I difetti nello stampaggio a iniezione del TPE possono derivare da problemi quali temperatura, umidità e impostazioni della macchina non corrette. Identificare e risolvere questi problemi può migliorare la qualità del prodotto e ridurre gli sprechi.

Le cause principali dei difetti nello stampaggio a iniezione del TPE sono le temperature di lavorazione non corrette, l'umidità nel materiale, la velocità di iniezione non corretta e la cattiva progettazione dello stampo. Affrontare questi fattori aiuta a migliorare la qualità dei pezzi e a ridurre i difetti.

La comprensione delle cause principali dei difetti del TPE è fondamentale per migliorare i processi di produzione. Approfondiamo come ciascuno di questi fattori influisce sul risultato dello stampaggio e quali soluzioni possono essere applicate per risolverli.

Che cos'è il materiale TPE?

Il TPE (elastomero termoplastico) è un materiale versatile che combina le proprietà della gomma e della plastica, offrendo flessibilità, durata e riciclabilità in varie applicazioni.

I materiali TPE sono ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica, medica e dei beni di consumo. Offrono un'eccellente elasticità, resistenza chimica e possono essere facilmente modellati. Il TPE è apprezzato per la sua capacità di essere riciclato e lavorato come le termoplastiche.

L'elastomero termoplastico o TPE è un copolimero o una miscela di polimeri che è un elastomero termoplastico morbido piuttosto che un polimero a basso peso molecolare. Il TPE combina le caratteristiche o le proprietà sia dei termoplastici che degli elastomeri. Pertanto, l'uso di elastomeri è solitamente utilizzato per i termoindurenti, mentre l'applicazione di materiali termoplastici garantisce un processo di produzione relativamente semplice.

Il TPE è un nuovo tipo di materiale che possiede le caratteristiche di elevata elasticità, resistenza all'invecchiamento e all'olio della gomma vulcanizzata reticolata, nonché una lavorazione più semplice e una tecnica di lavorazione multipla come i normali prodotti in plastica. Può essere prodotto mediante stampaggio a iniezione, estrusione¹, soffiatura²e altri, ed è 100% riciclabile dopo la frantumazione dei bordi e degli angoli. Ciò significa che il ciclo di lavorazione viene alleggerito, i casi di produzione di beni costosi ridotti e il materiale TPE è considerato il più recente sostituto della gomma, in quanto mantiene i benefici per l'ambiente e la salute, è confortevole al tatto ed è estetico per gli utenti per stimolare l'innovazione dei prodotti. Pertanto, simboleggia un nuovo materiale sintetico più vicino all'umanità e in possesso di una qualità superiore, soddisfacendo allo stesso tempo le politiche internazionali in materia di protezione dell'ambiente.

Quali sono i difetti più comuni dello stampaggio a iniezione dei materiali TPE e le loro soluzioni?

I materiali TPE sono largamente utilizzati nello stampaggio a iniezione, ma difetti come deformazioni, trappole d'aria e scatti brevi possono avere un impatto sulla qualità. Comprendere e affrontare questi problemi è essenziale per una produzione di successo.

I difetti più comuni nello stampaggio a iniezione del TPE includono deformazioni, trappole d'aria, bagliori e scatti corti. Le soluzioni prevedono la regolazione delle condizioni di lavorazione, la progettazione dello stampo e la scelta dei materiali per migliorare la qualità e la coerenza dei pezzi.

Problemi materiali

Contenuto di umidità

• Causa:Nello stampaggio a iniezione del TPE, l'elevato contenuto di umidità dei materiali utilizzati provoca la formazione di bolle e striature argentate sulla superficie del prodotto stampato. L'umidità si trasforma in uno stato gassoso alle alte temperature e non può essere esaurita durante lo stampaggio a iniezione, formando così bolle e striature argentate.

• Soluzione: Assicurarsi che il materiale utilizzato sia sufficientemente essiccato per evitare problemi nello stampaggio a iniezione. Di solito, la temperatura di essiccazione dei materiali TPE deve essere impostata su un intervallo di 80-100°C, per 2-4 ore. Inoltre, i materiali devono essere conservati in un'area a bassa umidità per evitare che l'umidità venga assorbita dalle strutture. L'essiccatore adatto da consigliare quando si tratta di materiali TPE altamente igroscopici è l'essiccatore deumidificante per evitare che il livello di umidità raggiunga livelli pericolosi.

Impurità

• Causa: I difetti dei materiali originali, in particolare la sporcizia, possono causare rugosità superficiale e incongruenze nel colore del prodotto finito. Si manifestano sotto forma di particelle o macchie di forma irregolare all'interno del materiale e compromettono l'aspetto e l'utilizzabilità del prodotto.

• Soluzione: Acquistateli da fornitori affidabili e procedete a test e analisi per verificare la purezza e la qualità dei materiali da utilizzare. La filtrazione e la vagliatura aiutano a rimuovere eventuali contaminanti presenti nell'acqua prima del suo utilizzo. Inoltre, pulire regolarmente le attrezzature e le tubature per evitare che i residui entrino nei materiali e mantenere un ambiente di lavorazione pulito.

Problemi del processo di stampaggio a iniezione

Temperatura di iniezione

• Causa: Il materiale TPE ha una scarsa resistenza al calore. Le alte temperature di iniezione sono responsabili della distorsione del prodotto e delle variazioni dimensionali, mentre le basse temperature di iniezione causano rugosità superficiale e porosità interna. Le alte temperature influiscono sulla degradazione del materiale alle alte temperature, mentre le basse temperature influiscono sulla fluidità del materiale nel riempire la cavità dello stampo.

• Soluzione: Scegliere la temperatura di iniezione appropriata in base alle caratteristiche del materiale TPE e ai requisiti del prodotto. In generale, la temperatura di iniezione dovrebbe essere mantenuta tra 170-230°C. Il controllo della temperatura deve utilizzare sensori di temperatura e dispositivi di controllo automatico della temperatura per ottenere la temperatura appropriata, in modo che tutti gli alimenti siano riscaldati in modo uniforme e la temperatura sia stabile.

Pressione di iniezione

• Causa:Una bassa pressione di iniezione può portare a un riempimento insufficiente, mentre un'alta pressione di iniezione può provocare flash e overflow, con conseguenti aree di depressione superficiale. L'alta pressione può anche influire sullo stampo, causando danni allo stampo e sprechi di materiale.

• Soluzione: Aumentare e diminuire la pressione di iniezione in base alla struttura del prodotto e al design dello stampo per evitare scatti brevi e altri problemi correlati. Utilizzare un accurato sistema di controllo della pressione di iniezione per controllare efficacemente e raggiungere la stabilità in tempo reale.

Tempo di pressione di mantenimento

• Causa:Un tempo di mantenimento insufficiente porta alla formazione di vuoti interni e a instabilità dimensionali del prodotto, mentre un tempo di mantenimento eccessivo porta spesso alla deformazione del prodotto e alla sua fessurazione. In sintesi, se il tempo di mantenimento è breve, si verifica un riflusso di materiale, ma se il tempo di mantenimento è lungo, anche le sollecitazioni interne diventano elevate.

• Soluzione: È quindi possibile stabilire i tempi di pressione di mantenimento come segue, a seconda delle caratteristiche del materiale TPE e dei requisiti che vengono messi in pratica in relazione ai prodotti previsti. In genere, il tempo di pressione di mantenimento deve variare in funzione dello spessore e della struttura del prodotto, in modo da garantire la completa polimerizzazione e il mantenimento delle dimensioni finali.

Tempo di raffreddamento

• Causa:Un tempo di raffreddamento troppo breve provoca deformazione³ e la fessurazione del prodotto durante la sformatura. Un tempo di raffreddamento troppo lungo influisce sull'efficienza della produzione. Un raffreddamento non uniforme provoca variazioni delle tensioni e delle deformazioni interne, che a loro volta influiscono sulle prestazioni del prodotto.

• Soluzione: Quando si raffredda lo stampo, il tempo limite deve essere ragionevolmente fissato in base allo spessore del prodotto e alla struttura dello stampo. Utilizzare sistemi di raffreddamento appropriati, come canali e dispositivi di raffreddamento ad acqua, per garantire una distribuzione uniforme del raffreddamento dell'intero nucleo.

Problemi di progettazione degli stampi

Struttura dello stampo

• Causa: I difetti della struttura dello stampo possono causare problemi come un errato riempimento del prodotto e problemi durante lo sformaggio. Le strutture di lavorazione, in particolare, aumentano ulteriormente la resistenza al flusso del materiale e quindi modificano gli effetti di riempimento.

• Soluzione: Per prendere decisioni corrette nella creazione dello stampo, è necessario tenere conto delle caratteristiche del prodotto e dei requisiti di stampaggio a iniezione, al fine di evitare irrazionalità nella struttura dello stampo. Per la progettazione dei canali, è necessario ridurre al minimo la resistenza al flusso del materiale seguendo alcuni aspetti progettuali, come la creazione di schemi di riempimento uniformi. La progettazione assistita da computer (CAD) e l'ingegneria assistita da computer (CAE) possono essere utilizzate per l'analisi di simulazione per una migliore selezione del progetto dello stampo.

Temperatura dello stampo

• Causa: Quando la temperatura dello stampo è troppo alta, i pezzi possono attaccarsi l'uno all'altro e assumere una forma distorta, mentre quando è troppo bassa, la superficie del getto è ruvida e può contenere vuoti interni. Le fluttuazioni della temperatura dello stampo causano variazioni nella velocità di raffreddamento, influenzando così la qualità del prodotto.

• Soluzione: È necessario definire le corrette temperature dello stampo in base alle proprietà del materiale TPE e alle caratteristiche previste per il prodotto finale. Normalmente, la temperatura dello stampo può essere controllata tra i 40 e gli 80 gradi centigradi La regolazione precisa della temperatura dello stampo è possibile utilizzando i regolatori di temperatura dello stampo con una buona distribuzione delle temperature.

Design dello sfiato

• Causa: Gli scarichi non ben progettati possono provocare la formazione di bolle o addirittura bruciature sui prodotti finali. Uno scarico insufficiente genera imperfezioni sugli strati esterni del materiale e di conseguenza i danni superficiali negano al prodotto un aspetto o una prestazione adeguati.

• Soluzione: Eventuali problemi di sfiato possono essere discussi durante la progettazione dello stampo per evitare complicazioni con il flusso d'aria e per specificare la posizione e il tipo corretto di fessura/ventilazione per uno scarico dell'aria corretto ed efficiente. Per aumentare l'efficienza dello sfiato e ridurre la formazione di bolle e bruciature, è opportuno utilizzare dispositivi di sfiato a vuoto o valvole di microsfiato.

Problemi con le apparecchiature

Prestazioni della macchina di iniezione

• Causa: Le prestazioni della macchina di stampaggio a iniezione hanno un grande impatto sulla qualità del prodotto. L'instabilità della velocità di iniezione e dei livelli di pressione causerà anche problemi di qualità. Se la macchina per lo stampaggio a iniezione non è di recente acquisto, anche l'invecchiamento e la manutenzione impropria influiscono sulle prestazioni della macchina.

• Soluzione: Per mantenere un'elevata stabilità del prodotto, è essenziale scegliere una macchina per lo stampaggio a iniezione con prestazioni stabili e alta precisione. Il sistema di tubazioni deve essere mantenuto pulito e le parti usurate devono essere sostituite il prima possibile. Tutti i parametri della pressa a iniezione possono essere controllati e regolati automaticamente per migliorare la produttività e la qualità del prodotto.

Installazione dello stampo

• Causa: Gli svantaggi di un'installazione impropria dello stampo sono i seguenti: le dimensioni del prodotto nello stampo possono essere instabili, lo stampo può essere molto difficile da smodellare. Il parallelismo e la perpendicolarità dello stampo presentano alcune deviazioni che hanno un impatto sulla stabilità del processo di iniezione.

• Soluzione: Durante il fissaggio dello stampo durante il processo di installazione, gli orientamenti paralleli e perpendicolari dello stampo devono essere corretti, facendo affidamento su dispositivi adeguati. Assicurarsi che i processi di installazione siano eseguiti in modo professionale utilizzando strumenti e attrezzature per migliorare la precisione dell'installazione.

Manutenzione delle apparecchiature

• Causa: Se l'attrezzatura non viene sottoposta a manutenzione regolare, è inevitabile che si guasti e che influisca sulla qualità del prodotto. Le macchine e gli stampi per lo stampaggio a iniezione si usurano e invecchiano inevitabilmente dopo anni di utilizzo, incidendo sull'efficienza produttiva e sulla qualità del prodotto.

• Soluzione: Eseguire la manutenzione quotidiana delle macchine e degli stampi per lo stampaggio a iniezione, come la pulizia del circuito dell'olio, la sostituzione dell'elemento filtrante, l'oliatura delle parti mobili, ecc. Registrare la manutenzione delle attrezzature, condurre ispezioni e valutare lo stato di riparazione e manutenzione delle attrezzature.

Quali sono i difetti più comuni dei prodotti di stampaggio a iniezione TPE e le loro soluzioni?

Lo stampaggio a iniezione del TPE può presentare difetti come scatti corti, deformazioni o scarsa finitura superficiale. Per risolvere questi problemi è necessario regolare i parametri di stampaggio e i materiali per garantire la qualità del prodotto.

I difetti più comuni nello stampaggio a iniezione del TPE includono scatti corti, bagliori e deformazioni. Le soluzioni prevedono l'ottimizzazione della temperatura, della pressione e della progettazione dello stampo per migliorare la consistenza e ridurre i difetti, garantendo risultati di alta qualità nella produzione di prodotti medicali, automobilistici e di consumo.

Bolle d'aria

Causa:

• Elevato contenuto di umidità nei materiali: Per questo motivo, quando si utilizzano materiali TPE nello stampaggio a iniezione, un'essiccazione non corretta è seguita dall'ingresso di aria fresca nel materiale, che si trasforma in gas ad alta temperatura e crea bolle d'aria.

• Velocità di iniezione eccessiva: Questo limita la velocità di fuoriuscita dei gas nel tempo e quindi la formazione di bolle d'aria quando le velocità di iniezione sono elevate.

  • Scarsa ventilazione della muffa:Se lo stampo è mal progettato o le aperture di ventilazione sono inadeguate o bloccate, l'aria non può uscire e si formano bolle d'aria.

Soluzione:

• Asciugatura del materiale: È inoltre consigliabile assicurarsi sempre che i materiali TPE siano adeguatamente essiccati prima di procedere al processo di stampaggio a iniezione. In generale, la temperatura di asciugatura dovrebbe essere compresa tra 80/100 C, mentre il tempo di asciugatura è di 2-4 ore. Inoltre, conservare tutto il materiale del magazzino in un luogo a bassa umidità, in modo che non venga assorbito dall'aria umida. Se il materiale TPE è altamente igroscopico, si consiglia di utilizzare un essiccatore deumidificante per l'asciugatura, poiché l'elevata umidità è fatale per il TPE.

• Regolare la velocità di iniezione: Rallentare il velocità di iniezione⁴ per dare al gas contenuto nel materiale iniettato il tempo necessario per disperdersi.

• Migliorare la ventilazione della muffa: Migliorare progettazione di stampi⁵ di incorporare un maggior numero di bocchette o di utilizzare inserti di sfiato per migliorare il flusso d'aria e ottenere uno scarico regolare.

Segni di bruciatura

Causa:

• Alta temperatura di iniezione: La temperatura di iniezione supera la temperatura di decomposizione termica del materiale TPE, provocando bruciature.

• Velocità di iniezione eccessiva: Le velocità di iniezione più elevate aumentano il livello di attrito e quindi producono calore che brucia i materiali utilizzati.

• Scarsa ventilazione della muffa: La mancanza o l'ostruzione degli sfiati nello stampo provoca un surriscaldamento localizzato che crea bruciature.

Soluzione:

• Temperatura di iniezione più bassa: Regolare la temperatura di iniezione in base alle caratteristiche del materiale TPE. In genere, le temperature devono essere controllate tra 170-230°C.

• Ridurre la velocità di iniezione: Rallentare la velocità di iniezione per ridurre la generazione di calore di attrito.

• Migliorare lo sfiato della muffa: Aggiungete altre bocchette o inserite degli inserti di ventilazione in modo da far uscire l'aria senza problemi ed evitare il riscaldamento localizzato.

Restringimento

Causa:

• Tempo di raffreddamento inadeguato: Il surriscaldamento fa sì che i prodotti continuino a restringersi anche dopo essere stati sformati a causa di un raffreddamento inadeguato.

• Pressione di iniezione insufficiente: La mancanza di una pressione sufficiente provoca il sotto-riempimento dello stampo attraverso il ritiro.

• Temperatura dello stampo non uniforme: Un caso di variazione della temperatura dà luogo a una variazione della velocità del processo di raffreddamento e quindi di contrazione.

Soluzione:

• Aumentare il tempo di raffreddamento: Il tempo di raffreddamento deve essere modificato in base allo spessore generale del prodotto e alla struttura dello stampo.

• Regolare la pressione di iniezione: Premere più vigorosamente man mano che i materiali formano lo stampo per riempirlo adeguatamente.

• Temperatura uniforme dello stampo: Far funzionare gli stampi a una temperatura costante e si consiglia di utilizzare un regolatore di temperatura per evitare un raffreddamento non uniforme degli stampi.

Deformazione

Causa:

• Raffreddamento non uniforme: Se il tempo di raffreddamento e la temperatura dello stampo variano, la generazione delle tensioni interne varia e si verifica una deformazione.

• Pressione di iniezione non uniforme: Una distribuzione non uniforme della pressione di iniezione porta alla distruzione di un flusso coerente di materiale, con conseguente deformazione.

• Scarsa progettazione dello stampo: La mancanza di un'adeguata progettazione dello stampo comporta una distribuzione uniforme del materiale e una deformazione.

Soluzione:

• Ottimizzare il tempo di raffreddamento: Modificare il tempo di raffreddamento degli stampi, poiché ciò influisce sull'uniformità del raffreddamento e sulla riduzione delle tensioni interne.

• Pressione di iniezione uniforme: Per rendere la pressione di iniezione e la produzione di materiale uguali e stabili, è meglio implementare sistemi accurati di gestione della pressione.

• Migliorare la progettazione degli stampi: Aumentare la corretta distribuzione del materiale nello stampo e ridurre al minimo le condizioni di deformazione.

Linea di saldatura

Cause:

• Scarsa fluidità del materiale: La natura non scivolosa dei materiali TPE provoca linee di saldatura, soprattutto quando il flusso del composto è inadeguato.

• Bassa temperatura di iniezione: Se il materiale non ha una buona fluidità alle basse temperature, si formano linee di saldatura.

• Scarsa ventilazione della muffa: Un'insufficiente ventilazione dello stampo provoca anche una scarsa adesione dei materiali, che non si fondono completamente lasciando linee di saldatura.

Soluzioni:

• Migliorare la fluidità del materiale: Selezionare materiali TPE con una migliore scorrevolezza o modificare la formulazione della miscela per aumentare la scorrevolezza dei materiali.

• Aumentare la temperatura di iniezione: Aumentare la temperatura di iniezione per ottenere la giusta fluidità del materiale nella camera di iniezione.

• Migliorare lo sfiato della muffa: Introdurre più bocchette o utilizzare gli inserti di sfiato per favorire la giusta velocità di rilascio dell'aria ed eliminare le linee di saldatura.

Segni di flusso

Cause:

• Alta velocità di iniezione: Se la velocità di iniezione è troppo elevata, il flusso del materiale non è uniforme e si formano segni di scorrimento.

• Temperatura di iniezione non uniforme: Le variazioni della temperatura di iniezione possono causare un flusso incoerente del materiale, lasciando segni di scorrimento.

• Superficie dello stampo ruvida: La rugosità della superficie in modo non uniforme crea un segno di flusso durante lo scorrimento del materiale sulla superficie dello stampo.

Soluzioni:

• Regolare la velocità di iniezione: Si raccomanda che la velocità di iniezione sia uniforme durante tutto il processo per evitare che la velocità di iniezione fluttui.

• Riscaldare uniformemente il materiale: È inoltre importante riscaldare il materiale in modo uniforme, in modo che non venga esposto a temperature di stampaggio elevate e viceversa.

• Migliorare la superficie dello stampo: Lucidare la superficie dello stampo per ridurre la rugosità e prevenire i segni di scorrimento.

Superficie ruvida

Cause:

• Miscelazione non uniforme del materiale: Se i materiali TPE non sono ben miscelati durante la lavorazione, la superficie dell'oggetto risultante appare piuttosto ruvida.

• Bassa temperatura di iniezione: Ciò è dovuto al fatto che a basse temperature di iniezione il materiale si trova in uno stato di scarsa fluidità e la sua superficie è molto ruvida.

• Superficie dello stampo ruvida: Una superficie liscia dello stampo non viene sviluppata correttamente e la superficie del prodotto finale risulta ruvida.

Soluzioni:

• Mescolare uniformemente i materiali: È importante che durante la lavorazione i materiali siano ben miscelati e distribuiti in modo uniforme.

• Aumentare la temperatura di iniezione: Aumentare la temperatura dell'iniezione per migliorare la fluidità del materiale.

• Migliorare la scorrevolezza della superficie dello stampo: Finitura della superficie⁶La lucidatura della superficie dello stampo deve essere eseguita per ridurre la rugosità della superficie e la rugosità del prodotto finale.

Strisce d'argento

Cause:

• Elevato contenuto di umidità nei materiali: L'umidità presente nei materiali TPE fa sì che, durante la lavorazione, lasci strisce d'argento come risultato di questa evaporazione.

• Alta velocità di iniezione: Poiché l'alta velocità di iniezione produce una maggiore forza di taglio sul materiale, si formeranno striature argentate.

• Bassa temperatura di stampaggio: Le basse temperature dello stampo fanno sì che l'impasto si raffreddi rapidamente, il che può portare alla formazione di striature argentate.

Soluzioni:

• Materiali secchi: I materiali devono essere adeguatamente essiccati per ridurre il livello di umidità che viene assunto dall'iniezione.

• Regolare la velocità di iniezione: Regolare la velocità di riempimento in base alla resina, alla temperatura della resina e alla temperatura dello stampo. Ridurre la velocità di iniezione in modo da ridurre la forza di taglio sul materiale.

• Aumentare la temperatura dello stampo: La comparsa di striature argentate può essere ridotta aggiungendo resina monomerica pura, aumentando la temperatura dello stampo, aggiungendo porte di iniezione e aumentando la temperatura della resina per rallentare l'effetto di raffreddamento sullo stampo in sabbia.

Conclusione

Nello stampaggio a iniezione di TPE, è essenziale identificare le possibili fonti di difetti del prodotto e trovare i rimedi più appropriati per ottenere la qualità e le prestazioni che il prodotto finale dovrebbe avere. Per ridurre i difetti, migliorare l'efficienza e garantire l'uniformità, i produttori possono risolvere i problemi dei materiali, mettere a punto le procedure di stampaggio a iniezione, progettare gli stampi e mantenere le parti che compongono il sistema di stampaggio a iniezione dei prodotti stampati a iniezione in TPE.

Ulteriori progressi nella tecnologia di lavorazione e un migliore controllo degli standard di qualità aggiungeranno maggiore vitalità alla produzione e alla soddisfazione dei clienti, promuovendo così l'applicazione diffusa e l'innovazione dei materiali TPE in molteplici campi.