Gereedschappen en mallen voor siliconen toetsenborden

De werking van een siliconen toetsenbord begint al lang voordat de eerste knop wordt ingedrukt – het begint met de tooling. De mal is de basisblauwdruk.

Siliconen toetsenbordmallen worden ontworpen met behulp van nauwkeurige machinale bewerking en CAD-ontwerp om een nauwkeurige vorm, tactiele respons en langdurige productiebetrouwbaarheid te garanderen.

Elk perfect toetsenbord begint met perfect gereedschap. Bij RuiYang Silicone hebben we gezien hoe een goede mal leidt tot consistente kwaliteit – en hoe een gebrekkige mal tot productieproblemen leidt. Ik laat u graag zien hoe we mallen bouwen die miljoenen cycli meegaan.

Welke rol speelt CAD bij het ontwerpen van matrijzen?

Alles begint met een 3D-model. Hier worden ontwerpideeën omgezet in echte productietools.

Computer-Aided Design (CAD) wordt gebruikt om 2D- en 3D-modellen van het toetsenbord te maken, inclusief toetsaanslag, webbinggeometrie en algehele pasvorm. Deze modellen sturen het gehele gereedschapsproces.

Onze engineers maken de mal op basis van uw toetsenbordontwerp. Het CAD-bestand bevat elk detail: knophoogte, toetsafstand, randradius en exacte bandvorm. We simuleren hoe siliconen vloeien, samendrukken en uitharden.

We analyseren ook ondersnijdingen, lossingshoeken en uitwerppunten. Een helder CAD-model voorkomt gereedschapsrevisies achteraf, wat tijd en kosten bespaart.

Een sterk ontwerpfundament leidt tot minder fouten en snellere productiecycli.

Hoe wordt de malbasis geselecteerd en voorbereid?

De keuze van de juiste matrijsbasis bepaalt de levensduur van het gereedschap en de productie-efficiëntie.

Matrijsbodems zijn meestal gemaakt van gehard staal of aluminium. Het materiaal wordt geselecteerd op basis van productievolume, precisie en duurzaamheid.

Voor de meeste productieseries gebruiken we gereedschapsstaal P20 of H13. Deze materialen zijn bestand tegen hoge druk en temperaturen bij lange productieseries. Aluminium wordt gebruikt voor prototypes of kleine series vanwege de snelle bewerkbaarheid.

Voordat we met de bewerking beginnen, behandelen we het materiaal om het hard te maken en polijsten we het oppervlak om te voorkomen dat er defecten in het uiteindelijke toetsenbord ontstaan.

De levensduur van gereedschap kan variëren van 500.000 tot 1 miljoen cycli, afhankelijk van het onderhoud.

Welke CNC-technieken worden gebruikt bij het bewerken van mallen?

Door het bewerken komt het ontwerp tot leven: elke groef en koepel moet exact zijn.

CNC-frezen, EDM (Electrical Discharge Machining) en hogesnelheidsboren worden gebruikt om nauwkeurige malvormen en fijne oppervlaktetexturen te creëren.

We beginnen met CNC-frezen om de basisvorm van de matrijs te frezen. Voor complexe sleutelvormen en nauwe toleranties gebruiken we vervolgens EDM. Dit stelt ons in staat om scherpe hoeken en delicate bandvormen te creëren.

We besteden speciale aandacht aan de uitlijning van de spiebanen, ventilatiegaten en oppervlaktestructuur. De oppervlakteafwerking beïnvloedt het ontvormen, de hechting van de coating en het uiterlijk van het onderdeel.

Dankzij de nauwkeurige bewerking past elk onderdeel van de mal perfect in elkaar.

Hoe is bandmateriaal ontworpen voor tactiele controle?

Het weefsel onder elke toets bepaalt het tastgevoel: hier komen functie en vorm samen.

Het ontwerp van de band omvat de dikte, hoek en ondersteuningsstructuur. Deze factoren bepalen hoeveel kracht er nodig is om de toets in te drukken en hoe de toets terugveert.

We simuleren het inzakken en terugspringen van de webbing met behulp van softwaretools. Een typisch ontwerp maakt gebruik van een kegelvormig web tussen de bovenkant en onderkant van de toets. De dikte van het web varieert van 0,3 mm tot 0,7 mm.

Tijdens het maken van de mal moeten de holtes in de band perfect worden bewerkt. Als de hoek of diepte niet klopt, is de voelbare feedback niet goed.

Dit is een van de meest gepersonaliseerde onderdelen van de mal. Geen twee toetsenborden voelen precies hetzelfde aan, omdat geen twee banden identiek zijn.

Hoe worden multi-shot- en insert-mallen behandeld?

Voor sommige ontwerpen zijn complexe gietstappen nodig, zoals meerdere materialen of ingebedde componenten.

Multi-shot- en insert-mallen maken het mogelijk om siliconen over te spuitgieten op kunststof frames, PCB-inserts of tweekleurige oppervlakken. Dit vereist nauwkeurige uitlijning en secundaire gereedschappen.

Wanneer we een toetsenbord met een kunststof frame of een ontwerp met dubbele durometer maken, gebruiken we insert moulding. Eerst wordt het basisonderdeel in de mal geplaatst. Vervolgens wordt er siliconen overheen of eromheen gegoten.

Voor toetsenborden met twee kleuren of twee hardheden gebruiken we een multi-shot-matrijs. De matrijs bevat aparte gietkanalen en holtes voor elke materiaalinjectie.

Deze stap kost meer tijd om te ontwerpen, maar biedt ongeëvenaarde functionaliteit en esthetiek.

Hoe wordt gereedschap gevalideerd vóór massaproductie?

Voordat de volledige productie start, moet elke mal bewijzen dat deze nauwkeurig en herhaalbaar is.

Wij voeren T1-monstername, dimensionale controles en tactiele krachttesten uit op proefonderdelen om de nauwkeurigheid van de matrijs te garanderen voordat deze wordt vrijgegeven voor massaproductie.

Na het bewerken testen we de matrijs door een kleine batch (T1-monsters) te produceren. Deze worden gecontroleerd op:

• Flits of defecten
• Zichtbaarheid van de scheidingslijn
• Knopuitlijning
• Webbing-respons

We meten belangrijke afmetingen en voeren kracht-verplaatsingstests uit om de tactiele prestaties te controleren. Indien nodig reviseren we de ontluchtingsopeningen of polijsten we de delen voor een betere loslating van onderdelen.

Pas na volledige goedkeuring gaan we over tot grootschalige productie. We vergrendelen de gereedschappen en starten de standaard kwaliteitscontrolecycli.

Conclusie

Het maken van de mal vormt de basis van elk siliconen toetsenbord. Van CAD tot CNC tot de eindvalidatie: elke stap zorgt ervoor dat het eindproduct er goed uitziet, goed aanvoelt en zo lang meegaat als het hoort.