Técnicas de Fixação para Carcaças de Plástico

O plástico está cada vez mais presente nos processos de fabricação e ainda há muito espaço para crescimento. Portanto, os engenheiros devem garantir que os novos produtos de plástico atendam aos requisitos de desempenho, considerando os custos dos componentes e o tempo do ciclo de montagem. Embora os materiais plásticos ofereçam muitas vantagens, eles podem apresentar desafios de fabricação durante o processo de montagem que levam a ineficiências, peças descartadas e custos adicionais. Este informativo aborda as vantagens e as desvantagens dos seguintes métodos de fixação usados para montar componentes de plástico: pinos sólidos, adesivos, parafusos e juntas de encaixe rápido.   

Antes de selecionar o método de fixação, os projetistas devem decidir se seu produto precisa ser desmontado. Por exemplo, produtos como detectores de incêndio, controles remotos de televisão e chaveiros devem ser projetados para que os consumidores possam desmontar o produto para substituir as baterias. Por outro lado, produtos como secadores de cabelo e dispositivos médicos descartáveis normalmente não são projetados para serem desmontados ou reparados. Também há componentes que são especificamente projetados para serem resistentes à violação, de modo que os consumidores não possam desmontar facilmente o produto (ou seja, eletrônicos).

Pinos sólidos, adesivos, parafusos e juntas de encaixe rápido são comumente usados para prender montagens permanentes. Embora os projetistas possam não exigir especificamente que um novo projeto de produto seja desmontável, muitos ainda usam elementos de fixação que possam ser desmontáveis, como parafusos, para conveniência e familiaridade do operador. No exemplo mostrado na Figura 1, a maioria das calculadoras de bolso usa parafusos para unir a carcaça de plástico, embora os consumidores não precisem separar o conjunto durante a vida útil do produto.

Pinos sólidos e adesivos são indicados para montagens permanentes que devem ser resistentes a adulteração porque fornecem excelente retenção em plásticos. Os adesivos fornecem retenção ao unir vários componentes. Enquanto os pinos sólidos fornecem retenção deformando o material receptor, criando interferência. Observe que os pinos sólidos com recursos de retenção (ou seja, serrilhados, farpas) são preferíveis aos pinos simples porque permitem tolerâncias de furo mais amplas e reduzem as tensões nos componentes de plástico.

A resistência à violação ajuda a mitigar o risco de perda de garantia, danos ao produto ou exposição ambiental (ou seja, umidade, sujeira). Além disso, elementos de fixação que podem ser removidos, como parafusos, criam um risco significativo de segurança em produtos como brinquedos infantis (risco de sufocamento). Por essas razões, pinos sólidos e adesivos são normalmente as opções de fixação preferidas para itens que não requerem manutenção.

Os adesivos podem ser aplicados com pistolas manuais ou equipamento de distribuição automatizado. Muitas vezes, é necessário preparar a superfície dos componentes receptores. O processo de aplicação do adesivo durante a montagem é bastante complicado e requer operadores treinados. A aplicação de pouco ou muito adesivo ao conjunto pode levar a falhas em campo. Além disso, muitos adesivos requerem controle de temperatura, controle de pressão e/ou controle da mistura de diferentes fluidos antes de entrar em contato com os componentes receptores. Depois que o adesivo é aplicado, há um período de cura que em alguns casos pode durar mais de 24 horas! 

O equipamento de instalação de adesivos requer manutenção e monitoramento extensivos, pois os adesivos fazem sujeira e o equipamento pode entupir se entrarem contaminantes. Além disso, muitos adesivos têm uma vida útil limitada. Tudo isso adiciona custos e complexidade ao processo de montagem e também reduz a disponibilidade da máquina. Com tantas variáveis envolvidas, a repetibilidade e o controle podem ser desafiadores.

As juntas de encaixe rápido são normalmente montadas manualmente pressionando os componentes uns contra os outros. O processo de montagem com juntas de encaixe rápido pode variar significativamente dependendo do projeto dos componentes de intertravamento. Algumas juntas de encaixe rápido são projetadas para serem desmontáveis, enquanto outras são projetadas para serem permanentes. Ao usar juntas de encaixe rápido, os fabricantes reduzem o número total de peças usadas por montagem, o que, no final, reduz custos, estoque e manuseio. No entanto, as juntas de encaixe rápido oferecem menor retenção do que outros métodos de fixação, pois dependem da resistência dos próprios componentes de plástico. As juntas de encaixe rápido são indicadas para montagens que são expostas a cargas mínimas. No entanto, esse tipo de junta está sujeito a falhas, além de poder representar riscos ambientais, como riscos de asfixia.

Os projetistas devem levar em consideração o desempenho, a simplicidade, o custo dos elementos de fixação e o custo de montagem ao projetar carcaças de plástico. Recomenda-se que os engenheiros de projeto trabalhem em conjunto com os engenheiros de produção no início do estágio de projeto, para que todos os detalhes do processo de montagem sejam abordados. Muito frequentemente, novos projetos de produtos são finalizados sem considerar o tempo de ciclo de montagem, taxa de perda, custos de manutenção e comportamento do consumidor ao longo da vida útil do produto.