Le parti in gomma standard sono economiche e generalmente svolgono il lavoro. Tuttavia, le auto moderne stanno spingendo i limiti del design e includono parti e caratteristiche mai utilizzate prima. Questi nuovi progetti richiedono ancora parti in gomma, ma progettare basandosi sui prodotti esistenti non è l’ideale.
Le parti in gomma stampate su misura offrono ai progettisti e ai produttori di automobili una maggiore flessibilità. Inoltre si adattano e funzionano meglio perché sono adattati alle loro applicazioni specifiche.
Questo articolo esplora i vantaggi derivanti dalla scelta di parti in gomma stampate su misura per le automobili. Spiegheremo perché dovresti prendere in considerazione queste parti, i materiali in gomma tra cui scegliere e altro ancora. Spiegheremo anche i fattori considerati durante la creazione di queste parti per ottenere i migliori risultati.
Perché parti in gomma stampate su misura?
Le parti in gomma stampate su misura costano più delle parti standard disponibili in commercio. Tuttavia, questa differenza di costo è facile da giustificare.
1. Flessibilità di progettazione
I componenti stampati su misura ti consentono di sfruttare tutto il potenziale dei tuoi progetti. Quando puoi utilizzare solo parti standard, alla fine dovrai fare dei sacrifici nella forma o nella funzione delle tue parti. Ciò può portare a risultati insoddisfacenti per te o per gli utenti finali.
Le parti personalizzate rimuovono questi limiti, consentendoti di ampliare i confini dei tuoi progetti. Questo funziona bene per parti nuove con maggiore complessità o forme volutamente insolite.
1. Flessibilità di progettazione
I componenti stampati su misura ti consentono di sfruttare tutto il potenziale dei tuoi progetti. Quando puoi utilizzare solo parti standard, alla fine dovrai fare dei sacrifici nella forma o nella funzione delle tue parti. Ciò può portare a risultati insoddisfacenti per te o per gli utenti finali.
Le parti personalizzate rimuovono questi limiti, consentendoti di ampliare i confini dei tuoi progetti. Questo funziona bene per parti nuove con maggiore complessità o forme volutamente insolite.
2. Prestazioni migliori
Una parte in gomma standard potrebbe non adattarsi bene come una personalizzata. Il risultato sarà una prestazione scadente che potrebbe tradursi in rumore eccessivo, perdite di fluido e altri problemi.
È probabile che i componenti personalizzati funzionino bene grazie all'approccio mirato alla loro progettazione.
3. Migliore estetica
Analogamente alle prestazioni, è probabile che le parti personalizzate producano un'estetica migliore. È possibile prendere decisioni di progettazione e produzione per ottenere un prodotto personalizzato che sia visivamente in sintonia con il resto del progetto.
4. Oggi lo sviluppo delle parti è più economico e veloce
I progressi nella progettazione assistita da computer, nella stampa 3D e in altre forme di produzione hanno reso lo sviluppo delle parti meno costoso e dispendioso in termini di tempo.
I moderni software CAD semplificano la realizzazione di progetti strutturalmente validi. È possibile realizzare prototipi rapidi utilizzando la stampa 3D per i test iniziali. Questi e altri sviluppi hanno ridotto i costi di produzione dei prodotti in gomma personalizzati.
5. Riduzione dei costi a lungo termine
Una parte in gomma non adatta a un'auto può essere costosa sia per i proprietari che per i produttori di automobili. Non è raro che i produttori effettuino costosi richiami a causa di una parte non adatta che mette in pericolo la vita. Tali parti possono anche causare guasti costosi. Le parti stampate su misura e realizzate su misura possono aiutare a evitare tali situazioni.
Tipi di materiali in gomma utilizzati
I produttori possono realizzare parti in gomma personalizzate da un'ampia gamma di materiali in gomma. Alcune opzioni comuni sono spiegate di seguito.
Gomma naturale
La gomma naturale viene estratta dalle piante, principalmente dall'albero della gomma para. Questa era la prima forma di gomma ed è ancora in uso oggi. Può essere utilizzato per l'assorbimento degli urti, la riduzione delle vibrazioni e i tubi. Può essere utilizzato anche per cinghie di trasmissione di potenza, guarnizioni in gomma e giunti flessibili.
La gomma naturale è surclassata dalle gomme sintetiche in vari casi d'uso, ad esempio in applicazioni ad alta o bassa temperatura. È anche vulnerabile ai liquidi a base di petrolio.
Neoprene
Il neoprene è anche chiamato policloroprene ed è stato inventato da DuPont nel 1930. È più resistente alla degradazione rispetto alla gomma naturale.
Questo materiale in gomma viene utilizzato per guarnizioni, controllo del rumore, imbottitura e isolamento elettrico. Viene utilizzato anche per realizzare cinghie di ventole automobilistiche.
Gomma di silicone
La gomma siliconica è costituita dal polimero siliconico. Esistono diverse formulazioni di questo elastomero a seconda delle applicazioni previste. La gomma siliconica può essere utilizzata a temperature fino a 300 gradi o fino a -55 gradi.
Le applicazioni della gomma siliconica includono la produzione di o-ring e isolamenti elettrici. Nell'industria automobilistica, questo materiale viene utilizzato per guarnizioni di radiatori, anelli di tenuta, airbag, smorzatori di vibrazioni e altre forme di tenuta.
Viton
Viton è un altro elastomero sviluppato da DuPont. Queste gomme sono chiamate collettivamente FKM e sono note per la loro eccezionale resistenza al calore e agli agenti chimici che copre carburanti ossigenati, lubrificanti, oli e molti acidi minerali.
Il Viton è stato utilizzato per realizzare O-ring e guarnizioni in gomma per iniettori di carburante, tubi flessibili, guarnizioni e isolamento dei cavi.
EPDM
La gomma EPDM è stata sviluppata negli anni '60. È realizzato con etilene, propilene e diene ed è noto per la sua resistenza alla luce solare. Funziona bene anche contro calore, vapore e ozono e ha una buona resistenza chimica contro chetoni, alcali e fluidi idraulici.
L'EPDM è comunemente usato per realizzare guarnizioni per portiere e finestrini di automobili. Può essere utilizzato anche per spazzole tergicristallo, soffietti, anelli di tenuta, cablaggi, tubi flessibili del sistema di raffreddamento, ecc.
NBR
La gomma nitrilica è composta da butadiene e acrilonitrile ed è più resistente a carburanti, oli e acidi rispetto alla gomma naturale. Questo materiale fu prodotto nel 1931 e la produzione commerciale iniziò in Germania.
Nell'industria automobilistica, questo elastomero è considerato una buona scelta per guarnizioni, tubi dell'olio, anelli di tenuta e sistemi di alimentazione. È presente anche nei sistemi di sospensione di alcune auto da corsa.
Parti in gomma stampate personalizzate comuni nelle automobili
I tipi di parti in gomma che possono essere modellate su misura sono limitati solo dalla fantasia. Nelle automobili, queste parti spesso includono:
Foche:Le guarnizioni vengono utilizzate per mantenere i fluidi all'interno o all'esterno. Le guarnizioni si trovano nei radiatori, nei sistemi di alimentazione, nei sistemi di scarico, attorno agli strumenti, ecc. Guarnizioni e O-ring sono esempi di sigilli utilizzati nelle automobili.
Occhielli:Si tratta di anelli posizionati all'interno dei fori per proteggere dall'abrasione i cavi o qualsiasi altra cosa che passerà attraverso il foro.
Tubazione:Tubazioni e tubi flessibili convogliano liquidi e gas tra i componenti.
Boccole:Questi sono usati per assorbire le vibrazioni. Possono anche essere definiti supporti antivibranti.
Ventose:Questi possono essere utilizzati per fissare parti senza elementi di fissaggio o adesivi.
Tappi:Utilizzato per coprire aperture come le parti superiori aperte e le estremità dei tubi.
Soffietto:Dispositivi pneumatici deformabili che ricordano le fisarmoniche. Sono riempiti e contengono aria fino a determinate pressioni prima di rilasciarla.
Processi di produzione per parti in gomma personalizzate
I servizi di stampaggio della gomma personalizzati prevedono diverse opzioni di processo. La scelta del processo è determinata dalla complessità delle caratteristiche, dalle dimensioni e dalla geometria di una parte e da altri fattori.
Stampaggio a iniezione
Lo stampaggio a iniezione è un processo in cui la gomma fusa o i precursori della gomma liquida vengono iniettati in uno stampo sigillato per formare una parte. Il materiale in gomma liquida o fusa viene iniettato ad alta pressione. La pressione e il calore fanno sì che la parte subisca indurimento o vulcanizzazione prima di essere espulsa.
Questo processo è uno dei metodi di stampaggio della gomma più costosi ma è il migliore per la produzione in serie di parti, soprattutto quelle con geometrie complesse.
Stampaggio a compressione
In questo processo produttivo, un materiale in gomma deformabile viene posizionato all'interno di una metà di uno stampo aperto prima che l'altra metà venga richiusa sopra. Il materiale viene mantenuto all'interno dello stampo sotto pressione fino alla polimerizzazione.
Lo stampaggio a compressione è più economico dello stampaggio a iniezione quando sono necessari pezzi di grandi dimensioni con geometrie semplici. È inoltre possibile avere più cavità nello stampo per realizzare più parti in ogni ciclo.
Stampaggio a trasferimento
Lo stampaggio a trasferimento presenta somiglianze sia con lo stampaggio a iniezione che con quello a compressione. Una determinata quantità di materiale viene preparata e posizionata all'interno di una camera posta sopra uno stampo chiuso. Uno stantuffo si chiude quindi sulla camera e spinge il materiale nello stampo attraverso un canale.
Il materiale viene mantenuto sotto pressione all'interno dello stampo che si apre solo dopo la polimerizzazione del pezzo. Il processo di stampaggio della gomma per trasferimento presenta attrezzature più semplici rispetto allo stampaggio a iniezione. È particolarmente adatto per piccoli lotti di produzione e comunemente stampa la gomma attorno a parti metalliche.
Estrusione
L'estrusione comporta la forzatura di un materiale attraverso uno stampo per produrre parti con una sezione trasversale coerente. Una matrice è uno strumento su cui è inciso il profilo della sezione trasversale. Questo processo produce pochi rifiuti, il che comporta una riduzione dei costi.
L'estrusione può produrre componenti in gomma stampata con sezioni trasversali semplici come tubi o sezioni trasversali complesse come le guarnizioni delle porte. Le parti estruse possono essere tagliate in diverse lunghezze a seconda dell'applicazione.
Fattori da considerare quando si creano parti in gomma stampate personalizzate
Creare un componente in gomma stampato su misura è un investimento significativo. Per garantire che questo investimento venga sfruttato al meglio, ci sono fattori chiave da considerare come:
Geometria della parte:La geometria della parte influenzerà il processo di progettazione, la selezione dei materiali e la selezione del processo di produzione. Alcune geometrie possono essere ottenute economicamente solo utilizzando determinati processi e materiali e possono essere difficili da progettare.
Selezione del materiale:La selezione dei materiali è un processo critico perché non tutti i materiali in gomma funzionano bene in determinati ambienti automobilistici. Dovrai considerare le temperature e le sostanze chimiche presenti nel luogo in cui verrà installata la parte.
Tolleranze:Alcune parti in gomma devono essere stampate con tolleranze molto strette per ottenere la forma e la funzione desiderate. Tuttavia, ciò aumenta la complessità e i costi di produzione. Pertanto, deve esserci un equilibrio per mantenere i costi entro determinati limiti.
Quantità pianificata:Ciò determina il miglior metodo di stampaggio della gomma. Lo stampaggio a iniezione della gomma ha un costo elevato in termini di attrezzature, ma di solito è la soluzione più economica per la produzione di massa. Lo stampaggio a compressione e lo stampaggio a trasferimento sono più adatti per volumi di produzione più piccoli.
Competenza:L'esperienza di progettazione e produzione del tuo produttore può farti risparmiare molto tempo e denaro.I produttori esperti ti diranno quali progetti sono realizzabili, quali modifiche dovrebbero essere apportate e quali processi e materiali funzionano meglio per la tua situazione.Ciò ti eviterà la fatica di imparare dai tentativi falliti.
Controllo e test di qualità
Le parti stampate su misura devono essere sottoposte a diversi test per garantire che funzionino come previsto. I materiali possono comportarsi in modo imprevedibile se sottoposti a determinate condizioni. Il controllo qualità garantisce inoltre che la qualità del prodotto rimanga la stessa tra lotti diversi.
1. Ispezione dei materiali
I materiali utilizzati per lo stampaggio personalizzato di parti in gomma devono essere sottoposti a determinati test prima della produzione. I materiali con gli stessi nomi possono avere proprietà diverse che influiscono sulla qualità del prodotto. Ciò può essere dovuto ad adulterazione, differenze nella formulazione, esposizione ambientale, ecc.
L'ispezione dei materiali può includere diversi livelli di analisi visiva e test fisici o chimici.
2. Ispezioni in corso
Piccole differenze nei parametri di processo possono causare grandi differenze nelle prestazioni del prodotto. La scoperta di tali problemi dopo la produzione aumenta i costi di produzione.
Il processo di produzione dovrebbe disporre di sistemi per l'ispezione visiva delle parti e il controllo delle dimensioni. Anche i parametri di processo come temperatura e pressione dovrebbero essere attentamente monitorati.
3. Test post-produzione
Questi potrebbero essere l'insieme di test più completo perché vengono eseguiti sui prodotti finiti. Dovrebbero essere stabiliti standard prima che i test vengano eseguiti per garantire che vengano eseguiti i test corretti per prevedere le prestazioni della parte in gomma stampata su misura nella vita reale.
I test condotti su prodotti in gomma personalizzati includono:
Set di compressione:Determinare quanto il materiale può recuperare dopo la deformazione.
Durezza:Alcune applicazioni necessitano di materiali duri mentre altre no.
Prove di invecchiamento della gomma:Questi vengono utilizzati per prevedere come si comporta il materiale nel tempo e per quanto tempo può funzionare in modo affidabile.
Resistenza alla trazione:Determina la forza di trazione necessaria per deformare la parte in modo permanente.
Un buon produttore avrà accesso ai sistemi necessari per eseguire tali test.
Conclusione
I prodotti in gomma stampata personalizzati possono portare i progetti delle vostre automobili a un nuovo livello. Lo stampaggio personalizzato offre parti dall'aspetto e dalle prestazioni migliori e il processo è meno costoso di una volta. Oggi hai anche accesso a una gamma più ampia di materiali in gomma.
Esistono diversi processi di produzione, tra cui lo stampaggio a iniezione e a trasferimento, ma alcuni fattori, come la geometria della parte, determineranno queste decisioni. Infine, il controllo qualità e i test non dovrebbero mai essere ignorati quando si creano parti in gomma personalizzate.