Descripción del Proyecto
Un fabricante británico de terminales de pago que desarrollaba un dispositivo POS de nueva generación para el mercado europeo necesitaba un molde de producción para la carcasa del terminal — un conjunto de inyección de dos componentes que combina una guía negra de PC para el lector de tarjetas con una carcasa principal blanca de PC UL V-0, partición central y estructura de nervios internos. El conjunto completo mide 106 × 146 × 56 mm y pesa 110 gramos.
La carcasa integra una guía de precisión para el lector de tarjetas en PC negro, una carcasa estructural de PC blanco con paredes de 3 mm, una partición central de 1,5 mm, nervios de refuerzo de 1 mm, una placa de blindaje metálica y contactos sobremoldeados en la partición central, y una rejilla de altavoz integrada en un lateral. Todas estas características deben producirse en un único ciclo de molde rotativo de dos componentes.
Especificaciones de la Pieza
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Producto | Conjunto de carcasa de terminal de pago POS |
| Ubicación del cliente | Reino Unido |
| Dimensiones | 106,0 × 146,0 × 56,0 mm |
| Peso (conjunto completo) | 110 g |
| Espesor de pared de carcasa | 3,0 mm |
| Espesor de partición central | 1,5 mm |
| Espesor de nervios | 1,0 mm |
| Primera inyección (negro) | PC — guía del lector de tarjetas |
| Segunda inyección (blanco) | PC UL V-0 — carcasa principal, partición, nervios |
| Insertos metálicos | Placa de blindaje + contactos (sobremoldeados) |
| Características especiales | Rejilla de altavoz integrada en pared lateral |
| Aplicación | Terminal de pago, POS financiero |
Enfoque de Ingeniería
Estrategia de Dos Componentes — ¿Por qué no dos moldes separados?
El cliente consideró inicialmente fabricar la guía negra y la carcasa blanca como dos piezas separadas. Este enfoque habría simplificado el diseño del molde pero introducía tres problemas:
Alineación del camino de tarjeta. La guía del lector de banda magnética requiere ±0,2 mm en toda la longitud de deslizamiento. Un componente negro separado introduce acumulación de tolerancias de ensamblaje. Un molde de dos componentes forma la guía negra y la carcasa blanca como una pieza única unida molecularmente, eliminando tres interfaces de ensamblaje.
Protección contra ingreso. Los terminales POS en entornos comerciales están expuestos a bebidas derramadas y productos de limpieza. Un ensamblaje de dos piezas crea una vía de entrada de humedad que una carcasa de dos componentes de una sola pieza elimina.
Evidencia de manipulación. Los terminales de pago están sujetos a requisitos PCI PTS de resistencia a la manipulación física. Una carcasa de dos componentes donde la guía negra está permanentemente unida a la carcasa blanca hace que cualquier intento de separación sea visiblemente destructivo.
Selección de Material — ¿Por qué PC para ambas inyecciones?
Usar PC para ambas inyecciones fue una decisión de ingeniería deliberada. El proceso de dos componentes requiere que los materiales se unan a nivel molecular durante el sobremoldeo.
PC negro (primera inyección) fue seleccionado por su resistencia al desgaste (>500.000 deslizamientos), estabilidad dimensional (contracción 0,5–0,7 %) y compatibilidad térmica con la segunda inyección.
PC blanco UL V-0 (segunda inyección) fue seleccionado por su combinación de retardancia a la llama y propiedades mecánicas. La certificación UL V-0 a 3 mm de espesor es un requisito obligatorio para terminales de pago en entornos comerciales europeos según IEC 62368-1.
Sobremoldeo de Insertos Metálicos
La partición central incorpora dos insertos metálicos:
- Placa de blindaje — Chapa de acero inoxidable de 0,3 mm para blindaje electromagnético.
- Puntos de contacto — Contactos de latón con resorte para la ruta de tierra.
El control crítico del proceso es prevenir que el flash de plástico invada las superficies de contacto. Un flash de 0,05 mm en un contacto de tierra crea una conexión eléctrica intermitente. El molde incorpora superficies de cierre positivo alrededor de cada punto de contacto con 0,02 mm de holgura.
Gestión de Espesores de Pared Variables
La carcasa presenta tres zonas de espesor — 3 mm, 1,5 mm y 1 mm — llenadas durante la misma segunda inyección. La solución fue una estrategia de múltiples puntos de inyección con 3–4 entradas. La temperatura del molde de 85–95°C mantiene la superficie de la cavidad caliente para que las secciones de 1 mm se llenen completamente.
Detalles del Diseño del Molde
| Parámetro | Detalle |
|---|---|
| Tipo de molde | Molde de inyección rotativo de dos componentes |
| Cavidades | 1+1 (plato rotativo, índice 180°) |
| Acero del molde | P20 (machos y cavidad) |
| Primera estación | PC negro — guía del lector de tarjetas |
| Segunda estación | PC blanco UL V-0 — carcasa, partición, nervios |
| Sistema de canales | Canal caliente, control de válvula de aguja |
| Carga de insertos | Carga manual, fijación con pasadores de posicionamiento |
| Refrigeración | Refrigeración conforme en segunda estación |
| Eyección | Expulsor multipunto con liberación secuenciada |
| Superficies de cierre | 0,02 mm de holgura en puntos de contacto de insertos |
| Vida útil del molde | 300.000 disparos |
Proceso de Moldeo por Inyección
Primera Inyección — PC Negro (Guía del Lector)
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Material | PC negro, alta fluidez, resistente UV |
| Temperatura del cilindro | 270–285°C (zonificado) |
| Temperatura de boquilla | 295°C |
| Temperatura del molde | 85–95°C |
| Presión de inyección | 95–115 MPa |
| Presión de mantenimiento | 80–95 MPa |
| Tiempo de mantenimiento | 2–3 s |
| Tiempo de refrigeración | 12–15 s |
Segunda Inyección — PC Blanco UL V-0 (Carcasa Principal)
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Material | PC blanco, alta fluidez, UL V-0 |
| Temperatura del cilindro | 280–300°C (zonificado) |
| Temperatura de boquilla | 305°C |
| Temperatura del molde | 85–95°C |
| Presión de inyección | 80–105 MPa |
| Presión de mantenimiento | 70–90 MPa |
| Tiempo de mantenimiento | 2–3 s |
| Tiempo de refrigeración | 18–22 s |
| Puntos de inyección | 3–4 puntos múltiples |
| Secado del material | 120°C × 4 horas, humedad <0,02 % |
Control de Calidad
Cada lote se somete a un protocolo de inspección estructurado:
- Inspección dimensional — CMM en primera pieza y muestreo 1:200; ancho de guía verificado en 5 puntos contra ±0,2 mm
- Integridad de unión bicomponente — Microscopía de sección transversal en la línea de unión; sin delaminación, huecos o contaminación
- Calidad de sobremoldeo de insertos — Prueba de continuidad al 100 %; inspección de superficie de contacto bajo 10×
- Inspección de rejilla de altavoz — Inspección visual retroiluminada al 100 %
- Apariencia superficial — Inspección visual al 100 % bajo 800 lux
- Verificación UL V-0 — Prueba de quemado vertical según UL 94
- Prueba de caída — Caída libre de 1,0 m sobre hormigón, 6 orientaciones
- Ciclado térmico — -20°C a +60°C, 50 ciclos; cambio dimensional <0,1 mm
- Durabilidad de deslizamiento — 500.000 ciclos; desgaste de guía <0,05 mm
- Consistencia de peso — Variación <1,5 %, según protocolo de control de calidad
Resultados
| Métrica | Objetivo | Alcanzado |
|---|---|---|
| Precisión dimensional de guía | ±0,2 mm en 106 mm | Cpk = 1,52 |
| Resistencia de unión bicomponente | Sin delaminación | ✅ Aprobado |
| Continuidad de contacto de insertos | 100 % | ✅ 100 % |
| Tasa de llenado de rejilla | 100 % | 99,8 % |
| Prueba de llama UL V-0 | Extinción ≤10 s | ✅ Aprobado (8,5 s) |
| Prueba de caída (1,0 m) | Sin grietas | ✅ Aprobado |
| Ciclado térmico | Δ <0,1 mm | Δ = 0,04 mm |
| Durabilidad (500k ciclos) | Desgaste <0,05 mm | 0,02 mm |
| Variación de peso (1.ª iny.) | <1,5 % | 1,1 % |
| Variación de peso (2.ª iny.) | <1,5 % | 1,3 % |
| Coste por pieza | ≤¥28,00 | ¥24,50 |
Este caso práctico demuestra la capacidad de JBRplas para moldeo por inyección de dos componentes complejo — incluyendo molde rotativo con integración molecular PC negro/blanco, sobremoldeo de insertos metálicos para blindaje EMI, control dimensional de grado financiero y verificación de calidad integrada para requisitos de certificación de terminales de pago.
