Lo stampaggio a iniezione a parete sottile è un processo utilizzato per produrre parti in plastica sottili. Questo processo è in genere utilizzato per pezzi piccoli e complessi che richiedono un alto grado di precisione. In questo post discuteremo le basi dello stampaggio a iniezione a parete sottile e come può essere utilizzato per produrre parti in plastica di alta qualità.

In modo semplice, quando lo spessore della parete è inferiore a 1 mm, si parla di parete sottile. Più in generale, la definizione di parete sottile è legata al rapporto tra processo e spessore della parete, alla viscosità della plastica e al coefficiente di trasferimento del calore.

Lo stampaggio a iniezione a parete sottile presenta requisiti diversi in termini di progettazione del prodotto e selezione della macchina, produzione di stampie il processo di stampaggio a causa delle caratteristiche uniche della sua forma, e ogni fase influisce sulla qualità del prodotto finale.

Che cos'è la parete sottile?

L'industria dello stampaggio a iniezione si riferisce solitamente ai prodotti stampati a iniezione con uno spessore della parete inferiore a 1 mm come parti a parete sottile e questo processo è chiamato stampaggio a iniezione a parete sottile.

Rispetto allo stampaggio a iniezione tradizionale, lo spessore della parete del prodotto è molto più sottile, ma il nucleo o la differenza professionale è la differenza nel rapporto di lunghezza del flusso (di solito il processo alla fine del processo di stampaggio mainstream è chiamato L, lo spessore del prodotto è t, L/t è chiamato il rapporto di lunghezza del flusso) quando L/t>150, può essere chiamato stampaggio a iniezione a parete sottile.

Perché utilizzare lo stampaggio a iniezione a parete sottile?

Il costo della plastica è solitamente una percentuale elevata del costo del prodotto finito, ad esempio 50-80%. Una parete sottile contribuisce a ridurre questo rapporto.

Poiché i dispositivi elettronici di consumo, come telefoni cellulari, fotocamere digitali e PDA, diventano sempre più piccoli e leggeri, le parti in plastica sono progettate per essere sempre più sottili.

La natura del riempimento delle pareti sottili

La parete dello stampo è fredda e quando la colata riempie la cavità dello stampo, la parete dello stampo forma uno strato polimerizzato, riducendo così lo spessore del canale scorrevole. Questa situazione è più grave quando lo spessore della parete è più sottile. Una parete di 1 mm di spessore presenta uno strato polimerizzato di 0,2 mm, lasciando un percorso di flusso di 0,6 mm di spessore.

Una parete di 0,5 mm di spessore ha uno strato polimerizzato di 0,2 mm, che lascia un percorso di flusso di 0,1 mm. Se il riempimento non è completato e il canale di flusso scompare a causa dello spesso strato di polimerizzazione, il prodotto finito non sarà riempito.

Altre caratteristiche dello stampaggio a iniezione a parete sottile

Riempimento ad alta velocità

Stampaggio a iniezione a parete sottilerichiede quindi un'elevata velocità di iniezione per riempire la cavità dello stampo a iniezione quando lo strato polimerizzato non è troppo spesso.

L'alta pressione di iniezione non è necessaria. Si limita a compensare la mancanza di velocità di iniezione iniettando con forza la massa fusa nella cavità non riempita. Questo non solo aumenta la forza di chiusura necessaria, ma crea anche elevate tensioni interne nel prodotto finito, che si deforma dopo lo stampaggio.

La velocità di iniezione di una macchina per stampaggio a iniezione generica è di circa 100 mm/s, che non è in grado di gestire l'iniezione di pareti sottili. La velocità di iniezione può essere aumentata di 25% aumentando la pompa dell'olio. L'iniezione con doppia pompa è superiore di 70%.

Alcuni produttori utilizzano l'iniezione rigenerativa per scambiare la pressione di iniezione con la velocità di iniezione. Viene utilizzata quando l'iniezione iniziale non richiede un'elevata pressione di iniezione. La velocità di iniezione può essere aumentata di oltre 100%.

Il cilindro di azoto può immagazzinare l'energia della pompa dell'olio sotto forma di pressione e rilasciarla durante l'iniezione, un metodo formale per aumentare significativamente la velocità di iniezione. La velocità di iniezione è suddivisa nelle quattro categorie seguenti.

Bassa velocità 200-300 mm/s; media velocità 300-600 mm/s; alta velocità 600-1000 mm/s; super alta velocità 1000-2000 mm/s. Le macchine per lo stampaggio a iniezione nazionali possono raggiungere il grado di velocità medio.

Iniezione a bassa inerzia

L'unico iniezione ad alta velocità non può soddisfare tutti i requisiti dell'iniezione a parete sottile. Occorre considerare anche l'alta accelerazione e l'alta decelerazione. All'inizio dell'iniezione, la vite è ferma. Da fermo alla velocità massima, ad esempio 400 mm/s, la vite deve essere accelerata.

Se l'intero tempo di iniezione è di soli 0,5s, si desidera raggiungere la piena velocità in 0,05s e il tasso di accelerazione è superiore a 8 G. Al contrario, se il tempo di accelerazione è di 0,3 secondi, non è adatto. Il motivo è che la velocità media viene ridotta dalla bassa accelerazione.

Ignorando la resistenza della viscosità della massa, a=F/m. a è il tasso di accelerazione, F è la spinta e m è la massa. Pertanto, l'iniezione a parete sottile richiede anche una grande forza di spinta e una piccola massa.

Circuito dell'olio ad alta rigidità

L'olio in pressione è elastico e deve essere considerato quando si parla di accelerazione a 0,05s. Un'ampia area del pistone del cilindro, una corsa breve e un tubo corto possono ridurre l'effetto dell'elasticità. Anche la rigidità del circuito dell'olio sarà migliorata se il tubo può essere sostituito da un tubo rigido.

Servovalvola

La risposta della servovalvola è più rapida rispetto alla valvola proporzionale generale. La sua efficacia è massima quando si riempie la cavità dello stampo e si passa al mantenimento della pressione. Se la risposta non è tempestiva, il materiale plastico trabocca e il prodotto finito presenta una bava.

Controllo ad anello completamente chiuso

L'uso di servovalvole, generalmente con controllo ad anello chiuso, consente di controllare la velocità di iniezione, la pressione di mantenimento e la contropressione.

Il controllo ad anello completamente chiuso monitora la variabile in questione (velocità o pressione) e comunica alla servovalvola la correzione in caso di deviazione dalla quantità impostata.

In parole povere, il controllo ad anello completamente chiuso migliora la stabilità (ripetibilità) di stampaggio a iniezione e riduce il tasso di scarti.

Controllore

Il controllore, comunemente noto come computer, deve impartire il comando per terminare l'iniezione e passare al mantenimento della pressione nel momento in cui la cavità dello stampo viene riempita.

Quando la velocità di iniezione è di 400 mm/s e la deviazione della scala elettronica consentita è di 0,1 mm, il controllore può avere una deviazione di soli 0,25ms. Il controllore deve scansionare la scala elettronica di iniezione ogni 0,1ms.

Se il controllore adotta il controllo "in tempo reale", non utilizza la scansione e quando il righello elettronico misura che il punto di mantenimento della pressione è stato raggiunto, genera un'interruzione e il controllore la gestisce "istantaneamente"; in questo modo è possibile soddisfare anche il requisito di elevata stabilità.

Ciclo di iniezione breve

Il tempo di ciclo può essere risparmiato aprendo lo stampo ed espellendolo allo stesso tempo, ovvero circa un secondo.

Struttura meccanica

Per ottenere un tempo di ciclo di quattro secondi, l'apertura e la chiusura dello stampo devono essere rapide e stabili (senza vibrazioni).

Una valvola proporzionale viene utilizzata per aprire e chiudere lo stampo con una funzione di frenatura. Anche l'elevata rigidità del telaio è di aiuto. La variazione della piastra dello stampo influisce direttamente sullo spessore della cavità dello stampo.

Quando lo spessore uniforme della parete è di 0,5 mm, la deformazione della piastra dello stampo deve essere controllata al di sotto di 0,05 mm. Pertanto, la rigidità dello stampo a iniezione La piastra deve essere alta (rinforzo adeguato, spessore corretto della piastra) e lo spazio delle quattro colonne non deve essere troppo grande.

Capacità di plastificazione

Per ottenere un buon lavoro di plastificazione in un ciclo di quattro secondi, è necessario aumentare la capacità di plastificazione della vite o utilizzare un ugello di tenuta pneumatico per prolungare il tempo di plastificazione.

Il design a doppio filetto può migliorare la capacità di plastificazione. Una vite più lunga con un rapporto L/D di 24-25 può aumentare l'area di assorbimento del calore e aumentare la plastificazione in modo efficace.

L'elevata velocità della vite aumenta la velocità della superficie della vite a più di 1m/s, senza effetti negativi sui materiali PP comunemente utilizzati.

L'ugello pneumatico permette di continuare la plastificazione durante l'apertura e la chiusura dello stampo, ma la stampaggio a iniezione Per ottenere questo risultato, la macchina deve disporre di due fonti di alimentazione, come ad esempio due pompe dell'olio.

Stampo

Come la sagoma della macchina per lo stampaggio a iniezione, la sagoma dello stampo deve essere spessa per ridurre la variazione.

Stampaggio a iniezione ad alta velocità devono essere ben esauriti. I metodi sono costituiti da sufficienti fessure di scarico, dall'uso di acciaio traspirante per stampi e dal vuoto. La precisione di lavorazione dello stampo è necessaria per ottenere uno spessore uniforme della circonferenza delle quattro pareti più sottili.

I requisiti degli stampi a più cavità sono ancora più elevati. Gli stampi sono dotati di un espulsore e di un dispositivo di soffiaggio per far cadere più velocemente i prodotti finiti dopo la sformatura e chiudere immediatamente lo stampo.

Plastica

L'indice di fusione (MI) della plastica PP raggiunge i 60 (g/10min), come il Moplen RP1086 di Basell. Molti prodotti finiti sono realizzati in PS/ABS, grazie alla tenacità del PC e alla fluidità dell'ABS, che sono adatti anche per la produzione di prodotti in plastica. stampaggio a iniezione a parete sottile.

Selezione del materiale ad alta fluidità per lo stampaggio a iniezione a parete sottile

In termini di selezione del materiale, poiché lo spessore dei prodotti a parete sottile per il confezionamento è inferiore a 0,6 mm e il rapporto di lunghezza del flusso è generalmente superiore a 200, il ciclo di stampaggio dello stampaggio a iniezione a parete sottile è molto breve e i prodotti vengono raffreddati molto rapidamente durante il processo di stampaggio. stampaggio a iniezione che richiede un'elevata fluidità del materiale per ottenere un'iniezione e un riempimento rapidi.

Attualmente, lo stampaggio a iniezione a parete sottile è utilizzato principalmente per materiali poliolefinici, come PP e PE, oltre a PET, PS, PE, ABS, PC e altre applicazioni.

Progettazione del prodotto di stampaggio a iniezione a parete sottile considerando la disposizione della porta di ingresso

Il design del prodotto di stampaggio a iniezione a parete sottile dovrebbe prestare particolare attenzione alla disposizione della porta di ingresso, in modo che la colla di ingresso possa essere bilanciata il più possibile e l'intero prodotto possa essere riempito in modo equilibrato.

Inoltre, è necessario prestare particolare attenzione al design dello scarico. Per alcuni prodotti con pareti larghe e sottili, è possibile utilizzare la lamiera di scarico per lo scarico. Si noti che la disposizione del foglio di scarico è il più possibile perpendicolare alla linea di convergenza finale, il che può aumentare in modo efficace l'efficienza dello scarico.

Ad esempio, nel caso della batteria del telefono cellulare, poiché lo spessore del telefono cellulare sta diventando sempre più sottile, il caso elettromagnetico è anche sperato di rendere lo spessore il più sottile possibile. Così la parte posteriore della batteria di solito fare un pezzo di scarico, nel riempimento di gas intrappolati può essere efficace gas fuori dallo stampo.

Materiale di stampaggio a iniezione a parete sottile, fessura di scarico e design della porta

Ci sono molti fattori da considerare per stampaggio a iniezione a parete sottilecome il materiale dello stampo, lo scarico dello stampo, il cancello, ecc.

Prima di tuttoIl materiale dello stampo è molto importante, perché lo stampaggio a iniezione a parete sottile è solitamente utilizzato per l'alta pressione e il riempimento rapido, quindi l'impatto del materiale sulla superficie dello stampo sarà particolarmente violento, quindi è solitamente necessario utilizzare acciaio con durezza superiore a HRC55 gradi, e il materiale deve essere trattato termicamente, che può prevenire efficacemente l'usura dello stampo.

Anche la lucidatura della superficie dello stampo è molto importante, per lucidare il più possibile la posizione, ridurre la resistenza al flusso e prevenire l'attrito del riempimento plastico.

In secondo luogoLo scarico dello stampo è anche molto importante, come detto in precedenza può essere progettato nella struttura del pezzo di scarico del prodotto, può anche essere utilizzato sotto forma di una valvola a pressione negativa nello stampo, lo stampo pre-vuoto, e poi riempito, che può ridurre la resistenza alla compressione dell'aria.

L'estremità della fessura di scarico deve essere progettata in base ai diversi materiali, non solo per non eseguire il bordo volante può anche essere uno scarico efficace, ma allo stesso tempo è necessario prestare attenzione a tutti i canali di scarico devono portare all'esterno dello stampo.

Nella progettazione del cancello, è necessario considerare l'utilizzo di un cancello grande o di un cancello multiplo per alimentare la gomma, o addirittura considerare l'utilizzo di una valvola a spillo con controllo della temporizzazione per alimentare la gomma, in modo che il materiale possa essere riempito in modo efficace; allo stesso tempo, va notato che il tempo di raffreddamento delle parti a parete sottile è molto veloce, e il canale e il cancello devono aumentare lo spessore per evitare la chiusura del raffreddamento.

Stampaggio a iniezione a parete sottile con una macchina ad alta velocità

Una macchina per lo stampaggio a iniezione di pareti sottili deve scegliere una macchina ad alta velocità; è possibile scegliere una macchina con meccanismo di aumento della velocità.

Ad esempio, il tipo di pistone a vite è un classico stampaggio a iniezione a parete sottile La macchina, utilizzando lo stoccaggio a vite e l'iniezione di gomma a stantuffo, ha una velocità di iniezione rapida e può soddisfare le esigenze di stampaggio a iniezione a parete sottile.

Inoltre, alcuni booster ad azoto, booster a cilindro e altre attrezzature sono disponibili come opzioni per le macchine di stampaggio a iniezione a parete sottile. Per soddisfare i requisiti di riempimento rapido, una macchina per lo stampaggio a iniezione a parete sottile deve presentare le seguenti condizioni.

La pressione di iniezione deve essere elevata, pari o superiore a 200 MPa (la pressione generale delle macchine per lo stampaggio a iniezione è inferiore a 200 MPa); la forza di serraggio è elevata, la forza di serraggio fornita dal meccanismo di serraggio sull'area di proiezione di ogni pollice quadrato del prodotto è di 5-8 tonnellate (quella convenzionale è di 3-5 tonnellate); la velocità di risposta è rapida, si intende che la velocità di iniezione è fino a 2200 mm/s, il tempo di risposta è di 11 millisecondi, ecc.

Inoltre, il meccanismo di bloccaggio del stampaggio a iniezione a parete sottile La macchina ha anche requisiti più elevati in termini di precisione e fluidità di movimento.

Il settore dell'imballaggio adotta solitamente un processo di etichettatura nello stampo, prima dell'iniezione, per posizionare rapidamente e con precisione l'etichetta nella cavità e rimuovere i prodotti stampati, il che richiede un'azione robotica ad alta efficienza, che richiede una risposta accurata e veloce e un movimento fluido di apertura e chiusura dello stampo.

Il processo di stampaggio a iniezione di pareti sottili deve controllare la pressione e la velocità

Il tempo di riempimento di stampaggio a iniezione a parete sottile è molto breve, molti tempi di riempimento sono inferiori a 0,5s, è impossibile seguire la curva di velocità o troncare la pressione in un tempo così breve, quindi è necessario utilizzare un microprocessore ad alta risoluzione per controllare la macchina di stampaggio a iniezione.

Nell'intero processo di stampaggio a iniezione di prodotti a parete sottile, la pressione e la velocità devono essere controllate contemporaneamente in modo indipendente l'una dall'altra.

Il metodo di riempire lo stadio con il controllo della velocità e poi passare al controllo della pressione nello stadio di mantenimento della pressione delle presse a iniezione convenzionali non è più applicabile.

Stampaggio a iniezione a parete sottile Di solito utilizza l'alta pressione per riempire rapidamente, ma è necessario prestare attenzione al processo di iniezione che può essere bruciato, con gas intrappolati e altri problemi, e controllare la temperatura di stampaggio e la velocità di taglio della vite e altri parametri in base alle caratteristiche termosensibili e sensibili al taglio della plastica. Inoltre, è necessario combinare lo scarico dello stampo per ridurre la resistenza al riempimento.

Conclusione

La modanatura a parete sottile è un'importante branca del moderno stampaggio a iniezioneche può soddisfare le esigenze di molti prodotti in termini di struttura, leggerezza, tempo di ciclo di stampaggio e costo.

Lo stampaggio a parete sottile è stato ampiamente utilizzato nel campo dello stampaggio a iniezione, dobbiamo partire dalla fonte di progettazione e combinare tutti i fattori di macchina, stampo e processo per ottimizzare il processo di stampaggio a parete sottile e ottimizzare la qualità dei prodotti.