Moldagem por injeção de dois disparos para o fabrico de aparadores de cabelo de precisão

Os aparadores são ferramentas importantes para o cuidado do cabelo. Curiosamente, a maioria dos fabricantes tem dificuldade em decidir se deve produzir uma máquina de cortar cabelo ou um aparador. Embora os dois sejam semelhantes, a máquina de cortar cabelo tem lâminas maiores e é ideal para cortar uma grande quantidade de cabelo.

Um aparador de cabelo, por outro lado, é específico para cortar o cabelo muito rente à pele. Possui lâminas mais finas e é leve, o que o torna ideal para contornar, dar detalhes, aparar as pontas e modelar o cabelo. Os fabricantes de aparadores de cabelo produzem estes produtos principalmente para aparar a nuca, as patilhas ou cuidar da barba. As principais características dos aparadores de cabelo incluem:

• Maior precisão e mais pormenores: Inclui lâminas mais finas que permitem obter linhas nítidas e precisas.
• Aprofundar: Cortam mais curto do que as máquinas de cortar cabelo, o que as torna a escolha perfeita para deixar a barba por fazer, dar os retoques finos e criar transições suaves.
• Mais leve do que uma máquina de cortar cabelo: Foram concebidos para serem mais compactos e mais leves, o que os torna mais fáceis de manusear e utilizar para trabalhos de detalhe complexos.

Partes essenciais de um aparador de cabelo

Para as startups que pretendem entrar no ramo do fabrico de máquinas de cortar cabelo, é importante conhecer as peças que compõem uma máquina de cortar cabelo. As máquinas de cortar cabelo são constituídas por um conjunto de lâminas amovíveis acionadas por um motor. Os componentes eletrónicos estão alojados numa caixa de plástico com um interruptor de alimentação. A seguir, apresentam-se os principais componentes de uma máquina de cortar cabelo.

• Lâminas: Esta é a parte que efetua o corte propriamente dito. É composta pela lâmina fixa, que funciona como um pente, e pela lâmina móvel, que funciona como cortador. As lâminas móveis vibram uma contra a outra para cortar o cabelo.
• Motor: Fornece a potência que impulsiona o movimento das pás.
• Habitação: A carroçaria é a estrutura exterior que protege os componentes internos contra danos causados por impactos e pelos elementos ambientais.
• Pentes de proteção/limite: Trata-se de peças de plástico encaixáveis que determinam o comprimento do cabelo que o aparador irá cortar. Os comprimentos podem variar entre muito curto e comprido.
• Botão de ligar/desligar: Utiliza-se para ligar/desligar o dispositivo
• Link da unidade: Este é o mecanismo que transforma a energia do motor na oscilação da lâmina.

Requisitos do cliente

Um fabricante de máquinas de cortar cabelo contactou a First Mold para obter assistência com produção de moldes por injeção de precisão em duas etapas. Segundo o cliente, estavam a construir uma fábrica de produção em série de máquinas de cortar cabelo e procuravam uma empresa que os pudesse ajudar na produção de moldes. Durante a sua pesquisa por uma fábrica de produção em série de máquinas de cortar cabelo na China, a First Mold surgiu frequentemente.

Antes de se reunirem para discutir o seu próximo projeto, solicitaram uma visita guiada à fábrica e às instalações tecnológicas da First Mold. Convencidos pelo que viram, apresentaram o plano do seu próximo projeto. Enquanto a maioria dos fabricantes de máquinas de cortar o cabelo se concentra em produtos para adultos, este cliente pretendia criar um produto concebido para crianças.

Uma vez que este cliente era novo no setor, também pretendia receber aconselhamento sobre o melhor material e processo de moldagem por injeção para a fabricação dos diferentes componentes do aparador de cabelo, nomeadamente os protetores e a estrutura. Outros requisitos essenciais para o aparador de cabelo incluem:

• Espessura da parede: 1,0 mm ou menos
• Peso total do produto: 200 g a 250 g
• Tolerância a falhas: Sem rebarbas nem saliências
• Tratamento de superfície: Serigrafia
• Tolerância de montagem: ±0,05mm
• Taxa de rendimento da produção em massa: ≥98%

Desafios e soluções

Uma vez que o fabricante do aparador de cabelo estava a criar um produto especificamente concebido para crianças, era extremamente importante que as proteções e a estrutura não apresentassem rebarbas nem saliências, devido à natureza sensível da pele das crianças. A razão é que as rebarbas podem causar pequenos cortes na pele das crianças. Além disso, o cliente pretendia criar um produto leve. Por isso, era importante que os engenheiros da First Mold concebessem o produto tendo em conta a redução do peso.

Compatibilidade de materiais para moldagem 2K

O segundo desafio que a First Mold teve de superar, em colaboração com o fabricante de máquinas de cortar cabelo, foi garantir a compatibilidade dos materiais. Uma vez que a técnica de produção é a moldagem por injeção de duas fases (ou moldagem 2K), era importante garantir que os dois materiais a utilizar na moldagem fossem quimicamente compatíveis, de modo a assegurar uma ligação adequada.

O primeiro material tem de resistir à temperatura do segundo material, mais quente, durante a injeção sobre este, sem se deformar nem derreter. Se os materiais não aderirem corretamente, o revestimento «soft-touch» pode descascar durante a utilização. Além disso, se o taxas de retração Como as características dos materiais rígidos e macios diferem significativamente, podem ocorrer deformações ou fissuras.

Conceção complexa de um molde para aparador de cabelo

O projeto de molde para moldagem por injeção de duas etapas Normalmente, requer ferramentas mais complexas, do tipo 30% a 50%. Por exemplo, o molde tem de ser concebido de forma a permitir que a primeira injeção rode para a segunda cavidade, para a sobremoldagem. Foi necessário criar um molde com espessura de parede uniforme, para garantir um arrefecimento consistente.

Para garantir um arrefecimento uniforme, os engenheiros da First Mold conceberam canais de arrefecimento avançados no molde. Isto é também fundamental para a estabilidade dimensional. A simulação CAD também ajudou os engenheiros da First Mold na colocação das entradas de material, analisar o fluxo de moldagem, e detetar possíveis deformações antes da produção.

Desafios na fabricação de aparadores de cabelo com moldagem 2K

A moldagem por injeção em duas fases requer normalmente um tempo de ciclo mais longo, devido às etapas adicionais de injeção, transferência e arrefecimento que ocorrem no interior da máquina. Além disso, os defeitos são normalmente mais frequentes, especialmente na zona onde a segunda injeção se une à primeira. Este defeito pode causar rebarbas, ondulações ou descamação.

A entrada de injeção da primeira injeção pode deixar marcas. No entanto, os engenheiros da First Mold garantiram que o projeto do molde fosse cuidadosamente elaborado, de modo a que a segunda injeção cobrisse quaisquer marcas deixadas pela entrada de injeção da primeira. Esta consideração de projeto também eliminou a necessidade de processos pós-produção dispendiosos e atrasos na montagem, o que representaria custos para o fabricante.

Conceção da estrutura de um aparador de cabelo com foco na leveza

Para cumprir o limite de peso estabelecido pelo fabricante do aparador de cabelo, todos os componentes tiveram de ser concebidos tendo em conta a leveza. Por exemplo, em vez de paredes grossas para a caixa, os engenheiros da First Mold optaram por paredes finas reforçadas com nervuras.

Para garantir a máxima resistência, a geometria das nervuras foi concebida utilizando Software de CAD (SolidWorks). Utilizou-se o Moldflow para validar a viabilidade de fabrico do projeto, de modo a garantir uma espessura uniforme e evitar problemas de enchimento.

Como evitar saliências ou rebarbas na proteção do aparador

Foram tomadas várias medidas para evitar a formação de saliências. A primeira foi a otimização do processo. Esta incluiu a otimização da pressão e da velocidade de injeção. Uma pressão excessiva pode forçar o material fundido a entrar nas linhas de separação. Além disso, a temperatura de fusão foi otimizada para aumentar a viscosidade dos materiais demasiado fluidos.

Durante a conceção do molde da caixa do aparador de cabelo, os engenheiros da First Mold aumentaram a força de fixação para manter o molde bem fechado, contrariando a pressão interna do plástico. As placas da máquina estavam paralelas e devidamente alinhadas para evitar uma pressão de fixação desigual.

A combinação destas técnicas eliminou a formação de rebrilho e permitiu ao fabricante de aparadores de cabelo poupar recursos valiosos que teriam sido gastos em processos de pós-produção. Além disso, tornou o seu produto seguro para utilização pelo público-alvo.

Criação de tolerâncias rigorosas para facilitar a montagem

Tendo em conta a tolerância apertada (±0,05 mm) exigida pelo fabricante, os engenheiros da First Mold tiveram de recorrer a uma combinação de conceção CAD precisa e maquinagem CNC para criar os moldes dos aparadores de cabelo. Uma tolerância apertada é fundamental para garantir que os componentes funcionem com precisão. Um pequeno desvio pode levar a falhas na montagem, quebras prematuras ou ligações frágeis.

Uma tolerância apertada garante que o gancho macho e o encaixe fêmea se alinhem na perfeição em todas as ocasiões. Isto evita que o encaixe seja demasiado frouxo, o que provocaria o ruído das peças. Também evita que o encaixe seja demasiado apertado, o que resultaria numa força de montagem excessiva que poderia causar danos nos componentes.

O que o cliente ganhou ao adotar as soluções da First Mold

Quando o cliente entrou nas instalações da First Mold, não tinha uma ideia muito clara da diferença entre uma máquina de cortar cabelo e um aparador. Além disso, pretendia utilizar um único tipo de plástico para todas as diferentes peças de plástico.

No entanto, após contactarem a equipa de engenheiros especializados da First Mold, com décadas de experiência na área, descobriram que essa não era uma ideia aconselhável. Em vez disso, foram propostos diferentes materiais plásticos (ABS, PC, POM, PC+ABS e TPU) para os diversos componentes, de modo a obter os melhores resultados.

Embora a criação de um processo de moldagem por injeção de duas etapas exija mais competências técnicas, o fabricante de aparadores de cabelo recebeu o seu molde 2K antes do início previsto da produção em série. A entrega atempada permitiu ao fabricante honrar as pré-encomendas e atingir a meta de procura.

A utilização de software de simulação virtual permitiu à First Mold limitar moldagem experimental tentativas até um máximo de três vezes. Isto foi especialmente importante porque as tentativas repetidas são demoradas e dispendiosas. Uma combinação de ferramentas mais rápidas e um menor número de tentativas de moldagem experimental garantiu que todo o processo de fabrico dos aparadores de cabelo se mantivesse dentro do orçamento.

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