beste materiaal en het beste spuitgietproces voor de productie van de verschillende onderdelen van de haartrimmer, met name de opzetstukken en de behuizing. Andere belangrijke eisen voor de haartrimmer zijn onder meer:

• Wanddikte: 1,0 mm of minder
• Totaalgewicht van het product: 200 g tot 250 g
• Fouttolerantie: Geen flits of bramen
• Oppervlaktebehandeling: Zeefdruk
• Montagetolerantie: ±0,05mm
• Opbrengstpercentage bij massaproductie: ≥98%

Uitdagingen en oplossingen

Aangezien de fabrikant van de haartrimmer een product ontwikkelde dat speciaal voor kinderen was ontworpen, was het vanwege de gevoelige huid van kinderen van het grootste belang dat de opzetstukken en de behuizing geen bramen of oneffenheden vertoonden. De reden hiervoor is dat bramen kleine sneetjes in de huid van kinderen kunnen veroorzaken. Bovendien wilde de klant een lichtgewicht product ontwikkelen. Daarom was het voor de ingenieurs van First Mold van groot belang om het ontwerp te richten op gewichtsvermindering.

Materiaalverenigbaarheid bij 2K-spuitgieten

De tweede uitdaging die First Mold in samenwerking met de fabrikant van haartrimapparaten moest overwinnen, was het waarborgen van de materiaalcompatibiliteit. Aangezien er gebruik wordt gemaakt van de productietechniek ‘two-shot-spuitgieten’ (of 2K-spuitgieten), was het van belang om ervoor te zorgen dat de twee materialen die voor het spuitgieten worden gebruikt, chemisch compatibel zijn, zodat een goede hechting kan worden gegarandeerd.

Het eerste materiaal moet de temperatuur van het tweede, warmere materiaal kunnen weerstaan wanneer dit eroverheen wordt gespoten, zonder te vervormen of te smelten. Als de materialen niet goed aan elkaar hechten, kan de soft-touch-greep tijdens het gebruik loslaten. Bovendien, als de krimpsnelheden aangezien de eigenschappen van de harde en zachte materialen aanzienlijk van elkaar verschillen, kan er kromtrekken of barsten optreden.

Gedetailleerd ontwerp van een mal voor een haartrimmer

De matrijsontwerp voor tweekleuren-spuitgieten Hiervoor is doorgaans complexer gereedschap nodig, van 30% tot 50%. Zo moet de matrijs bijvoorbeeld zo worden ontworpen dat het eerste spuitstuk naar de tweede holte kan draaien voor het omspuiten. Er moest een matrijs worden gemaakt met een gelijkmatige wanddikte om een gelijkmatige koeling te garanderen.

Om een gelijkmatige koeling te bereiken, hebben de ingenieurs van First Mold geavanceerde koelkanalen in de matrijs ontworpen. Dit is ook van cruciaal belang voor de maatvastheid. CAD-simulatie hielp de ingenieurs van First Mold bovendien bij het bepalen van de plaatsing van de inlaatopeningen, Mold Flow analyseren, en eventuele kromtrekking al vóór de productie opsporen.

Uitdagingen bij de productie van haartrimmers met 2K-spuitgieten

Bij spuitgieten met twee spuitstoten is doorgaans een langere cyclustijd nodig vanwege de extra spuitstoten, de overdracht en de afkoeling die binnen de machine plaatsvinden. Bovendien komen defecten vaker voor, vooral op de plek waar de tweede spuitstoot aansluit op de eerste. Dit defect kan leiden tot bramen, omkrullen of afbladderen.

De eerste spuitkanaal kan sporen achterlaten. De ingenieurs van First Mold hebben er echter voor gezorgd dat het matrijsontwerp zo zorgvuldig is uitgevoerd dat de tweede spuitbeurt eventuele sporen van het spuitkanaal van de eerste spuitbeurt bedekt. Dankzij deze ontwerpoverweging waren er ook geen dure nabewerkingen en vertragingen bij de assemblage meer nodig, wat de fabrikant geld zou hebben gekost.

Ontwerp van een behuizing voor een haartrimmer met het oog op een laag gewicht

Om te voldoen aan de door de fabrikant van de haartrimmer vastgestelde gewichtslimiet, moest bij het ontwerp van elk onderdeel rekening worden gehouden met een zo laag mogelijk gewicht. Zo kozen de ingenieurs van First Mold bijvoorbeeld voor dunne, met ribben versterkte wanden in plaats van dikke wanden voor de behuizing.

Om een maximale sterkte te garanderen, is de geometrie van de ribben ontworpen met behulp van CAD-software (SolidWorks). Moldflow werd gebruikt om het ontwerp te toetsen op produceerbaarheid, om een gelijkmatige dikte te waarborgen en problemen bij het vullen te voorkomen.

Voorkomen van vonken of bramen in de trimmerbescherming

Er zijn verschillende maatregelen genomen om de vorming van flash te voorkomen. De eerste maatregel was procesoptimalisatie. Dit omvatte onder meer het optimaliseren van de injectiedruk en -snelheid. Te hoge druk kan ervoor zorgen dat het gesmolten materiaal in de scheidingslijnen wordt gedrukt. Daarnaast werd de smelttemperatuur geoptimaliseerd om de viscositeit te verhogen bij materialen die te vloeibaar zijn.

Bij het ontwerpen van de matrijs voor de behuizing van de haartimmer hebben de ingenieurs van First Mold de klemkracht verhoogd om de matrijs stevig gesloten te houden tegen de inwendige druk van het kunststof in. De machineplaten waren parallel en correct uitgelijnd om een ongelijkmatige klemdruk te voorkomen.

Door deze technieken te combineren werd de vorming van bramen voorkomen en bespaarde de fabrikant van haartrimmers waardevolle middelen die anders aan nabewerking zouden zijn besteed. Bovendien werd hun product hierdoor veilig voor gebruik door de doelgroep.

Nauwkeurige toleranties voor een eenvoudige montage

Gezien de strakke tolerantie (±0,05 mm) die de fabrikant eiste, moesten de ingenieurs van First Mold een combinatie van nauwkeurig CAD-ontwerp en CNC-bewerking toepassen om de matrijzen voor de haartrimmer te vervaardigen. Een strakke tolerantie is van cruciaal belang om te garanderen dat de onderdelen nauwkeurig functioneren. Een kleine afwijking kan leiden tot montagefouten, voortijdige breuk of zwakke verbindingen.

Dankzij een nauwe tolerantie sluiten de mannelijke haak en de vrouwelijke uitsparing elke keer weer perfect op elkaar aan. Dit voorkomt dat de klikverbinding te los zit, wat zou leiden tot rammelende onderdelen. Het voorkomt ook dat de klikverbinding te strak zit, wat zou leiden tot overmatige montagekracht die schade aan onderdelen zou kunnen veroorzaken.

Wat de klant heeft bereikt door de oplossingen van First Mold te omarmen

Toen de klant de fabriek van First Mold binnenkwam, was het verschil tussen een tondeuse en een trimmer hem niet helemaal duidelijk. Bovendien wilde hij voor alle verschillende kunststofonderdelen één soort kunststof gebruiken.

Na overleg met het team van First Mold, bestaande uit toegewijde ingenieurs met tientallen jaren ervaring in het vakgebied, kwamen ze er echter achter dat dit geen goed idee was. In plaats daarvan werden voor de verschillende onderdelen verschillende kunststofmaterialen (ABS, PC, POM, PC+ABS en TPU) voorgesteld om de beste resultaten te behalen.

Hoewel het ontwikkelen van tweecomponenten-spuitgieten meer technische vaardigheden vereist, kreeg de fabrikant van haartrimmers zijn 2K-matrijs al vóór de geplande start van de massaproductie geleverd. Dankzij deze tijdige levering kon de fabrikant de voorbestellingen afhandelen en de beoogde vraag voldoen.

Dankzij het gebruik van virtuele simulatiesoftware kon First Mold het aantal proefgieten maximaal drie pogingen. Dit was vooral belangrijk omdat herhaalde pogingen tijdrovend en kostbaar zijn. Dankzij een combinatie van snellere matrijzen en minder proefspuitgietpogingen bleef het gehele productieproces van de haartrimmer binnen het budget.

FAQ