Che cos'è la progettazione di uno stampo a iniezione?

Cancelli perimetrali

I punti d’iniezione laterali sono un componente comune della progettazione degli stampi. Sono facili da realizzare e adatti a un’ampia varietà di applicazioni. Spesso rappresentano la soluzione ideale per pezzi grandi con sezioni di parete spesse.

Essendo realizzati con una sezione trasversale più ampia rispetto agli altri cancelli, possono essere facilmente rimodellati per adattarsi alla forma desiderata. Un altro vantaggio dei cancelli perimetrali è che non richiedono una resina speciale.

Quando si sceglie il design di un cancello, è necessario considerare diversi fattori. Tra questi, il volume della cavità dello stampo e la rifilatura automatica. Alcuni cancelli funzionano meglio in stampi a cavità singola, mentre altri sono più adatti a stampi a più cavità. La larghezza della sezione del cancello deve essere superiore a quella del canale secondario dello stampo per ottenere un equilibrio ottimale del flusso di materiale.

Un altro aspetto importante della progettazione dei punti di iniezione è la loro funzione. Aiutano a controllare il flusso della plastica attraverso lo stampo. Inoltre, consentono di ottenere una superficie dello stampo più uniforme. Una corretta distribuzione dei punti di iniezione riduce la distanza tra il canale e il pezzo stampato a iniezione. Ciò migliora lo sfiato e consente una distribuzione uniforme dei risucchi da fusione sul pezzo in plastica.

La scelta di un gate appropriato è essenziale per la produzione di prodotti in plastica. La plastica fusa deve raggiungere tutte le parti dello stampo prima di raffreddarsi, altrimenti si indurisce troppo rapidamente in alcune aree e il risultato è un pezzo più difficile da lavorare. Un buon progetto dovrebbe anche ridurre al minimo la perdita di pressione e di calore dal sistema di canali.

Nuclei ad azione laterale

Uno degli aspetti più impegnativi delle applicazioni ad azionamento laterale è la progettazione degli stampi. La progettazione di questi stampi a iniezione richiede creatività, perché presenta moltissime variabili ed esigenze.

Alcune di queste richieste includono dimensioni della pressa e base d’anima più piccole, che rendono lo stampo più economico da produrre e mantenere. Altre richieste riguardano la semplificazione del layout dello stampo, che facilita la fabbricazione e consente di fare offerte competitive. Le anime ad azione laterale sono spesso inserite dalla parte inferiore o superiore dello stampo a iniezione. Ciò è vantaggioso per la produzione di pezzi con sporgenze, ma aggiunge complessità e costi.

Il motivo è che il 50% del ciclo dello stampo a iniezione è dedicato alla solidificazione e al raffreddamento. Ciò significa che ridurre lo spessore del progetto è fondamentale per tagliare i costi. Inoltre, uno stampo a iniezione con anima a movimento laterale può avere una superficie testurizzata, che ne aumenta il valore estetico.

Un altro progetto comune di anima ad azione laterale è un sistema modulare che utilizza un cilindro per comprimere l’anima prima dell’iniezione. Questo sistema consente allo stampo di essere più piccolo e compatto. Alcuni progetti possono richiedere un sistema modulare di compressione dell’anima ad azione laterale che si monta esternamente alla base dello stampo. Tuttavia, in molti casi, è sufficiente un cilindro con un blocco per il tallone.

Il design del nucleo ad azione laterale deve essere progettato in modo da non interferire con altri componenti e strutture. Inoltre, il design del nucleo ad azione laterale deve garantire un’apertura e una chiusura fluide dello stampo.

Corridori freddi

I vantaggi dei canali freddi nella progettazione degli stampi a iniezione comprendono costi iniziali inferiori e una manutenzione più semplice dello stampo. Tuttavia, gli stampi a canale freddo presentano anche degli svantaggi. Uno di questi è la quantità di scarto di plastica fusa durante il processo produttivo. Sebbene i canali freddi possano essere riutilizzati, le resine costose non possono essere riciclate, con conseguenti costi di scarto significativi.

Un altro svantaggio dei canali a freddo è il loro costo elevato. Devono essere separati manualmente dal pezzo finito e riaffilati dopo ogni ciclo, il che aumenta il tempo di ciclo complessivo e rallenta la produzione di massa. Inoltre, i canali freddi richiedono un ingombro dello stampo maggiore rispetto ai canali caldi. Inoltre, sono più complessi da assemblare rispetto ai canali caldi.

Un altro aspetto negativo dei canali a freddo è che il pezzo si deforma e si rompe. I materiali sensibili al calore non dovrebbero essere stampati con questo tipo di stampo. Questo perché la resina plastica deve essere raffreddata all’interno dei canali freddi prima di essere iniettata nella cavità del pezzo.

Inoltre, i canali freddi non devono essere riscaldati oltre le temperature di fusione raccomandate. I canali isolati possono poi ridurre la quantità di calore dispersa nel resto dello stampo a iniezione, facilitando i cambi di colore.

Infine, i canali a freddo possono essere riutilizzati come fonte di resina per la fabbricazione di pezzi. Tuttavia, la percentuale di rimacinato è limitata dalle schede di processo e deve essere indicata nella scheda di processo. I canali freddi nella progettazione degli stampi a iniezione possono contribuire a migliorare la produttività dello stampo. Sono una scelta migliore per la produzione di alti volumi.

Possono ridurre i costi complessivi e il tempo di ciclo dello stampaggio a iniezione. Oltre ad accorciare i cicli, i canali freddi offrono anche il vantaggio di un’elevata flessibilità nella messa a punto delle cavità. Inoltre, possono essere facilmente sostituiti e rimodellati, ma il processo richiede tempo.

Posizione della linea di separazione

La posizione della linea di divisione è una considerazione importante nella progettazione di uno stampo a iniezione. Può influire sull’accoppiamento e sulla funzione del prodotto finito. Deve essere allineata correttamente per garantire la qualità. Nella progettazione occorre considerare diversi fattori. Idealmente, dovrebbe essere parallela all’apertura dello stampo.

La posizione della linea di divisione può influenzare la direzione di espulsione e la direzione di apertura. Inoltre, influisce sulle vestigia lasciate dalle metà dello stampo. Considerando tutti questi fattori, è essenziale scegliere con cura la posizione della linea di divisione. Una volta decisa la posizione della linea di divisione, si può decidere se questa debba essere verticale, smussata o curva.

La posizione della linea di divisione nel progetto di uno stampo a iniezione è importante per prevenire le bave. Se non è corretta, la plastica può fuoriuscire dallo stampo e produrre bave.

Inoltre, una linea di divisione mal progettata può avere un impatto sulla qualità, sulla resistenza e sull’aspetto del pezzo. Pertanto, la posizione della linea di divisione deve essere considerata con attenzione quando si progetta uno stampo a iniezione.

La posizione della linea di divisione nel progetto di uno stampo a iniezione è determinata dall’intersezione tra il cono di apertura dello stampo e il cono di approccio globale. Questo punto determina anche il progetto del pezzo e l’aspetto dei residui. Se non viene definita correttamente, la posizione può diventare complessa e persino aumentare il costo delle attrezzature.

Costi di attrezzaggio

I costi dell’attrezzaggio sono una parte importante di qualsiasi progettazione di stampi a iniezione. A seconda della complessità dello stampo, possono variare da $15K a $500K o più. È importante sapere esattamente quanto costerà ogni processo e come rendere lo stampo il più conveniente possibile. Di seguito sono elencati diversi costi associati alla progettazione e all’attrezzaggio dello stampo.

I costi dell’attrezzatura costituiscono una parte importante dell’investimento in uno stampo a iniezione per plastica e possono variare notevolmente in base al materiale e all’applicazione. Se lo stampo deve essere grande, il costo dell’acciaio sarà maggiore. Se il componente è complesso, occorre uno stampo più articolato. Lo stampista può consigliarvi come adattare il componente allo stampo.

La complessità del pezzo e i requisiti di cavità possono aumentare il costo dell’utensile. Un semplice involucro elettronico con fori è relativamente semplice, ma una presa di alimentazione richiede un connettore circolare. Questo richiede un’azione diversa nell’utensile. Questi costi aggiuntivi vengono trasferiti al cliente. I costi di attrezzaggio per la progettazione di uno stampo a iniezione variano in base alla complessità e alle dimensioni del pezzo da produrre.

Quando si valutano i costi delle attrezzature, è importante considerare come verrà utilizzato lo stampo. Gli stampi a iniezione sono generalmente realizzati in acciaio o alluminio. Sebbene l’alluminio sia più economico, è meno resistente e dovrebbe essere impiegato solo per serie a basso volume. Si deforma dopo alcune migliaia di cicli di stampaggio. L’acciaio è invece un materiale durevole e può produrre pezzi stampati a iniezione per molti anni senza problemi.

Approccio di ingegneria concorrente

L’ingegneria concorrente è il processo di sviluppo e progettazione di un intero prodotto dalla concezione alla produzione. Include la considerazione precoce di tutti gli elementi del ciclo di vita, tra cui la progettazione, il marketing, le relazioni post-vendita e la catena di fornitura.

Questo approccio può ridurre i costi e i tempi per tutte le parti coinvolte. Per le aziende più piccole può essere un processo scoraggiante, ma un ottimo punto di partenza è il modello C, che indica chiaramente gli obiettivi chiave e i ruoli di ciascun membro del team.

La progettazione di uno stampo a iniezione è un processo complesso che comprende diversi sottoprogetti. Richiede il coinvolgimento della direzione e dei membri del team, oltre a competenza e conoscenza approfondita dei processi produttivi.

L’approccio dell’ingegneria simultanea consente di ottimizzare il processo di sviluppo degli stampi a iniezione. Prevede di considerare contemporaneamente la progettazione del componente in plastica, la progettazione dello stampo, la pianificazione della produzione e i costi.

Nella prima fase del processo di progettazione dello stampo, viene prodotto un modello CAD della parte in plastica utilizzando programmi commerciali di modellazione 3D. Questo modello viene poi utilizzato per analizzare il processo di iniezione e le prestazioni delle parti in plastica.

La fase successiva è la fabbricazione delle attrezzature di produzione. Grazie all’approccio dell’ingegneria simultanea, i costruttori di stampi possono risparmiare tempo e denaro affrontando i potenziali problemi nelle prime fasi del processo di stampaggio a iniezione della plastica.

In un approccio di concurrent engineering, i rappresentanti di tutti i reparti coinvolti nel progetto collaborano presto e spesso. Ciò consente di scoprire tempestivamente i problemi e promuove l’efficienza consentendo a più membri del team di lavorare contemporaneamente su un compito specifico. Tuttavia, è importante notare che l’ingegneria concorrente non significa che le cose debbano essere fatte in ordine.

Richiedi prezzi competitivi, feedback DFM e tempistiche di produzione al team tecnico di ZetarMold.

Richiedi un preventivo gratuito → Consulta la nostra Guida completa agli stampi a iniezione per una panoramica completa.