Fabrico de puxadores de portas interiores para automóveis através do processo de moldagem por injeção de duas cores

Os puxadores das portas dos automóveis desempenham um papel funcional e estético, o que representa um desafio único para qualquer fabricante. Durante o processo de moldagem, o fabricante não se concentra apenas em alcançar a precisão dimensional, mas também em fornecer o acabamento superficial impecável desejado.

Os fabricantes de puxadores de portas interiores de automóveis têm de ter um cuidado extra para lidar com problemas como linhas de soldadura, poros e marcas de material frio. Estas falhas podem afetar a resistência mecânica e o aspeto da peça.

Outra parte importante do fabrico de puxadores de portas interiores é a seleção do material. A escolha do material afectará o processo de moldagem, a funcionalidade e o acabamento da superfície. Por exemplo, a poliamida tem uma grande resistência mecânica mas fracas propriedades de galvanoplastia e é altamente absorvente de humidade. Por conseguinte, pode ser necessário misturá-la com outros materiais para obter o acabamento superficial e a resistência desejados.

Em termos de funcionalidade, os puxadores das portas dos automóveis têm de ser moldados com a precisão certa para se adaptarem perfeitamente ao painel ou à caixa da porta e funcionarem com outros mecanismos internos. Além disso, devem resistir à utilização repetida, mesmo em ambientes extremos, como condições de congelação.

Considerações fundamentais para o fabrico de puxadores de portas interiores

Provavelmente, as considerações mais importantes a que cada fabricante deve dar prioridade durante a moldagem por injeção de puxadores de portas são a segurança e a conformidade regulamentar. O design deve permitir uma saída de emergência rápida e fácil, bem como cumprir as normas de segurança rigorosas. Outras considerações importantes ao projetar ou moldar um puxador para o interior de um automóvel incluem:

• A conceção deve evitar arestas vivas e ser confortável para os diversos utilizadores
• O material selecionado deve ser retardador de chama, leve e possuir as propriedades de acabamento de superfície desejadas
• A produção de grandes volumes pode exigir a moldagem por injeção a alta pressão, o que requer uma conceção precisa do molde
• O acabamento secundário pode incluir revestimento em pó, galvanoplastia ou polimento para cumprir as normas de qualidade interior da marca.
• A sustentabilidade e o cumprimento dos regulamentos ambientais, especialmente para a produção de puxadores de portas EV, devem estar no centro da filosofia de design.

Requisito do cliente

O cliente contactou a First Mold para a produção de caixas para puxadores de portas interiores de automóveis com um projeto detalhado que especificava os requisitos de aparência e funcionalidade. O puxador da porta tinha uma forma e precisão únicas que tinham de ser cumpridas para que assentasse firmemente na caixa e funcionasse com todos os outros mecanismos.

Antes de contactar a First Mold, o cliente tinha feito uma parceria com outra fábrica, onde se deparou com várias falhas nos seus principais requisitos de aparência, incluindo vários defeitos de aparência. De acordo com o cliente, o fator decisivo foi a falta de resposta do fabricante de moldes.

A incapacidade do anterior fabricante de moldes para satisfazer o aspeto e a eficiência dos puxadores de portas de automóveis, a necessidade constante de ajustar a máquina, o que levou a um tempo de inatividade prolongado, e a falta de comunicação adequada levaram ao fim abrupto da parceria. Isto deixou o cliente desesperado por um fornecedor fiável que preenchesse o vazio.

Preocupações e desafios

As principais preocupações do cliente incluíam a capacidade da First Mold para satisfazer o aspeto desejado do produto (especialmente a ausência de defeitos de moldagem) e a eficiência do produto. Além disso, pretendiam evitar a experiência difícil de ter de ajustar frequentemente a máquina, o que perturbava a produção.

Para evitar que a experiência anterior se repetisse, o representante do cliente solicitou uma visita física à fábrica e às instalações da First Mold para se certificar da capacidade de produção e das competências da empresa. Após a conclusão da avaliação, o representante fez observações extremamente positivas e passou a discutir as especificidades do projeto.

O diagnóstico preliminar da First Mold, após a receção de amostras e desenhos problemáticos do fornecedor anterior, revelou o seguinte:

• A medição da CMM revelou que a circularidade dos furos de montagem excedia a tolerância desejada em 0,03 mm.
• A desmontagem de uma peça empenada confirmou uma precisão insuficiente do alinhamento do molde (>0,02mm).
• A inspeção das marcas de fluxo no material macio identificou uma conceção pouco razoável do portão.

Solução

Depois de analisar minuciosamente os três problemas identificados a partir do diagnóstico preliminar dos puxadores interiores de portas automóveis avariados, a First Mold propôs três soluções para resolver os problemas e exceder as expectativas do cliente. O cliente esteve constantemente em contacto com a equipa de apoio ao cliente da First Mold e foi acompanhado em todas as fases da resolução dos problemas.

1. Atualização global dos moldes

A First Mold procedeu à criação de um molde personalizado de alta precisão de dois disparos. O molde personalizado tinha um posicionamento duplo do pino guia e uma porta de material macio em forma de leque. Estas modificações reduziram a precisão do alinhamento rotacional do molde para 0,01 mm.

A cavidade de material duro foi submetida a um tratamento de nitruração que triplicou a sua resistência ao desgaste. Estas modificações foram necessárias para evitar a formação de flash durante a produção em massa. A First Mold criou o molde personalizado de alta precisão de dois disparos para o puxador da porta interior do automóvel através dos passos destacados abaixo.

• Conceção do molde personalizado de dois disparos utilizando software CAD interno: Durante este processo, os engenheiros da First Mold também efectuaram análises de fluxo para atingir as tolerâncias de 0,01 mm exigidas pelo cliente.
• Construção de moldes: O molde foi construído com dois conjuntos de cavidades para acomodar a injeção sequencial. A First Mold adicionou caraterísticas técnicas, incluindo um sistema de deslizamento para mover a peça da primeira injeção para a segunda cavidade.
• Acabamento: Para atingir o elevado grau de precisão e o acabamento superficial exigido, a cavidade do molde foi submetida a um acabamento secundário utilizando Solução de maquinagem CNC. Nesta fase, a equipa de controlo de qualidade também verificou o alinhamento perfeito da máquina de moldagem por injeção de duas cores para automóveis personalizados, de modo a evitar o flash.

2. Bloqueio de processos

O processamento do material e o tempo entre a injeção dos dois materiais diferentes são extremamente importantes para uma ligação adequada. A injeção do material macio demasiado cedo pode arruinar a integridade do material duro, enquanto a injeção demasiado tardia conduz a uma ligação inadequada entre os dois materiais.

Para este projeto, o material escolhido pelo cliente foi o polipropileno (PP) reforçado com fibras de vidro 10% (GF). A mistura de PP com 10% GF aumenta a sua rigidez, resistência à tração, resistência ao impacto, resistência ao calor e estabilidade dimensional, em comparação com o PP puro. Abaixo estão as modificações de processo que a First Mold implementou para obter os melhores resultados no fabrico de puxadores de portas interiores.

Secagem de materiais

Através de testes rigorosos, a First Mold implementou a aplicação da secagem do material a 80 °C durante 3 horas. A secagem da resina plástica antes da moldagem por injeção é crucial para evitar a degradação do polímero. Quando aquecida, a humidade reage com o plástico e quebra as cadeias do polímero. A presença de humidade no polímero plástico provoca defeitos comuns, tais como a abertura, estrias e bolhas. Isto pode dar origem a peças fracas e quebradiças com um aspeto desagradável. A secagem correta é vital para que o plástico mantenha as suas propriedades mecânicas, assegure a estabilidade adequada e reduza os resíduos resultantes da falha do material.

Controlo segmentado da temperatura

Para a moldagem por injeção do puxador da porta, a First Mold implementou um controlo de temperatura segmentado para a injeção de poliolefina termoplástica (TPO) (barril 190 °C e bocal 200 °C). Esta técnica é importante para reduzir os tempos de ciclo, maximizar a qualidade da peça e diminuir o risco de empeno. A existência de várias zonas de aquecimento assegura a obtenção de boas caraterísticas de fluxo sem degradar o material. Este controlo de temperatura segmentado aborda o facto de diferentes áreas do molde para peças de puxadores de portas automóveis aquecerem e arrefecerem a ritmos diferentes.

Implementação do período de arrefecimento

A First Mold também estabeleceu um período de arrefecimento de 18 segundos para o material duro antes da injeção do material macio para garantir a fusão de micro-ligações na interface. O calor residual e a alta pressão da segunda injeção forçam as cadeias de polímeros dos dois materiais a fundirem-se na interface, criando uma ligação forte e integrada. Isto elimina a necessidade de uma montagem secundária. Outra vantagem importante da moldagem por injeção de duas cores para automóveis é que elimina a necessidade de utilizar agentes de ligação na montagem, o que pode aumentar o peso da peça.

3. Inspeção dupla

A First Mold implementou uma inspeção de iluminação padrão de 5000K na linha de fabrico de puxadores de portas interiores, com equipamento visual e verificações manuais de defeitos de aparência. Esta estratégia melhorou indiretamente a eficiência e reduziu a possibilidade de se perderem defeitos.

A técnica refere-se à utilização de uma fonte de luz com uma temperatura de cor de 5000 Kelvin, um tipo de iluminação que imita a luz natural do meio-dia. Uma iluminação padrão de 5000K é um padrão da indústria para o controlo de qualidade, uma vez que proporciona uma elevada nitidez, brilho e reprodução de cores precisas, necessárias para detetar pequenos defeitos em peças de plástico.

Um ambiente de iluminação de 5000K também promove o estado de alerta dos trabalhadores. Com esta implementação, a First Mold ajudou o cliente a reduzir o cansaço visual e a fadiga dos seus trabalhadores, uma condição comum em tarefas de inspeção prolongadas e orientadas para os detalhes. Abaixo estão outras formas como a First Mold apoiou o cliente com diretrizes de inspeção para a moldagem por injeção de puxadores de portas de automóveis.

• Amostragem por lotes: A First Mold realizou uma amostragem de lotes para testes de resistência (utilizando um mínimo de 10 peças), com um requisito de ≥5N/25mm para o material macio antes da libertação. O processo utilizou uma tabela de Limite de Qualidade Aceitável (AQL) para determinar um tamanho de amostra estatisticamente significativo e critérios de aceitação.

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