Linee guida per la progettazione delle nervature in plastica

Inoltre, la nervatura può fungere da canale interno per facilitare il riempimento della cavità dello stampo a iniezione, risultando molto utile per favorire il flusso della plastica nelle diramazioni del pezzo.

Il rinforzo viene generalmente posizionato sul lato non a contatto del prodotto plastico e la sua direzione di estensione deve seguire la direzione di massima sollecitazione e massima deflessione del prodotto. La posizione del rinforzo è anche soggetta ad alcune considerazioni di produzione, come il riempimento delle cavità, il ritiro e lo stampaggio.

La lunghezza del rinforzo può essere uguale alla lunghezza del prodotto, con entrambe le estremità attaccate alla parete esterna del prodotto, oppure può occupare solo una parte del prodotto per aumentare parzialmente la rigidità di una parte del prodotto.

Se l’armatura non è fissata alla parete esterna del prodotto, la sezione finale non deve terminare bruscamente, ma deve essere gradualmente ridotta in altezza fino al completamento, riducendo così i problemi di intrappolamento dell’aria, di sotto-riempimento e di bruciature, che spesso si verificano in luoghi chiusi o poco ventilati.

La forma più semplice del rinforzo è una colonna rettangolare attaccata alla superficie del prodotto, ma per soddisfare alcune considerazioni produttive o strutturali, la forma e le dimensioni del rinforzo devono essere modificate.

La parte inferiore del rinforzo deve essere arrotondata per eliminare l’eccessiva concentrazione di tensioni. Gli angoli vivi arrotondati conferiscono inoltre al canale di scorrimento una forma graduale per rendere più agevole il riempimento della cavità.

Se la larghezza della parte inferiore dell’armatura viene ridotta della metà rispetto allo spessore del prodotto (Figura b), l’aumento di spessore rispetto alla posizione si riduce a circa 20% e la possibilità di ritiro si riduce notevolmente.

Questo porta all’uso di due o più barre di rinforzo corte rispetto all’uso di una singola barra di rinforzo alta, ma quando si usano barre di rinforzo multiple, la distanza tra le barre di rinforzo deve essere maggiore dello spessore della parete esterna adiacente.

La forma delle barre di armatura è generalmente sottile e lunga e il disegno generale delle barre di armatura illustra i principi di base della progettazione delle barre di armatura.

Si noti che un’armatura troppo spessa rischia di produrre fenomeni di ritiro, cavità, deformazioni, pizzicature e altri problemi, con conseguente allungamento del ciclo produttivo e aumento dei costi di produzione.

Il ruolo del rinforzo in plastica

Il rinforzo è una parte indispensabile della funzione dei pezzi in plastica stampati a iniezione.

(1) Aumentare resistenza e rigidità del prodotto senza incrementare lo spessore delle pareti, evitando sprechi di plastica nel processo di stampaggio a iniezione, aumento del peso e dei costi.

(2) Può frenare la distorsione e la deformazione dei prodotti causata dalla forza irregolare provocata dalla differenza di spessore delle pareti delle bottiglie di plastica.

(3) Agevolare il movimento del fuso plastico e fornire canali per il riempimento di alcuni componenti stampati a iniezione in plastica a parete sottile del corpo della bottiglia.

Fattori da considerare nella progettazione del rinforzo in plastica

(1) La progettazione del rinforzo è anche legata al materiale plastico utilizzato. Dal punto di vista della produzione, le proprietà fisiche del materiale, come la viscosità della massa fusa e il ritiro, hanno un impatto significativo sulla progettazione del rinforzo.

(2) Le proprietà di scorrimento della plastica sono importanti anche dal punto di vista strutturale. Ad esempio, dal punto di vista della produzione, l’altezza del rinforzo è limitata dal flusso di fusione e dalle caratteristiche di espulsione (ritiro, coefficiente di attrito e stabilità).

(3) L’aumento dell’angolo di uscita dell’armatura lunga in genere favorisce l’espulsione del prodotto; tuttavia, quando l’angolo di uscita aumenta mentre la larghezza del fondo rimane invariata, la rigidità, la resistenza e l’area espellibile del prodotto si riducono.

Il problema dell’area di espulsione ridotta può essere risolto aggiungendo diverse protuberanze di espulsione alla parte di rinforzo del prodotto o utilizzando perni di espulsione piatti più costosi; inoltre, la lucidatura nella direzione di espulsione aiuterà il prodotto a espellere facilmente.

(4) Dal punto di vista strutturale, un rinforzo più profondo può aumentare la rigidità e la resistenza del prodotto senza un aumento significativo del peso, ma allo stesso tempo aumenta la sollecitazione di flessione nei punti più alti e più bassi del prodotto; il progettista deve calcolare e assicurarsi che la sollecitazione di flessione in questa parte non superi l’intervallo accettabile.

(5) Dal punto di vista della produzione, è meglio utilizzare un gran numero di barre di armatura corte e strette piuttosto che diverse barre di armatura larghe e profonde.

(6) Durante la fabbricazione degli stampi, soprattutto degli stampi prototipo, è opportuno lasciare quanto più margine possibile sulla larghezza, ed eventualmente sulla profondità, e su alcune nervature, così da poterle aumentare adeguatamente se le prove dello stampo rivelano rigidità o resistenza insufficienti: rimuovere acciaio dallo stampo è infatti più facile ed economico che aggiungerlo mediante saldatura o inserti.

Punti di progettazione per diversi materiali

ABS Per ridurre i risucchi sulle superfici principali del componente, lo spessore delle nervature non dovrebbe superare il 50% dello spessore della parete intersecata; su alcune superfici non critiche può arrivare al 70%. Nei componenti sottili in schiuma strutturale plastica, la nervatura può raggiungere l’80% dello spessore della parete intersecata. Le nervature spesse possono arrivare al 100%.

L’altezza delle nervature non deve essere superiore a tre volte lo spessore dell’adesivo. Se le nervature sono più di due, la distanza tra le nervature non deve essere inferiore al doppio dello spessore della gomma. L’angolo di uscita delle nervature deve essere compreso tra un lato e l’altro per facilitare il rilascio.

PA L’altezza di una singola nervatura non dovrebbe essere pari o superiore a tre volte lo spessore della sua base. Dietro ogni nervatura dovrebbero essere presenti piccole nervature o scanalature, poiché durante il raffreddamento le nervature causano avvallamenti sul lato opposto.

PBT Le nervature spesse vanno evitate per quanto possibile, così da prevenire bolle d’aria, segni di ritiro e concentrazioni di tensione. Occorre quindi limitarne le dimensioni. Con pareti inferiori a 3.2mm (1/8 in), lo spessore della nervatura non deve superare il 60% dello spessore della parete; con pareti superiori a 3.2 mm non deve superare il 40%.

L’altezza della nervatura non deve superare 3 volte lo spessore dell’osso. Le nervature sono collegate alla parete di plastica fusa con un R di 0,5 mm (0,02 in) su entrambi i lati per consentire un flusso plastico regolare e ridurre le sollecitazioni interne.

PC Lo spessore generalmente consigliato per le nervature dipende dalla fluidità del materiale plastico e dallo spessore della parete. La progettazione delle nervature in PC è illustrata nella figura seguente relativa alle nervature in PS.

PS Lo spessore delle nervature non dovrebbe superare il 50% dello spessore della parete nel punto di giunzione. L’esperienza dimostra che la mancata osservanza di queste linee guida produce una lucentezza superficiale non uniforme.

PSU Le nervature possono aumentare la resistenza agli urti del prodotto e offrire risultati efficaci al costo più conveniente. Una progettazione inadeguata può causare segni di ritiro e una resistenza agli urti insoddisfacente.

Punti di progettazione dell’armatura

(1) Sostituire un’armatura singola con un’armatura singola di altezza superiore con un’altezza inferiore e un numero di barre leggermente superiore per evitare la depressione superficiale quando la parte inferiore delle barre spesse si raffredda e si ritira. Quando la parte posteriore dei tendini presenta una depressione che influisce sull’estetica, è possibile utilizzare il design decorativo della struttura della nervatura di rinforzo per coprirla.

(2) La direzione di disposizione dei tiranti deve coincidere con la direzione di riempimento del materiale fuso.

(3) La radice del tendine con una transizione arrotondata, per evitare la forza esterna quando la concentrazione di stress e la distruzione. Tuttavia, se il raggio dell’arrotondamento della radice è troppo grande, si verifica una depressione.

(4) In generale, non appoggiare alcuna parte sui tendini.

(5) Le linguette situate sulla parete interna della bottiglia di plastica non devono essere troppo vicine alla parete interna per evitare un riempimento insufficiente della massa fusa nella parte delle linguette per migliorare l’applicazione dei tendini nell’evitare la deformazione del prodotto e aumentare la rigidità della bottiglia di plastica.

Principi di progettazione delle armature:

(1) Lo spessore dell’armatura deve essere inferiore allo spessore uniforme della parete del prodotto da armare per evitare la depressione del giunto.

(2) L’altezza dell’armatura non deve essere troppo elevata, altrimenti l’armatura sarà danneggiata dalla forza e ridurrà la sua rigidità. Per aumentare la rigidità del prodotto, è necessario aumentare il numero di barre di rinforzo piuttosto che la loro altezza.

(3) La pendenza delle barre di rinforzo può essere maggiore, e in genere dovrebbe essere superiore a 1,5°, per evitare lesioni superiori, per facilitare il rilascio dello stampo.

(4) Le barre di armatura multiple devono essere adeguatamente distribuite e sfalsate per ridurre il ritiro non uniforme.

(5) In genere la nervatura viene aggiunta all’elemento inclinato per evitare sacche d’aria e favorire lo stampaggio a iniezione della plastica e la resistenza.

Disposizione delle barre di armatura

Le barre di armatura hanno le seguenti forme: barra, pozzo, forcella, ventaglio, cerchio o forma integrata.

Forma della nervatura Quando l’area disponibile per le nervature del guscio è ridotta e non deve sopportare carichi elevati, è sufficiente aumentare la resistenza del singolo guscio. Le nervature non devono essere troppo fitte, perché indeboliscono lo stampo e facilitano l’adesione del pezzo durante l’estrazione.

In generale, la spaziatura tra i rinforzi è progettata per rafforzare lo spessore costante della parete del guscio nella posizione del rinforzo 3 volte e più, l’altezza del rinforzo in base alle effettive esigenze del prodotto e del design, non c’è un assoluto di essere inferiore a quanto, a seconda dello stampo è quello di andare linea di taglio o fare giunzione di blocco.

Tuttavia, nel caso in cui si vogliano soddisfare le esigenze strutturali del prodotto, minore è l’altezza del rinforzo, migliore è il rinforzo della colonna di viti, perché il rinforzo è seguito dalla colonna di viti in uscita.

Pertanto, l’altezza della barra di rinforzo può essere progettata molto più alta rispetto alla barra di rinforzo ordinaria, la progettazione strutturale specifica della barra di rinforzo della colonna a vite, messa nella progettazione strutturale della colonna a vite l’altezza della barra di rinforzo è troppo alta ha diversi problemi.

Quanto più alta è l’altezza del rinforzo, tanto più difficile è giocare a tutta colla; il disegno generale del rinforzo non è stato progettato e lo spessore del materiale del guscio è spesso, lo spessore del rinforzo può essere aumentato o diminuito in base alle effettive esigenze del prodotto.

Problema fuori dallo stampo: maggiore è l’altezza dell’armatura, maggiore è la probabilità che si attacchi dopo lo stampo.

Problema di resistenza: maggiore è l’altezza del rinforzo, più sottile è la parte superiore della punta di gomma, minore è la resistenza.

Il guscio può essere progettato con un’ampia area di rinforzo e deve resistere a carichi di elevata resistenza.

Il guscio può essere progettato sull’area di rinforzo per essere grande, a forma di ventaglio, e il carico circolare è il punto centrale per il punto di forza più forte, ben a forma di carico e a forma di forcella per il punto di forza uniforme.

Poiché l’armatura della forma a pozzetto e a forcella è troppo spessa nella parte trasversale a causa dello spessore del materiale, c’è il rischio che si verifichino difetti di impronta sulla superficie del guscio, con conseguenti ripercussioni sull’aspetto estetico, per cui l’armatura rotonda viene aggiunta al progetto per formare un tipo di armatura completa.

Poiché il numero di rinforzi in forma di pozzetto e di forchetta è eccessivo, il prodotto si attacca facilmente allo stampo posteriore; dopo l’aggiunta di rinforzi rotondi, questi possono essere espulsi con una siringa, evitando così la situazione di stampo appiccicoso.

È necessario aggiungere un certo numero di colonne nella posizione di armatura densa per aiutare il prodotto a uscire dallo stampo, soprattutto quando l’altezza dell’armatura è relativamente alta.

Sintesi

Durante la progettazione del prodotto, ottimizzate le nervature secondo i principi descritti sopra. Le nervature non solo aumentano resistenza e rigidità dei prodotti in plastica e ne riducono la deformazione, ma possono anche facilitare lo stampaggio della plastica e il riempimento della cavità dello stampo a iniezione, permettendo di ottenere il progetto ottimale nel modo più economico.

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