Introduzione: Lo stampaggio a iniezione è un modo molto interessante di produrre oggetti. Esiste da molto tempo e ha reso la produzione di oggetti molto più veloce. Quando si producono molte cose, è importante che siano facili e veloci. Questo perché è più economico produrre roba, si può fare più roba, si può fare meglio e si può vendere di più.

Nel progetto di stampaggio a iniezione, la plastica fusa viene raffreddata rapidamente attraverso linee di raffreddamento per formare il materiale, che è adatto per volumi elevati. Sebbene lo stampaggio a iniezione presenti numerosi vantaggi, quali sono gli svantaggi dello stampaggio a iniezione? Questo articolo spiegherà questo aspetto.

Che cos'è lo stampaggio a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione è un processo di produzione in cui si prende del materiale fuso e lo si spruzza in uno stampo. Poi si lascia raffreddare e indurire. Dopodiché, si estrae dallo stampo. Si può usare questo processo per produrre una cosa, ma di solito lo si usa per produrre molte cose uguali. Il materiale che si spruzza nello stampo è solitamente materiale plastico o gomma.

Come funziona lo stampaggio a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione viene effettuato con una speciale macchina ad iniezione. Il processo di produzione è suddiviso nelle seguenti fasi:

Creare lo stampo

Il primo passo nello stampaggio a iniezione è la realizzazione dello stampo. Utilizzando un software di progettazione assistita da computer (CAD), si seguono diverse linee guida per lo stampaggio a iniezione per progettare gli stampi per il pezzo che si desidera realizzare, sulla base del modello 3D del pezzo. Quindi, lo stampo viene realizzato in due parti, di solito utilizzando la lavorazione a controllo numerico computerizzato (CNC). Lo stampo è realizzato in metallo, solitamente acciaio o alluminio.

Iniezione

Le due metà dello stampo vengono inserite nell'unità di bloccaggio della pressa a iniezione e tenute insieme saldamente dall'unità di bloccaggio. La materia prima viene introdotta nel cilindro sotto forma di granuli o pellet, dove viene riscaldata ad alta temperatura e pressione fino alla fusione. Il materiale, ormai fuso, viene sparato nella cavità dello stampo, riempiendo l'intero spazio dello stampo. Quindi si raffredda e si indurisce, assumendo la forma dello stampo.

Stampaggio e finitura

Una volta che il materiale si è raffreddato e indurito, lo stampo viene aperto utilizzando il dispositivo di bloccaggio e il pezzo finito indurito viene spinto fuori. Sul pezzo finito vengono eseguite alcune operazioni di finitura. Queste operazioni comprendono la rimozione del materiale extra e delle strutture di supporto, la levigatura della superficie e, se necessario, la verniciatura, la placcatura, il trattamento termico, ecc.

Quali sono i materiali comunemente utilizzati per lo stampaggio a iniezione?

Polipropilene (PP)

Il PP, o polipropilene, è una termoplastica versatile utilizzata nello stampaggio a iniezione. È leggero, resiste agli agenti chimici e regge bene alle sollecitazioni. Per questo motivo è la scelta migliore per la produzione di imballaggi, contenitori e parti di automobili.

Polietilene (PE)

Il polietilene (PE) è una plastica leggera nota per la sua flessibilità e il suo basso costo. Ha diversi tipi, come l'HDPE e l'LDPE, e può essere utilizzato in molti settori diversi, dagli imballaggi ai contenitori, dai prodotti agricoli ai giocattoli.

Polistirolo (PS)

Il polistirene (PS) è chiaro, duro ed economico. È molto usato in oggetti usa e getta come imballaggi, contenitori per alimenti e posate usa e getta perché è facile da modellare e non costa molto.

Nylon (PA 6)

Il nylon, in particolare il nylon 6 o PA 6, è noto per essere forte, tenace e resistente all'usura. È ottimo per la produzione di parti meccaniche ed è molto utilizzato in oggetti come ingranaggi, cuscinetti e altre parti che devono essere prodotte ad alta produttività, durare a lungo ed essere realizzate con grande precisione.

Policarbonato (PC)

Il PC, o policarbonato, è noto per essere trasparente, resistente e in grado di sopportare il calore elevato. Per questo motivo viene utilizzato per produrre oggetti come lenti per occhiali, parti di computer e oggetti trasparenti che non si rompono in molti settori diversi.

Quali sono i limiti dello stampaggio a iniezione?

Alto costo iniziale dello stampo

Uno dei principali svantaggi dello stampaggio a iniezione è il costo elevato dello stampo. Progettare e realizzare uno stampo per adattarlo alla forma di un pezzo specifico può essere molto costoso, soprattutto per i progetti complessi o di fantasia. Per le aziende con una produzione ridotta o con budget limitati, questo investimento iniziale può rappresentare un ostacolo.

Lo stampaggio a iniezione è una tecnologia di produzione di precisione che richiede costi elevati per garantire la qualità e la coerenza del prodotto. La produzione dello stampaggio a iniezione richiede molte attrezzature, processi e risorse umane, con conseguenti costi di produzione elevati. Inoltre, il processo di stampaggio a iniezione richiede l'uso di materie prime e additivi di alta qualità, il che aumenta ulteriormente i costi.

Limitazioni del progetto

Lo stampaggio a iniezione è estremamente versatile per la realizzazione di tutti i tipi di forme e dettagli, ma ci sono ancora alcuni aspetti da tenere in considerazione. Alcune forme, come gli angoli vivi, le pareti sottili o le scanalature profonde, possono rendere difficile il riempimento dello stampo, il raffreddamento del pezzo o la sua estrazione dallo stampo.

Quando si progettano i pezzi per lo stampaggio a iniezione, è necessario pensare ad aspetti quali gli angoli di sformo, gli spessori delle pareti e altri elementi per assicurarsi che lo stampo funzioni e che i pezzi vengano bene. A volte è necessario aggiungere altri elementi allo stampo o fare altre cose al pezzo per farlo funzionare, e questo può renderlo più costoso.

Difetti visibili nel prodotto finito

Sebbene il processo sia estremamente accurato, il prodotto finito può comunque presentare piccoli difetti che rimangono nel processo di stampaggio a iniezione. Tali difetti non influiscono sulla funzionalità del pezzo. I difetti includono distorsione, sbavatura dell'ugello, segni di affondamento, segni di flusso e segni di saldatura.

Costo più elevato

Lo stampaggio a iniezione richiede molte attrezzature, tra cui macchine per lo stampaggio a iniezione, stampi, attrezzature per il trasporto automatico e relative attrezzature ausiliarie. Queste attrezzature devono essere sottoposte a una rigorosa manutenzione e gestione e, in caso di guasto, i costi di riparazione sono relativamente elevati.

Lo stampaggio a iniezione richiede anche sistemi di controllo della temperatura e della pressione ad alta precisione e l'attrezzatura deve avere un elevato grado di stabilità e affidabilità.

Il costo di avviamento dello stampaggio a iniezione è elevato. Le attrezzature e gli strumenti necessari sono molto costosi. I prototipi degli stampi devono essere fabbricati e testati ripetutamente. Inoltre, sono necessari tecnici esperti per progettare gli stampi, per evitare costi aggiuntivi nel processo di produzione.

Ciclo di produzione lungo

Il ciclo di produzione dello stampaggio a iniezione di materie plastiche è relativamente lungo e richiede generalmente da alcuni giorni a diverse settimane. Ciò è dovuto principalmente al fatto che lo stampaggio a iniezione richiede più fasi, come la costruzione dello stampo, la prova dello stampo e la produzione di massa, e ogni fase richiede molto tempo. Questo fa sì che il ciclo di produzione dello stampaggio a iniezione non sia adatto all'elaborazione di ordini urgenti.

Rispetto ad alcuni metodi di prototipazione rapida come la stampa 3D, lo stampaggio a iniezione di materie plastiche richiede in genere più tempo per la messa a punto e l'avvio. Il processo comprende la progettazione e la realizzazione di stampi, l'esecuzione di prove sugli stampi e la messa a punto dei parametri di processo prima di poter iniziare a produrre pezzi in grandi quantità. Pertanto, il tempo che intercorre tra l'ideazione e i pezzi finiti può essere più lungo rispetto ai metodi di prototipazione più rapidi.

Inquinamento ambientale

Quando si producono oggetti con lo stampaggio a iniezione, si possono produrre anche cose cattive. Generando plastica inutilizzata o di scarto, si possono produrre gas e acqua che sono dannosi per il mondo. Inoltre, per produrre oggetti con lo stampaggio a iniezione è necessaria molta energia, il che è altrettanto negativo per il mondo.

Limitazioni dei materiali

I materiali per lo stampaggio a iniezione sono solitamente termoplastici, come il polipropilene, il poliuretano, ecc. Questi materiali hanno determinate proprietà chimiche e fisiche, quindi le loro prestazioni specifiche hanno anche dei limiti.

Nello stampaggio a iniezione, è necessario considerare la fluidità e l'indice di fusione del materiale, per cui alcuni materiali speciali non sono adatti allo stampaggio a iniezione, come ad esempio alcuni materiali con elevati requisiti di prestazioni ad alta temperatura e resistenza alla corrosione chimica.

Limiti di dimensione

Lo stampaggio a iniezione presenta alcune limitazioni per quanto riguarda le dimensioni dei pezzi. In generale, lo stampaggio a iniezione va bene per i pezzi di piccole e medie dimensioni. Ma se si tratta di pezzi grandi, bisogna pensare a quanto è complicato lo stampo e a quanto costa.

Inoltre, lo stampaggio a iniezione è solitamente destinato a pezzi di dimensioni pari o inferiori a 300 mm. Se si producono pezzi di dimensioni superiori a 300 mm, è necessario utilizzare altri metodi di stampaggio.

Lo stampaggio a iniezione può essere limitato nelle dimensioni, soprattutto per i pezzi di grandi dimensioni. Le dimensioni della macchina per lo stampaggio a iniezione e le dimensioni della cavità dello stampo possono limitare il pezzo più grande che è possibile realizzare. Se si desidera realizzare un pezzo troppo grande, potrebbero essere necessarie attrezzature speciali o più cavità dello stampo, il che rende il processo più costoso e complicato.

Limitazioni di forma

Lo stampaggio a iniezione presenta alcune limitazioni per quanto riguarda la forma del pezzo. Lo stampaggio a iniezione è ideale per lo stampaggio di pezzi di forma semplice, come cilindri, scatole, ecc. Per i pezzi di forma complessa, sono necessarie più operazioni di stampaggio a iniezione e di post-lavorazione, che aumentano i costi e la complessità.

Conclusione

Lo stampaggio a iniezione è un ottimo modo per produrre velocemente molti pezzi. Può produrre pezzi molto precisi e ricchi di dettagli. Ma presenta alcuni problemi. Gli stampi costano molto. La produzione dei pezzi richiede molto tempo.

Non si possono creare pezzi troppo complicati. Bisogna usare il giusto tipo di plastica e fare i pezzi della giusta dimensione. Acquistare le macchine e mantenerle in funzione costa molto. Può creare confusione e danneggiare l'ambiente. Non si può usare per fare tutto.