Stampaggio a iniezione è il processo produttivo che consente di realizzare componenti a partire da materie plastiche. I prodotti stampati a iniezione trovano impiego in numerosi settori, tra cui quello automobilistico, medicale e dei beni di consumo.
Un problema comune che può verificarsi durante lo stampaggio a iniezione è l’instabilità dimensionale. In questo post del blog, discuteremo alcuni consigli importanti per risolvere l’instabilità dimensionale nei componenti stampati a iniezione.
L’instabilità dimensionale si riferisce alla variazione delle dimensioni delle parti in plastica tra ogni lotto di prodotti stampati o tra ogni cavità di prodotti stampati prodotti da ogni stampo nelle stesse condizioni di pressa a iniezione e processo di stampaggio. La variazione delle dimensioni del prodotto è causata da un controllo anomalo dell’apparecchiatura, da condizioni di iniezione irragionevoli, da una cattiva progettazione del prodotto e da variazioni delle proprietà del materiale.
Condizioni di stampaggio incoerenti o funzionamento scorretto
Durante lo stampaggio a iniezione, i parametri di processo come temperatura, pressione e tempo devono essere controllati rigorosamente secondo i requisiti del processo, specialmente il ciclo di stampaggio di ogni componente plastico deve essere coerente, senza cambiamenti arbitrari.
Se la pressione di iniezione è troppo bassa, il tempo di mantenimento è troppo breve, la temperatura dello stampo è troppo bassa o irregolare, la temperatura del cilindro e dell’ugello è troppo alta e il raffreddamento della parte in plastica non è sufficiente, la dimensione della parte in plastica sarà instabile.
In generale, l’uso di una pressione di iniezione e una velocità di iniezione più elevate, prolungare adeguatamente il tempo di riempimento dello stampo e di mantenimento, e migliorare la temperatura dello stampo e del materiale è favorevole a superare il guasto di instabilità dimensionale.
Se le dimensioni del pezzo stampato sono superiori a quelle richieste, è necessario ridurre la pressione di iniezione e la temperatura di fusione, aumentare la temperatura dello stampo, accorciare il tempo di riempimento dello stampo e ridurre l’area della sezione trasversale della porta per aumentare il tasso di ritiro del pezzo stampato. Se la dimensione del pezzo stampato è inferiore a quella richiesta, è necessario adottare condizioni di stampaggio opposte.
Vale la pena notare che la variazione della temperatura ambiente ha anche una certa influenza sulla fluttuazione delle dimensioni di stampaggio dei componenti plastici, e la temperatura di processo dell’attrezzatura e l’iniezione dello stampo dovrebbero essere regolate tempestivamente in base ai cambiamenti dell’ambiente esterno.
Selezione impropria dei materiali di stampaggio
Il tasso di ritiro delle materie prime di stampaggio ha un grande impatto sulla precisione dimensionale dei pezzi in plastica. Se la precisione delle attrezzature di stampaggio e degli stampi è elevata, ma il tasso di ritiro delle materie prime di stampaggio è elevato, è difficile garantire la precisione dimensionale dei pezzi in plastica.
In generale, maggiore è il tasso di ritiro dei materiali di stampaggio, più difficile è garantire la precisione dimensionale dei pezzi in plastica.
Pertanto, la scelta della resina per lo stampaggio deve essere presa in considerazione dopo il ritiro delle materie prime stampate sull’impatto della precisione dimensionale delle parti in plastica.
Per la scelta delle materie prime, il tasso di ritiro dell’intervallo di variazione non può essere superiore ai requisiti di precisione dimensionale dei pezzi in plastica.
Va notato che il tasso di ritiro delle varie resine varia notevolmente e viene analizzato in base al grado di cristallizzazione della resina.
Di solito, il tasso di ritiro delle resine cristalline e semicristalline è maggiore di quello delle resine non cristalline, l’intervallo di variazione del ritiro è anche maggiore, e il tasso di ritiro generato dopo il processo di stampaggio a iniezione dei corrispondenti componenti plastici fluttua di più.
Per la resina cristallina, l’alta cristallinità, la riduzione del volume molecolare, il ritiro delle parti in plastica è grande, la dimensione del cristallo sferico della resina ha anche un impatto sul tasso di ritiro, il cristallo sferico è piccolo, lo spazio tra le molecole è piccolo, il ritiro delle parti in plastica è più piccolo e la resistenza all’impatto delle parti in plastica è più alta.
Inoltre, se le materie prime di stampaggio hanno una granulometria non uniforme, una scarsa essiccazione e una miscelazione non uniforme di materiali riciclati e nuovi materiali, le prestazioni di ciascun lotto di materie prime sono diverse, il che causerà anche fluttuazioni nelle dimensioni di stampaggio delle parti in plastica.
Progettazione impropria del prodotto o della struttura dello stampo
La progettazione della struttura e l’accuratezza di fabbricazione dello stampo influiscono direttamente sull’accuratezza dimensionale delle parti in plastica. Nel processo di stampaggio, se la rigidità dello stampo non è sufficiente o se la pressione di stampaggio all’interno della cavità dello stampo è troppo elevata, con conseguente deformazione dello stampo, le dimensioni dei pezzi in plastica risulteranno instabili.
Se il gioco tra il pilastro di guida e la bussola di guida dello stampo è scarso a causa di una scarsa precisione di produzione o di un’usura eccessiva, anche la precisione dimensionale dello stampaggio dei pezzi in plastica diminuirà.
Se nella materia prima di stampaggio è presente un materiale di riempimento duro o rinforzato con fibra di vetro o di carbonio, che porta a una grave usura della cavità dello stampo, oppure se si utilizza uno stampo con più cavità, si verificano errori tra le cavità e le porte, le guide di scorrimento e altri errori, nonché uno scarso bilanciamento dell’ingresso e altri motivi che producono un riempimento dello stampo incoerente, causeranno anche fluttuazioni delle dimensioni.
Pertanto, la progettazione dello stampo deve prevedere una forza e una rigidità sufficienti, un controllo rigoroso dell’accuratezza della lavorazione, il materiale della cavità dello stampo deve utilizzare materiali resistenti all’usura, il trattamento termico della superficie della cavità e il trattamento di indurimento a freddo sono i migliori.
Quando l’accuratezza dimensionale del pezzo in plastica è molto elevata, è meglio non adottare la forma strutturale di uno stampo con cavità multiple, altrimenti, per garantire l’accuratezza di stampaggio del pezzo in plastica, è necessario impostare una serie di dispositivi ausiliari sullo stampo per garantire l’accuratezza dello stampo, il che comporta un elevato costo di produzione dello stampo.
Quando il pezzo presenta uno spessore non uniforme, spesso la causa è un difetto dello stampo. Se, in uno stampo monocavità, lo spessore della parete ottenuta mediante stampaggio a iniezione del componente in plastica risulta irregolare, in genere ciò dipende da un errore di montaggio dello stampo e da un posizionamento impreciso che altera la posizione relativa tra cavità e anima.
In questo momento, per quei requisiti di spessore della parete dello stampo sono molto accurate parti in plastica, non può contare solo sul pilastro di guida e bussola di guida per posizionare, deve aggiungere altri dispositivi di posizionamento;
Se l’errore di deviazione dello spessore si produce in condizioni di cavità multiple in uno stampo, in generale, l’errore è piccolo all’inizio dello stampaggio, ma l’errore diventa gradualmente più grande dopo il funzionamento continuo, che è principalmente causato dall’errore tra la cavità dello stampo e l’anima, soprattutto quando si utilizza lo stampaggio a canale caldo è più probabile che si produca questo fenomeno.
A questo proposito, nello stampo può essere installato un doppio circuito di raffreddamento con una piccola differenza di temperatura. Nel caso della formatura di contenitori rotondi a pareti sottili, è possibile utilizzare un’anima flottante, ma l’anima e la cavità devono essere concentriche.
Inoltre, nella produzione dello stampo, per facilitarne la riparazione, è sempre consuetudine realizzare la cavità più piccola della dimensione richiesta e l’anima più grande della dimensione richiesta, lasciando una certa quantità di margine di riparazione.
Quando il diametro interno del foro stampato è molto inferiore al diametro esterno, il perno d’anima deve essere maggiorato, poiché il ritiro del foro nello stampaggio a iniezione è sempre superiore a quello delle altre zone e avviene verso il centro del foro. Al contrario, se il diametro interno del foro stampato è prossimo a quello esterno, il perno d’anima può essere dimensionato più piccolo.
Guasto alle apparecchiature
Una capacità di plastificazione insufficiente dell’attrezzatura, un sistema di alimentazione instabile, una velocità di rotazione della vite irregolare, un arresto difettoso, un malfunzionamento della valvola di ritegno dell’impianto idraulico, una termocoppia bruciata nel sistema di termoregolazione o un riscaldatore scollegato possono rendere instabili le dimensioni dei componenti ottenuti mediante stampaggio a iniezione. Una volta individuati, questi guasti possono essere eliminati con interventi mirati.
Metodi o condizioni di test incoerenti
Se il metodo, il tempo e la temperatura di misurazione delle dimensioni delle parti in plastica sono diversi, le dimensioni misurate saranno molto diverse. Le condizioni di temperatura hanno il maggiore impatto sul test perché il coefficiente di espansione termica delle materie plastiche è circa 10 volte superiore a quello dei metalli.
Di conseguenza, le dimensioni strutturali del pezzo in plastica devono essere determinate utilizzando il metodo e le condizioni di temperatura standard e il pezzo deve essere sufficientemente raffreddato e fissato prima della misurazione. In genere, le variazioni dimensionali dei pezzi in plastica sono significative entro 10 ore dalla sformatura e si assestano solo dopo 24 ore.
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