Sprøytestøpte deler i små volumer

1. Sprøytestøpte deler i små volumer Utfordringer og muligheter Lars.Simonsen@kitron.com Tlf: 92 84 65 72

2. ”Kongen på haugen” – men gjelder det i små antall • Moderne produkter – sprøytestøp er tingen både på kapsling og i funksjonelle deler. • men det er så høy inngangbillett. • Så gjelder det å vite om og når man kan anvende seg av billigere verktøy og evt. hva slags de skal være. • Det er slett ikke sikkert det er verktøyprisen her som skal være avgjørende – det avhenger av både produkt, marked og kunde. • Hva kan man gjøre for å få ut mindre serier for ren avprøving eller i noen tilfeller salgbare produkter uten for stor investering?

3. Messing og aluminiumsform - gammel teknikk i ny drakt • Teknikken med utprøving i messing og aluminiumsformer er på ingen måte ny. Vi har brukt den faktisk siden vi begynte å konstruere for plast langt tilbake i EB-tiden og laget våre egne former og avprøvet dem på prototypemaskiner • Det nye er den effektivitet som moderne høyhastighets maskinering gir kombinert med overflatefinheten som du kan kjøre i maskineringssenteret. • Du slipper etterbearbeiding og polering på deler du ellers hadde brukt mange timer på. • Resultat – raskt svar på delers funksjon i ekte materiale.

4. Eksempler på strukturdeler – avprøving av funksjon i ekte materiale • Coilholder • Strukturdel i bevegelig mekanisme • Krav til stor stivhet • Tåler montasje • Skal teste en større serie (50-100 stk) • Låsedeler • Liten del, kunne vært maskinert • Trenger mange deler • Friksjonsforhold er viktige

5. Optiske deler • Nyutvikling av optisk sensor trenger en lysleder. • uaktuelt med boblefylt layeroppbygget RP – materiale • Ikke plan form (Skjære av plate i glass eller plast) • Ikke råd til å lage fullblodsform og få støpt hos professjonell linse-eller optikk – firma. • Polering – problem, men det kan gå med en del jobb • Coating

6. Designdeler – salg i mindre volumer • Lysmåler • Tynnt skall • integrert festemetode • sidetrekk • grei finish for salg i kundens marked av den typen produkt.

7. Dobbeltklemmen – for lite penger i starten – ennå ferre til slutt. • Nye produkteiere tas livet av to ganger. Det har vi som produktutviklere alle opplevd. • Det er bare de produktene som kommer på markedet og blir rimelig suksess som virkelig bærer vårt arbeid. Etterhvert som industrialiseringskostnadene stiger og livsyklusen stadig kortere blir steget større og større for å få være med. • Norske gründere kommer dermed i dobbelt skvis. Først får de for lite funding til å starte med - må kjøre teknikker med lave investeringskostnader og dyre deler. Så blir prisen på produktet for høyt til å få opp volumene og slå igjennom og tjene penger på produktet. Ny runde med egenkapital for å industrialisere og så er det for seint. • Det er i denne sammenhengen vi må se teknikkene med lavprisverktøy og den samfunnsmessige betydning det har å velge riktig teknikk for produkt og kunde. Kan vi i Kitron hjelpe et produkt fram med lav nok kost så har vi gjort vår del av jobben med å industrialisere Norge. Salget må produkteieren klare selv.

8. Easy-park trengte en ”parkeringsvakt” som både var høflig og automatisk. • Her overtok vi et delvis ferdiggjort produkt med design som var spesialtilpasset RP-sinterverktøy, men ikke nødvendigvis til sin funksjon. • Kjørte et integrert utviklingsprosjekt, som mange av dere gjør og valgte å ende ut med et messingverktøy for skall-delene.

9. EasyPark

10. Billigere inngangsbillett – krever mere kunnskap og innsats • Ikke kjøling i verktøy – stor fare for synk • Kjenne plastens oppførsel • Krav til utforming enda større enn vanlig • Kjerner og sidetrekk må utformes på spesielle måter

11. ” Ikke kjøling-stor fare for synk” • I enhver termoplastkonstruksjon er kravet til uniform godstykkelse på en støpedel av stor betydning både av teknisk og økonomisk art. Med tilnærmet jevn godstykkelse kan synkmerker og vridning i stor grad unngås. • Holdetiden i verktøyet kan være på et behagelig nivå, syklustiden reduseres, og ”tid er som kjent penger”. • Materialvalget er viktig. Med hensyn til vridning og synkemerker er krystallinske, og i særdeleshet fylte, krystallinske plaster ofte vanskeligere å hanskes med enn de amorfe fordi støpekrympingen er større, samt en annen ulempe omtalt som etterkrystallisering.

12. Kjenne plastens oppførsel • Å støpe en formstabil plastdetalj er meget vanskelig selv med kjøling i verktøyet, især om den har avvikende godstykkelse. I verktøy uten kjøling er dette spesielt vanskelig, og konstruktøren må ha en klar formening om hvor f.eks planhet på delen er spesielt viktig og prøve å utforme detaljen slik at denne blir mest mulig stabil. • Dersom designer er inne i bildet (og denne er av det velvillige slaget) kan det lønne seg å diskutere utstrakt skall-utforming for å få størst mulig formstabilitet. Ikke minst gjelder det å ha ”nese” for hvilken vei plasten ”slår seg”. ”Puteform” vil forekomme langt oftere og være mer synlig enn i verktøy med kjøling.

13. I et messingverktøy uten kjøling må alle konstruksjonsregler følges nitidig. Forholdet mellom ribbe og hovedgods bør ikke overskride 0,4-0,5 T. Dersom ribbene kommer ned på hovedgodset, og dette ligger vinklet, kan det være aktuelt å kjerne ut i hovedgodset ved ribberoten for å hindre godsansamlinger. Hovedgodset overtar på denne måten som “ribbe” i et begrenset område. Samme teknikken kan brukes rundt skrueboss. Skrueprodusentens anvisninger for boss oftest ikke forenelige med krav til forholdet mellom ribbe og hovedgods. En bør også sørge for at ribber kommer mest mulig rettvinklet inn mot hovedgodset for å unngå godsansamlinger. Skrueboss Krav til utforming enda større

14. For å redusere tendensen til puteform må spesielle tiltak settes inn som f.eks. å innføre (store) radier i hjørnene eller også redusere godstykkelsen i selve hjørnet. Krav til utforming enda større

15. TAXA-meter – salgbart produkt med lavprisverktøy • Displaycover bunn og frame • Fjernkontroll bunn og fram • Samlet verktøykost halvert, men delekost bare 50% over fullblods stålverktøy.

16. Utprøving av påstøp • Regel nr. 1: Ikke legg inn deler i støpeprosessen. • Regel nr. 2: Når du likevel gjør det – prøv det ut i aluminiumsform. • Teknikken med aluminiumsformer er todelt: Enten hel alu-form eller du bruker en fullblods stamform og lager aluminiumsinnsats. Her tar du uteksperimenteringen av vanskelige oppgaver og når løsningen er der – erstatter du med stålinnsats. • EKS: Påstøp/omstøp av metall på fleksibelt underlag(reim). • Utfordring: • Svært tette toleranser mot metall • Fleksibelt underlag – kan vi holde dette i form.

17. Påstøp av sikringsbelte

18. Konklusjoner • Messing og aluminiumsverktøy kan være måte å komme på markedet både fort og med riktig produktpris til en inngangsbillett som en gründer/oppstarts bedrift kan betale. • Det er en fin teknikk for produktutviklere som behøver avprøving av funksjonelle deler der termoplastens egenskaper utnyttes. • Det er alltid noe for noe: • Konstruksjonen må ta hensyn til svakhetene i verktøyene for å få ordentlig resultat. • Det beste er “rett opp og ned” verktøy uten trekk. • Messing og aluminiumsverktøy er ikke én teknikk, men mange. Hva som er riktig må vurderes fra gang til gang og her teller mange andre parametre enn pris. • Pris verktøy: ca. 30 - 50% av vanlig verktøykost, bare ca 50% høyere delekost. • Du er velkommen til oss med et prosjekt så skal vi gjøre vårt beste for å vurdere riktig teknologi for det. Takk for meg.

19. Kitron Development • Product development • Consultancy services

20. Center of Excellences Oslo Electronics Mechatronics Medical (24+17) • ABB • NERA • EB Karlskoga Test systems (20) • BOFORS • KV • NFT • KDA • Sonec Kongsberg Harsh Environment (15) Jönköping Microelectronics (35) • SAAB Combitech Arendal Industrialisation Prototypes (14) • Medical • Wireless • Harsh Environments • Ericsson Göteborg Microwave (3) • Volvo

21. Mechanics/Mechatronics Main areas: • Industrial design • Concept studies and feasibility studies, ergonomics, MMI, visualization • Design/Development • Project management • Design for manufacturing, evaluation of technology, production methods and sub-suppliers, choice of manufacturer • Integration of mechanics and electronics, EMC stability, thermal and env. aspects etc • Prototyping, industrialization, documentation • 3D-CAD based design processes • Actuators & sensors • Material technology, micro technology, analysis, dynamics simulation, eval. and sourcing of standard comp. • Prototype work shop