Máquina de barbear para tecidos / Tira-fiapos - Fabrico de cabos

Alguns tecidos utilizados no vestuário, nos estofos e nos cobertores são propensos a acumular penugem, pêlos e fiapos, o que pode enfraquecer o seu aspeto. As máquinas de barbear ou os removedores de cotão são utilizados para dar a estes tecidos um aspeto novo. Os removedores de cotão podem ser eléctricos ou manuais. A versão eléctrica utiliza lâminas rotativas protegidas por uma rede em forma de favo de mel para cortar com segurança os fiapos de tecido sem causar danos ao material. A versão manual utiliza um rolo de papel adesivo para apanhar os pêlos e o pó. Nesta versão, a folha deve ser substituída quando a superfície estiver cheia.

Um design cuidadoso do molde da pega do removedor de cotão é importante para promover a utilização segura, eficiente e confortável destes produtos. Quando uma pega de removedor de cotão é desconfortável de segurar, torna-se mais difícil utilizar o produto para tarefas extensas de remoção de cotão, como limpar cobertores grandes, casacos de inverno e estofos cobertos por animais de estimação. As funções da pega do removedor de cotão incluem:

• Melhorar a precisão e o controlo: Um punho antiderrapante permite uma pressão precisa e consistente, para uma remoção segura dos cotões sem danificar o tecido.
• Reduzir a fadiga das mãos: O fabrico de um cabo de remoção de cotão que privilegia as formas ergonómicas permite uma utilização confortável e prolongada.
• Manobrabilidade melhorada: Os produtos com pegas giratórias ou alargadas facilitam o acesso a áreas difíceis, como colarinhos ou cantos de estofos.
• Utilização segura de produtos eléctricos: Os componentes eléctricos estão cobertos com pegas de plástico para reduzir o risco de eletrocussão.

As pegas dos removedores de cotão também podem ser concebidas para um fim específico. Por exemplo, os modelos portáteis concebidos para utilização em movimento têm pegas curtas ou compactas, enquanto os modelos concebidos para tarefas domésticas pesadas têm pegas longas e robustas.

Requisitos do cliente

Um fabricante de removedores de cotão contactou a First Mold com um projeto da pega para o seu próximo produto. Solicitou especificamente dois conjuntos de moldes multi-cavidades. O cliente preferiu a poliamida 66 reforçada com fibra de vidro 30% (PA66 + 30% GF) como material principal para a moldagem por injeção da pega do removedor de cotão.

A escolha do material baseou-se nos problemas de durabilidade registados nos punhos dos seus modelos anteriores. O PA66 + 30% GF é amplamente utilizado como alternativa ao metal em ambientes exigentes e de elevado stress. Tem uma resistência mecânica e rigidez superiores. O reforço de fibra de vidro 30% aumenta a resistência à tração até 150% em comparação com a PA66 sem enchimento.

O cliente solicitou uma precisão dimensional apertada (±0,1mm) que permitirá uma montagem de encaixe. Além disso, o molde da pega do removedor de cotão deve ter uma taxa de rendimento de produção em massa ≥98%. Por outras palavras, deve ser adequado para a criação de lotes repetidos de produtos sem os defeitos comuns da moldagem por injeção.

Desafios e soluções

A escolha do material para a pega do removedor de cotão por parte do fabricante representou um desafio significativo que a equipa de engenheiros da First Mold teve de ultrapassar. Embora o PA66 + 30% GF seja mais resistente e mais durável do que os plásticos normais, o que deveria tornar a pega do removedor de cotão mais durável, apresenta um desafio de moldagem único.

Por exemplo, o conteúdo de fibra de vidro 30% do material actua como uma lixa durante a moldagem por injeção do cabo do removedor de cotão. Consequentemente, irá desgastar os parafusos, os barris e reduzir a vida útil do molde (formação de flash). Embora a utilização de aço endurecido (por exemplo, H13/1.2344) possa evitar a formação de fulgor, irá aumentar o custo das ferramentas. Neste caso, isso significa aumentar o custo para além do orçamento do cliente.

Prevenção da floração da fibra de vidro

PA66 + 30% GF é altamente propenso a florescer a fibra de vidro. Isto ocorre normalmente devido à exposição à luz ultravioleta (UV) e à humidade. Estes elementos corroem a camada de resina protetora do cabo do removedor de cotão de fibra de vidro, expondo as fibras de vidro subjacentes. O resultado é um aspeto gessado, felpudo e branco que é esteticamente desagradável. Este defeito é inaceitável em electrodomésticos.

Para além do aspeto desagradável, a superfície pode parecer áspera. Além disso, as fibras soltas podem ser desconfortáveis ao toque ou dar origem a superfícies com “comichão”. A floração avançada pode levar à diminuição da integridade estrutural e ao aumento da porosidade. Esta última permite a passagem de humidade através do cabo e danifica o delicado componente eletrónico que se encontra por baixo.

Os engenheiros da First Mold criaram um processo especializado para o fabrico de pegas de removedor de cotão PA66 + 30% GF para eliminar completamente a floração da fibra de vidro. O resultado foi uma superfície lisa sem exposição de fibras, cumprindo os padrões de aparência dos electrodomésticos.

Inconsistência dimensional em moldes multi-cavidades

Um molde de múltiplas cavidades tem a vantagem de permitir aos fabricantes criar mais peças num só ciclo. No entanto, apresenta desafios de processo que, se não forem corretamente tratados, podem levar a um aumento da produção de peças defeituosas. O encolhimento desigual entre diferentes cavidades causa um aperto de encaixe inconsistente.

Por exemplo, o molde do cabo do removedor de cotão deve ser concebido para garantir um enchimento uniforme da cavidade, um controlo térmico consistente e uma qualidade uniforme da peça em todas as cavidades. No entanto, garantir um enchimento igual e simultâneo de todas as cavidades é muitas vezes difícil de conseguir.

Da mesma forma, manter uma temperatura consistente em várias cavidades é um desafio. O mais pequeno dos erros de cálculo pode causar um fluxo desigual ou um arrefecimento diferencial, o que conduzirá a defeitos como flash, disparos curtos, deformação e diferenças na contração ou peso da peça.

Tirando partido de décadas de experiência e de software avançado de maquinação e CAD, a First Mold conseguiu resolver este problema. Com o equilíbrio do rotor e o arrefecimento equilibrado, a equipa manteve a diferença dimensional entre cavidades em ≤ 0,03 mm.

Manutenção de uma taxa de rendimento da produção ≥98%

O enchimento desequilibrado da massa fundida provoca cavidades demasiado compactadas ou de curta duração, levando a uma queda acentuada do rendimento. Os engenheiros da First Mold enfrentaram outro desafio único com este projeto. A forma única do design da pega do removedor de cotão tornava-o propenso a empenos e deformações fáceis.

Se estas questões não forem resolvidas, podem levar a um desalinhamento da montagem, fivelas soltas e ruído anormal no produto final. Outra preocupação relacionada com a conceção da pega foi a fraca resistência da linha de soldadura. A área de tensão do punho é suscetível de se partir, representando um risco potencial para a segurança.

Os engenheiros da First Mold resolveram estes problemas através da otimização do processo de ferramentas. Os desafios da deformação e da fraca resistência da linha de soldadura podem ser resolvidos através de ferramentas de precisão e da otimização da temperatura.

Durante o fabrico de ferramentas de precisão para o molde da pega do removedor de cotão, a equipa utilizou a maquinação CNC para obter uma espessura de parede uniforme nas diferentes cavidades do molde. Além disso, a equipa de produção utilizou raios arredondados e consistentes nos cantos, em vez de arestas vivas, para ajudar o fluxo do material fundido. Outras medidas adoptadas para manter o rendimento acima de 98% incluem:

• Otimização da pressão: Pressão de enchimento, velocidade de injeção e pressão de retenção.
• Otimização da temperatura: Arrefecimento do molde, temperatura de fusão e temperatura do molde.
• Melhorar a conceção do molde: O portão foi deslocado para garantir que a linha de soldadura ocorre numa área não crítica. Foram adicionados respiradouros na linha de soldadura para permitir a saída do gás retido.

Foi utilizado software de simulação para prever o empeno, a orientação das fibras e a eficiência do arrefecimento antes de cortar o aço para o molde. A combinação destas estratégias ajudou a First Mold a criar um molde para o fabrico de pegas para remoção de cotão que controlava o empeno a ≤ 0,1 mm, garantindo a compatibilidade do 100% com o conjunto da unidade principal. As modificações de design e a otimização do processo ajudaram a criar uma produção em massa estável com deformação zero.

O que o cliente ganhou com as soluções da First Mold

Ao trabalhar com a First Mold, o fabricante de removedores de cotão conseguiu poupar tempo e dinheiro. Em primeiro lugar, tratava-se de um projeto com um prazo rigoroso. O cliente corria um enorme risco de corte de financiamento se não conseguisse entregar os produtos acabados no prazo de oito semanas a contar do primeiro contacto.

Tirando partido de ferramentas avançadas e trabalhando em estreita colaboração com o cliente, a First Mold entregou os dois conjuntos de moldes multi-cavidades em três semanas. Isto deu ao fabricante tempo suficiente para otimizar o seu processo de moldagem por injeção do cabo do removedor de cotão antes de iniciar a produção em massa.

Devido à natureza abrasiva do PA66 + 30% GF, o fabricante de removedores de cotão enfrentou o risco de utilizar aço endurecido para as ferramentas. Para além de ser mais dispendioso, este material requer uma mão de obra mais intensa para a sua utilização. A combinação destes factores fez com que o custo das ferramentas ultrapassasse o orçamento do cliente.  

Os engenheiros da First Mold optimizaram o processo de fabrico de ferramentas de um aço mais acessível para criar uma barreira duradoura, dura e de baixa fricção entre as fibras abrasivas e a superfície do molde. Por outras palavras, o molde do cabo de remoção de cotão entregue ao cliente pode ser utilizado com segurança com PA66 + 30% GF sem sofrer degradação prematura.

Um molde com várias cavidades é mais difícil de otimizar, o que pode afetar a sua eficiência e rendimento. A First Mold criou uma documentação detalhada para o cliente que o ajudaria na otimização do processo de moldagem por injeção do cabo do removedor de cotão. A documentação também inclui diretrizes sobre manutenção para garantir um menor tempo de inatividade.

Tal como qualquer outro fabricante que tenha trabalhado com a First Mold, o fabricante de desincrustantes também beneficia de uma entrega rápida de peças de substituição.

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