Les peces de goma estàndard són econòmiques i en general fan la feina. No obstant això, els cotxes moderns superen els límits del disseny i inclouen peces i funcions mai utilitzades abans. Aquests nous dissenys encara requereixen peces de goma, però dissenyar al voltant dels productes existents no és ideal.
Les peces de goma modelades a mida ofereixen més flexibilitat als dissenyadors i fabricants d'automòbils. També s'ajusten i funcionen millor perquè s'adapten a les seves aplicacions específiques.
Aquest article explora els avantatges de triar peces de cautxú modelades a mida per als cotxes. Explicarem per què hauríeu de tenir en compte aquestes peces, els materials de cautxú que podeu triar i molt més. També explicarem els factors considerats a l'hora de crear aquestes peces per obtenir els millors resultats.
Per què peces de goma modelades personalitzades?
Les peces de cautxú modelades a mida costen més que les peces estàndard i comercialitzades. Tanmateix, aquesta diferència de cost és fàcil de justificar.
1. Flexibilitat de disseny
Els components modelats a mida us permeten assolir tot el potencial dels vostres dissenys. Quan només podeu utilitzar peces estàndard, finalment haureu de fer sacrificis en la forma o funció de les vostres peces. Això pot provocar resultats insatisfactoris per a vostè o els usuaris finals.
Les peces personalitzades eliminen aquests límits, cosa que us permet superar els límits dels vostres dissenys. Això funciona bé per a peces noves amb més complexitat o formes intencionadament inusuals.
1. Flexibilitat de disseny
Els components modelats a mida us permeten assolir tot el potencial dels vostres dissenys. Quan només podeu utilitzar peces estàndard, finalment haureu de fer sacrificis en la forma o funció de les vostres peces. Això pot provocar resultats insatisfactoris per a vostè o els usuaris finals.
Les peces personalitzades eliminen aquests límits, cosa que us permet superar els límits dels vostres dissenys. Això funciona bé per a peces noves amb més complexitat o formes intencionadament inusuals.
2. Millor rendiment
És possible que una peça de goma estàndard no encaixi tan bé com una de personalitzada. El resultat serà un rendiment deficient que podria traduir-se en un soroll excessiu, fuites de fluids i altres problemes.
És probable que els components personalitzats funcionin bé a causa de l'enfocament centrat del seu disseny.
3. Millor estètica
De manera similar al rendiment, és probable que les peces personalitzades produeixin una millor estètica. Es poden prendre decisions de disseny i fabricació per aconseguir un producte personalitzat que estigui visualment en sintonia amb la resta del disseny.
4. El desenvolupament de peces és més barat i ràpid avui dia
Els avenços en el disseny assistit per ordinador, la impressió 3D i altres formes de fabricació han fet que el desenvolupament de peces sigui menys costós i requereixi molt de temps.
El programari CAD modern facilita la creació de dissenys estructuralment sòlids. Es poden fer prototips ràpids mitjançant la impressió 3D per a proves primerenques. Aquests i altres desenvolupaments han reduït els costos de fabricació de productes de cautxú personalitzats.
5. Menors costos a llarg termini
Una peça de goma mal ajustada en un cotxe pot ser cara tant per als propietaris com per als fabricants. No és estrany que els fabricants emetin retirades cares a causa d'una peça mal ajustada que posa en perill vides. Aquestes peces també poden provocar avaries costoses. Les peces modelades a mida que estan fetes per adaptar-se poden ajudar a evitar aquestes situacions.
Tipus de materials de cautxú utilitzats
Els fabricants poden fabricar peces de cautxú personalitzades a partir d'una àmplia gamma de materials de cautxú. A continuació s'expliquen algunes opcions habituals.
Cautxú natural
El cautxú natural s'extreu de les plantes, principalment de l'arbre del cautxú Para. Aquesta va ser la forma més antiga de cautxú i encara s'utilitza avui dia. Es pot utilitzar per a l'absorció de xocs, reducció de vibracions i tubs. També es pot utilitzar per a cinturons per a la transmissió de potència, segells de goma i acoblaments flexibles.
El cautxú natural és superior als cautxús sintètics en diversos casos d'ús, per exemple, en aplicacions d'alta o baixa temperatura. També és vulnerable als líquids derivats del petroli.
Neoprè
El neoprè també s'anomena policloropré i va ser inventat per DuPont l'any 1930. És més resistent a la degradació que el cautxú natural.
Aquest material de cautxú s'utilitza per a juntes, control de soroll, farciment i aïllament elèctric. També s'utilitza per fer cinturons de ventiladors d'automòbils.
Cautxú de silicona
El cautxú de silicona està fet del polímer de silicona. Hi ha diferents formulacions d'aquest elastòmer depenent de les aplicacions previstes. El cautxú de silicona es pot utilitzar a temperatures de fins a 300 graus o fins a -55 graus .
Les aplicacions del cautxú de silicona inclouen la fabricació de juntes tòriques i aïllament elèctric. A la indústria de l'automòbil, aquest material s'utilitza per a segells de radiadors, aïllaments, airbags, amortidors de vibracions i altres formes de segellat.
Vitó
Viton és un altre elastòmer desenvolupat per DuPont. Aquests cautxús s'anomenen col·lectivament FKM i són coneguts per la seva excel·lent resistència química i a la calor que cobreix combustibles oxigenats, lubricants, olis i molts àcids minerals.
Viton s'ha utilitzat per fabricar juntes tòriques i segells de goma per a injectors de combustible, mànegues, juntes i aïllament de cables.
EPDM
El cautxú EPDM es va desenvolupar als anys 60. S'elabora amb etilè, propilè i diè i és conegut per la seva resistència a la llum solar. També té un bon rendiment contra la calor, el vapor i l'ozó i té una bona resistència química contra les cetones, els àlcalis i els fluids hidràulics.
L'EPDM s'utilitza habitualment per fer els segells de portes i finestres d'automòbils. També es pot utilitzar per a escombretes d'eixugaparabrises, manxes, aïllaments, arnesos de cablejat, mànegues del sistema de refrigeració, etc.
NBR
El cautxú de nitril està fet de butadiè i acrilonitril i és més resistent als combustibles, olis i àcids que el cautxú natural. Aquest material es va fabricar l'any 1931 i es va iniciar la producció comercial a Alemanya.
A la indústria de l'automòbil, aquest elastòmer es considera una bona opció per a segells, mànegues d'oli, aïllaments i sistemes de combustible. També inclou els sistemes de suspensió d'alguns cotxes de carreres.
Peces de cautxú modelades personalitzades habituals en automòbils
Els tipus de peces de goma que es poden modelar a mida només estan limitats per la imaginació. En els automòbils, aquestes parts sovint inclouen:
Segells:Els segells s'utilitzen per mantenir els fluids dins o fora. Els segells es poden trobar en radiadors, sistemes de combustible, sistemes d'escapament, al voltant d'instruments, etc. Juntes i juntes tòriques són exemples de segells utilitzats en cotxes.
Oelles:Es tracta d'anells col·locats dins dels forats per protegir els cables o qualsevol altra cosa que passi pel forat de l'abrasió.
Tubs:Els tubs i les mànegues canalitzen líquids i gasos entre components.
Casquilles:S'utilitzen per absorbir vibracions. També es poden denominar muntatges antivibradors.
Ventoses:Es poden utilitzar per fixar peces sense elements de fixació ni adhesius.
Taps:S'utilitza per cobrir obertures com les tapes obertes i els extrems dels tubs.
Manxes:Dispositius pneumàtics deformables que s'assemblen als acordions. S'omplen i contenen aire fins a determinades pressions abans d'alliberar-lo.
Processos de fabricació de peces de cautxú personalitzades
Els serveis de modelat de cautxú personalitzats inclouen diferents opcions de procés. L'elecció del procés ve determinada per la complexitat de les característiques, la mida i la geometria d'una peça i altres factors.
Emmotllament per injecció
L'emmotllament per injecció és un procés on s'injecten precursors de cautxú fos o de cautxú líquid en un motlle segellat per formar una peça. El material de cautxú líquid o fos s'injecta a alta pressió. La pressió i la calor fan que la peça se sotmeti a cura o vulcanització abans de ser expulsada.
Aquest procés és un dels mètodes d'emmotllament de cautxú més cars, però és el millor per a la producció en massa de peces, especialment aquelles amb geometries complexes.
Emmotllament per compressió
En aquest procés de fabricació, un material de cautxú deformable es col·loca dins d'una meitat d'un motlle obert abans que l'altra meitat es tanqui a sobre. El material es manté dins del motlle sota pressió fins que cura.
L'emmotllament per compressió és més barat que l'emmotllament per injecció quan necessiteu peces grans amb geometries senzilles. També podeu tenir múltiples cavitats al motlle per fer diverses peces en cada cicle.
Emmotllament per transferència
L'emmotllament per transferència té similituds amb l'emmotllament per injecció i compressió. Es prepara una quantitat específica de material i es col·loca dins d'una cambra sobre un motlle tancat. A continuació, un pistó es tanca a la cambra i força el material a entrar al motlle a través d'un canal.
El material es manté a pressió dins del motlle que només s'obre després que la peça s'hagi curat. El procés d'emmotllament de goma de transferència presenta eines més senzilles que l'emmotllament per injecció. És adequat per a petits lots de producció i normalment modela cautxú al voltant de peces metàl·liques.
Extrusió
L'extrusió consisteix a forçar un material a través d'una matriu per produir peces amb una secció transversal consistent. Una matriu és una eina amb el perfil de la secció transversal tallat. Aquest procés produeix pocs residus, la qual cosa comporta menys costos.
L'extrusió pot produir components de cautxú modelat amb seccions transversals senzilles com ara tubs o seccions transversals complexes com ara segells de portes. Les peces extruïdes es poden tallar en diferents longituds segons l'aplicació.
Factors a tenir en compte a l'hora de crear peces de cautxú modelades personalitzades
La creació d'un component de cautxú modelat a mida és una inversió important. Per garantir un bon ús d'aquesta inversió, hi ha factors clau que hauríeu de tenir en compte, com ara:
Geometria de la part:La geometria de la peça afectarà el procés de disseny, la selecció del material i la selecció del procés de fabricació. Algunes geometries només es poden aconseguir econòmicament mitjançant determinats processos i materials i poden ser difícils de dissenyar.
Selecció de material:La selecció de materials és un procés crític perquè no tots els materials de cautxú funcionen bé en determinats entorns d'automoció. Haureu de tenir en compte les temperatures i els productes químics presents on s'instal·larà la peça.
Toleràncies:Algunes peces de cautxú s'han de modelar amb toleràncies molt ajustades per aconseguir la forma i funció desitjades. Tanmateix, això augmenta la complexitat i el cost de la fabricació. Per tant, hi ha d'haver un equilibri per mantenir els costos dins d'uns límits.
Quantitat prevista:Això determina el millor mètode d'emmotllament de cautxú. L'emmotllament de cautxú per injecció té un alt cost d'eines, però sol ser la solució més rendible per a la producció en massa. L'emmotllament per compressió i el modelat per transferència són més adequats per a volums de producció més petits.
Expertise:L'experiència en disseny i fabricació del vostre fabricant us pot estalviar molt temps i diners.Els fabricants experimentats us indicaran quins dissenys es poden aconseguir, quins canvis s'han de fer i quins processos i materials funcionen millor per a la vostra situació.Això us estalviarà la molèstia d'aprendre dels intents fallits.
Control de qualitat i proves
Les peces modelades a mida s'han de sotmetre a diferents proves per garantir que funcionen com s'esperava. Els materials poden comportar-se de manera imprevisible quan estan sotmesos a determinades condicions. El control de qualitat també garanteix que la qualitat del producte segueixi sent la mateixa en diferents lots.
1. Inspecció de material
Els materials utilitzats per a l'emmotllament personalitzat de peces de cautxú s'han de sotmetre a determinades proves abans de la producció. Els materials amb els mateixos noms poden tenir diferents propietats que afecten la qualitat del producte. Això pot ser degut a adulteració, diferències en la formulació, exposició ambiental, etc.
La inspecció del material pot incloure diferents nivells d'anàlisi visual i proves físiques o químiques.
2. Inspeccions en procés
Les petites diferències en els paràmetres del procés poden provocar grans diferències en el rendiment del producte. Descobrir aquests problemes després de la producció augmenta els costos de producció.
El procés de fabricació ha de tenir sistemes per inspeccionar visualment les peces i comprovar les dimensions. Els paràmetres del procés com la temperatura i la pressió també s'han de controlar de prop.
3. Proves post-fabricació
Aquests poden ser el conjunt de proves més complet perquè es realitzen en productes acabats. S'han d'establir estàndards abans de fer les proves per garantir que es realitzen les proves correctes per predir el rendiment de la peça de cautxú modelada a mida a la vida real.
Les proves realitzades en productes de cautxú personalitzats inclouen:
Conjunt de compressió:Determinar quant pot recuperar el material després de la deformació.
Duresa:Algunes aplicacions necessiten materials durs mentre que altres no.
Proves d'envelliment del cautxú:S'utilitzen per predir com es comporta el material al llarg del temps i quant de temps pot funcionar de manera fiable.
Resistència a la tracció:Determina quanta força de tracció es necessita per deformar la peça de manera permanent.
Un bon fabricant tindrà accés als sistemes necessaris per realitzar aquestes proves.
Conclusió
Els productes de cautxú modelat personalitzat poden portar els dissenys dels vostres automòbils a un nou nivell. L'emmotllament personalitzat us ofereix peces que es veuen i funcionen millor i el procés és menys costós que abans. També teniu accés a una gamma més àmplia de materials de cautxú avui.
Existeixen diferents processos de fabricació, inclòs l'emmotllament per injecció i transferència, però determinats factors com la geometria de les peces dictaran aquestes decisions. Finalment, el control de qualitat i les proves no s'han d'ignorar mai quan es creen peces de cautxú personalitzades.