Influenza del processo di stampaggio a iniezione sulla qualità dei prodotti stampati

Nel processo di stampaggio per trasformare le particelle di plastica in prodotti plastici, la plastica è spesso sottoposta a temperature e pressioni elevate e scorre sotto un’alta velocità di taglio.

Condizioni e processi di formatura diversi producono effetti diversi sulla qualità. Lo stampaggio a iniezione comprende quattro elementi: materia prima plastica, pressa a iniezione, stampo a iniezione e processo di stampaggio a iniezione della plastica.

Se le materie prime plastiche sono selezionate correttamente e i parametri tecnici di processo della pressa a iniezione e la struttura dello stampo rispettano i requisiti delle condizioni di stampaggio a iniezione, la qualità dei prodotti lavorati dipende direttamente dal processo di stampaggio a iniezione.

La qualità del prodotto comprende la qualità interna del materiale e la qualità dell’aspetto; la qualità interna del materiale è principalmente la resistenza meccanica e la dimensione delle tensioni interne influisce direttamente sulla resistenza meccanica del prodotto; la ragione principale delle tensioni interne è la cristallinità del prodotto e l’orientamento delle molecole nello stampaggio della plastica, ecc.

La qualità dell’aspetto dei prodotti è la qualità della superficie dei prodotti, ma anche le deformazioni causate dalle sollecitazioni interne influiscono sui problemi di qualità dell’aspetto.

I difetti estetici dei prodotti comprendono riempimento incompleto, avvallamenti, linee di giunzione, bave, bolle, striature argentate, punti neri, deformazioni, crepe, delaminazione e scolorimento; sono tutti correlati a temperatura, pressione, tempo di flusso e posizione nello stampaggio a iniezione.

Temperatura di stampaggio

Temperatura del cilindro, temperatura di plastificazione, temperatura dell’ugello, temperatura dello stampo e temperatura di essiccazione della plastica, ecc.

Temperatura del cilindro: corrisponde alla temperatura del fuso plastico. Se è troppo alta, dopo la fusione la plastica avrà una viscosità ridotta e, a parità di pressione e portata, la velocità d’iniezione sarà elevata; i prodotti stampati tenderanno quindi a presentare bave, striature argentate, scolorimento e fragilità.

Se la temperatura del cilindro è troppo bassa, la plastica sarà scarsamente plastificata, la viscosità sarà elevata, la velocità di iniezione sarà lenta a parità di pressione di iniezione e portata, e i prodotti stampati saranno facilmente carenti, con evidenti segni di fusione, dimensioni instabili e grumi freddi nei prodotti.

Temperatura dell’ugello: una regolazione troppo alta provoca colatura dall’ugello e filamenti di materiale freddo nei prodotti. Una temperatura troppo bassa ostruisce il sistema di colata dello stampo. Occorre allora aumentare la pressione d’iniezione, ma nei pezzi appena stampati compaiono grumi di materiale freddo.

Temperatura dello stampo: con una temperatura elevata è possibile ridurre pressione d’iniezione e portata, ma a parità di pressione e portata i prodotti tendono a formare bave, imbarcarsi e deformarsi, oltre a risultare difficili da estrarre. Con una temperatura bassa, alle stesse condizioni, si possono avere riempimento insufficiente, bolle e linee di giunzione.

Temperatura di essiccazione della plastica: ogni materiale richiede una temperatura diversa. Per l’ABS si imposta generalmente 80 ~ 90 ℃; altrimenti è difficile eliminare acqua e solvente residuo, il prodotto tende a presentare striature argentate e bolle e la sua resistenza diminuisce.

Pressione del processo di stampaggio

Contropressione di pre-stampaggio: alta densità di stoccaggio della contropressione, maggiore quantità di materiale nello stesso volume di stoccaggio. Bassa contropressione: la densità di stoccaggio è bassa e il materiale immagazzinato è minore.

Dopo aver impostato la posizione di stoccaggio e aver effettuato una regolazione maggiore della contropressione, è necessario prestare attenzione al ripristino della posizione di stoccaggio, altrimenti è facile che i prodotti volino verso il bordo o siano insufficienti.

Pressione d’iniezione: i diversi tipi di plastica hanno viscosità del fuso differenti e quella delle plastiche amorfe varia notevolmente al cambiare della temperatura di plastificazione.

La pressione di iniezione viene impostata in base alla viscosità del fuso plastico e al rapporto di processo. Se è troppo bassa, il prodotto presenta riempimento insufficiente, ammaccature, linee di fusione e instabilità dimensionale. Se è troppo alta, il prodotto presenta bava, scolorimento e difficoltà di espulsione dallo stampo.

Pressione di chiusura: va determinata in funzione dell’area proiettata della cavità dello stampo e del livello della pressione d’iniezione.

Una pressione di serraggio insufficiente facilita il volo del prodotto e ne aumenta il peso. Se la forza di serraggio è eccessiva, sarà difficile aprire lo stampo. La pressione di serraggio generale non deve superare i 120 par/cm2.

Mantenimento della pressione: conclusa l’iniezione, si continua ad applicare pressione alla vite mentre il prodotto nella cavità non è ancora solidificato. Il mantenimento continua ad alimentare la cavità per garantire il completo riempimento del pezzo.

Se la pressione è troppo alta, lo stampo e l’anima subiranno una resistenza e i prodotti saranno facilmente coperti di bianco e deformati; inoltre, la porta del canale dello stampo sarà facilmente espansa dalla plastica e la porta si romperà nel canale. Se la pressione è troppo bassa, il prodotto presenta ammaccature e dimensioni instabili.

Il principio di impostazione della pressione dello stampo e del neutrone si basa sulle dimensioni della cavità dello stampo e sulle dimensioni dell’area di proiezione dell’anima inserita, nonché sulla complessità della geometria del prodotto stampato. In generale, la pressione dei cilindri dello stampo e del neutrone deve essere impostata a un livello tale da poter spingere il prodotto.

Portata

Velocità della vite: oltre a regolare la portata di preplastificazione, è influenzata principalmente dalla contropressione di preplastificazione.

Se la portata del pre-stampaggio è regolata su valori elevati, la contropressione del pre-stampaggio è alta, con la rotazione della vite, la plastica nella canna subisce una forza di taglio, la struttura molecolare della plastica è facile da tagliare e il prodotto presenta macchie e strisce nere, che influiscono sull’aspetto della qualità e della resistenza del prodotto, e la temperatura di riscaldamento della canna non è facile da controllare.

La portata del pre-stampaggio è impostata su un valore troppo basso e il tempo di stoccaggio del pre-stampaggio è prolungato, il che influisce sul ciclo di stampaggio.

Velocità d’iniezione: deve essere regolata correttamente, altrimenti compromette la qualità. Se è troppo alta, compaiono bolle, bruciature e scolorimento; se è troppo bassa, il prodotto non si forma completamente e presenta linee di giunzione.

Portata dell’espulsore e dei movimenti anima: non deve essere impostata troppo alta, altrimenti espulsione ed estrazione dell’anima avvengono troppo rapidamente e in modo instabile, lasciando facilmente segni bianchi sul prodotto.

Impostazione del tempo

Tempo di essiccazione: è il periodo necessario per essiccare le materie prime plastiche; ogni categoria ha temperatura e durata ottimali. Per l’ABS: 80～90℃ per 2 ore. In generale l’ABS assorbe lo 0,2～0,4% d’acqua in 24 ore e può essere stampato a iniezione con un contenuto d’acqua dello 0,1～0,2%.

Iniezione e tempo di mantenimento: i metodi di controllo della macchina a iniezione computerizzata sono dotati di iniezione multistadio che può essere graduata per regolare la pressione, la velocità e la quantità di plastica iniettata.

In questo modo, la velocità di iniezione della plastica nella cavità dello stampo raggiunge una velocità costante e migliora l’aspetto dei prodotti stampati e la qualità del materiale interno.

Pertanto, nel processo di stampaggio a iniezione si usa comunemente il controllo della posizione, non quello del tempo; la pressione è invece controllata dal tempo. Se, ad esempio, il tempo di mantenimento è lungo, la densità e il peso del prodotto aumentano, le tensioni interne sono elevate, il distacco è difficile, compaiono facilmente sbiancamenti da espulsione e il tempo ciclo si prolunga. Se il tempo di mantenimento è troppo breve, i prodotti presentano facilmente ammaccature e le dimensioni non sono stabili.

Tempo di raffreddamento: serve a stabilizzare la forma del prodotto, lasciando raffreddare e solidificare adeguatamente la plastica iniettata nella cavità. In caso contrario, all’apertura dello stampo i prodotti tendono a imbarcarsi, deformarsi e mostrare sbiancamenti da espulsione. Un raffreddamento troppo lungo prolunga invece il ciclo ed è antieconomico.

Controllo della posizione

Posizione di apertura dello stampo: è la distanza complessiva percorsa dall’apertura alla chiusura e al bloccaggio. La posizione ottimale consente di estrarre agevolmente i prodotti. Una corsa di apertura eccessiva allunga il ciclo di stampaggio.

Posizione dell’espulsore: va regolata in modo che il prodotto espulso dallo stampo possa essere rimosso comodamente.

Posizione di dosaggio: innanzitutto deve garantire la quantità di plastica necessaria a ogni stampata; inoltre controlla la quantità conservata nel cilindro. Se la dose per una singola iniezione è eccessiva, il prodotto forma facilmente bave; se è insufficiente, il riempimento risulta incompleto.

Troppo stock nel barile, la plastica rimane a lungo nel barile, i prodotti perdono facilmente colore e la resistenza dei prodotti stampati ne risente. Al contrario, influisce sulla qualità di plastificazione della plastica e, quando si mantiene la pressione, non viene aggiunto materiale allo stampo e i prodotti risultano sottostampati con ammaccature.

Conclusione

La qualità dei prodotti stampati a iniezione dipende dalla progettazione del prodotto, dal materiale plastico, dalla progettazione e qualità di lavorazione dello stampo, dalla scelta della pressa e dalla regolazione del processo.

Per gli stampi di produzione normale, l’unico modo per garantire e migliorare la qualità dei prodotti è la regolazione del processo di iniezione, ovvero la regolazione di temperatura, pressione, portata, tempo e posizione. La regolazione del processo deve essere completa e integrata.

Se le dimensioni del prodotto cambiano molto, si può iniziare a considerare le materie prime plastiche, la plastica cristallina o non cristallina, le dimensioni del peso molecolare della plastica, ecc.

È plastica cristallina e plastica macromolecolare, per considerare la cristallinità del prodotto e l’orientamento molecolare, la forma del prodotto sul flusso di modifiche di stampaggio, e causare i cambiamenti di stress interno del prodotto e le dimensioni, con conseguenti cambiamenti di ritiro del prodotto.

Per ridurre le piccole variazioni dimensionali si può aumentare la temperatura del materiale, abbassare quella dello stampo, controllare il volume d’iniezione, ridurre la pressione, aumentare la velocità per riempire immediatamente la cavità, accorciare il mantenimento e prolungare il raffreddamento. Garantendo al tempo stesso il corretto riempimento del prodotto stampato a iniezione, si riducono densità e tensioni interne, limitando le variazioni di ritiro.

In breve, la regolazione del processo di iniezione non può essere effettuata da un singolo punto, ma dal principio del processo di iniezione. Una considerazione completa ed equilibrata del problema può essere regolata da una varietà di aspetti, uno per uno o diversi aspetti alla volta.

Tuttavia, metodo e principio di regolazione devono essere determinati in base alla qualità dei prodotti realizzati in quel momento e alle condizioni del processo di stampaggio a iniezione.

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