Métodos de inserción de roscas para moldeo por inyección de plástico

Alguno Sobremoldeo para piezas moldeadas por inyección Requieren que las piezas de plástico ensambladas se desarmen y vuelvan a ensamblar. En estos casos, el mejor método de sujeción es un inserto roscado de metal. ¿Cuál es la mejor manera de colocar estos insertos en una pieza? Los fabricantes de sujetadores y los expertos de la industria brindan información sobre consideraciones y explican cuatro métodos de inserción.
Los conceptos básicos
Al elegir el mejor tipo de inserto y proceso de inserción para su aplicación, tenga en cuenta estas consideraciones:

Requisitos de resistencia: los factores de resistencia clave son la resistencia del inserto a ser extraído de la pieza (fuerza de extracción) y la resistencia del inserto a torcerse en la pieza cuando se tuerce el sujetador de acoplamiento (fuerza de extracción por torsión). Cuanto más largo sea el inserto, mayor será la resistencia a la extracción; cuanto mayor sea el diámetro del inserto, mayor será la capacidad de torsión. El patrón de moleteado también es fundamental; más sobre esto a continuación.
Materiales: tanto el material plástico como el material del inserto son importantes, dependiendo de la aplicación. Dos procesos de inserción (ultrasónico y termosellado) implican la refundición de plástico previamente moldeado, por lo que solo son adecuados para termoplásticos. Para termoestables, existe la opción de moldear el inserto o prensarlo en frío más tarde, momento en el que la elasticidad del material de resina se vuelve crítica.

El material más común para el inserto roscado es el latón. Sin embargo, a medida que aumentan las demandas de sostenibilidad, las alternativas sin plomo, como el acero inoxidable o el aluminio, se están volviendo más populares. Herramientas de acero inoxidable
Costo: dado que los insertos roscados se pueden moldear en la pieza desde el principio o presionar en la pieza más tarde, considere el costo total de la operación. Esto incluye el tiempo y el costo del moldeo, la manipulación de los componentes y el ensamblaje. Para comprender mejor las ventajas y desventajas, a continuación, se presenta un vistazo rápido a los cuatro procesos de inserción principales:
1. Insertos roscados con fijación por calor
Ideal para:
Termoplásticos
Alto rendimiento combinado con bajo costo de instalación
La inserción por estampación en caliente y por ultrasonidos comienza con un orificio preformado (de tamaño especificado por el fabricante del inserto) que es ligeramente más pequeño que el diámetro exterior del inserto y se puede formar durante el proceso de moldeo o perforar posteriormente. La pared exterior del inserto puede ser recta o cónica. Tanto los insertos rectos como los cónicos se alinean bien con el sujetador (siempre que el orificio esté formado correctamente), y los insertos cónicos autoalineables son más fáciles y rápidos de presionar.
En el caso del remachado en caliente, se utiliza una prensa de calor para calentar el inserto hasta el punto en que este derrite una pequeña parte del perímetro del orificio a medida que se introduce en la pieza. La resina ablandada fluye hacia el patrón de moleteado y luego se endurece para formar una unión fuerte con el inserto. El remachado en caliente es el proceso más común para los termoplásticos porque es fácil de controlar, tiene un costo relativamente bajo y es muy adecuado para la automatización (se pueden introducir varios insertos a la vez).

2. Insertos roscados asistidos por ultrasonidos
Ideal para:
Termoplásticos
Alto rendimiento general

De manera similar, se pueden aplicar ultrasonidos para fundir el área del borde del orificio. En lugar de aplicar calor, el proceso ultrasónico crea una frecuencia de vibración para fundir el plástico. Su velocidad es comparable a la del estampación en caliente, pero requiere un control preciso y puede crear una zona de impacto de proceso más grande, lo que puede causar fragmentación del material. El proceso ultrasónico también puede ser ruidoso y más difícil de automatizar, por lo que es menos probable que se use, especialmente en talleres que aún no realizan soldadura ultrasónica.

3. Insertos roscados moldeados
Ideal para:
Termoestables y termoplásticos
Mejor rendimiento de extracción y torsión

En el caso de los insertos moldeados, se mecaniza o inserta un pasador en el núcleo del molde. Luego, el inserto se coloca sobre el pasador en cada ciclo del proceso de moldeo. Con este proceso, la resina encapsula completamente el inserto, lo que generalmente da como resultado la mejor unión general y elimina la necesidad de cualquier proceso de inserción posterior. Sin embargo, este proceso requiere un núcleo más complejo con tolerancias estrictas entre el pasador y el inserto. También lleva tiempo colocar el inserto entre cada ciclo de la máquina de moldeo por inyección.
Los insertos en molde pueden tener una “rosca pasante”, lo que significa que ambos extremos del inserto están abiertos, por lo que se requiere un contacto sólido con las superficies del núcleo y la cavidad para evitar que la resina fluya dentro del inserto. O pueden tener una “rosca ciega”, lo que significa que un extremo del inserto está cerrado, por lo que no se requiere contacto con la superficie de la cavidad, por ejemplo, en casos con paredes más gruesas o donde no debe haber sujetadores en un lado de la cavidad.
4. Insertos roscados prensados en frío
Ideal para:
Termoestables
Fácil instalación a un coste mínimo
Simplemente una simple pulsación
Aunque pueden no funcionar tan bien como los tipos anteriores, los insertos prensados en frío son una alternativa muy económica porque son fáciles de instalar y generalmente no requieren equipo auxiliar especial.
A veces llamados "insertos de expansión", un tipo de inserto a presión tiene ranuras mecanizadas en los lados que les permiten flexionarse cuando se insertan y se pueden presionar fácilmente con solo la presión de los dedos. Al instalar un tornillo de acoplamiento, los lados de estos insertos se fuerzan hacia afuera para crear un contacto de "mordida" con la pared interior del orificio. Básicamente, funcionan como un tirafondo envainado que se encuentra en la ferretería.

Los insertos de inserción a presión de mayor rendimiento tienen cuerpos sólidos y requieren una prensa para su inserción. Si bien no cumplen con los estándares de resistencia de los procesos que funden plástico alrededor del inserto, estos insertos ofrecen una alternativa resistente al proceso de inserción con una excelente relación costo-beneficio.
Acerca del moleteado

El moleteado es un proceso de trabajo de metales en el que se corta o se lamina un patrón sobre el exterior de la pieza de trabajo. En el caso de los insertos roscados, el patrón de moleteado es fundamental y afecta directamente la resistencia a la extracción y al par.
Los moleteados rectos (paralelos a la longitud del inserto) ofrecen la mayor resistencia al par, pero menos resistencia a la extracción. Las ranuras entre las bandas de moleteado aumentan la resistencia a la extracción.
Los moleteados diagonales o en espiral equilibran la resistencia a las fuerzas en ambas direcciones. Los moleteados hexagonales o en forma de diamante son probablemente los más comunes y ofrecen resistencia en todas las direcciones.
Amplia gama de tamaños

Los insertos roscados estándar para plásticos varían en diámetro desde aproximadamente 1/8″ – 9/16″ hasta longitudes de 1/8″ – 5/8″, con tamaños de rosca que varían desde #0-80 hasta 3/8-16 (M2 a M10, según el tipo). Esta gama de tamaños se adapta a una amplia gama de aplicaciones en industrias como la electrónica, automotriz, aeroespacial, de defensa, médica, industrial y de equipos de entretenimiento.

Para aplicaciones físicamente más pequeñas, como dispositivos portátiles, los insertos microPEM también están disponibles en diámetros tan pequeños como 1 mm (0,039″) y longitudes tan pequeñas como 1,75 mm (0,069″). Estos micro insertos pueden acomodar sujetadores M1, la rosca tipo M más pequeña especificada por ISO. Se pueden instalar en orificios rectos o cónicos mediante procesos de estampación en caliente o ultrasónicos.

Los cuatro tipos de procesos de inserción (remachado térmico, ultrasónico, estampación o estampación en frío) ofrecen ventajas y capacidades únicas para satisfacer sus requisitos de diseño. Para lograr el máximo rendimiento del inserto, es importante tener en cuenta el tipo de inserto junto con la aplicación, el costo y otros componentes.