Difetti dello stampaggio a iniezione e relative soluzioni

In questo articolo analizziamo le cause dei difetti più comuni nei componenti in plastica stampati e proponiamo metodi per risolverli in funzione dei processi di stampaggio a iniezione.

Scricchiolii

Le cricche sono un difetto piuttosto comune nei prodotti in plastica e derivano principalmente dalla deformazione dovuta alle tensioni. Le cause principali sono tensioni residue, tensioni esterne e deformazioni indotte dall’ambiente esterno.

A. Cricche causate da tensioni residue Le tensioni residue derivano principalmente da tre condizioni: riempimento eccessivo, estrazione dallo stampo e inserti metallici.

Come nel caso della fessurazione in caso di riempimento eccessivo, la soluzione può essere principalmente nei seguenti aspetti.

(1) Poiché la perdita di pressione nella paratoia diritta è la più piccola, se la fessurazione è generata principalmente vicino alla paratoia diritta, considerare l’uso di paratoie a più punti di distribuzione, paratoie laterali e paratoie a gambo.

(2) Con la premessa di garantire che la resina non si decomponga e non si deteriori, un adeguato aumento della temperatura della resina può ridurre la viscosità della colata, migliorare la fluidità e ridurre la pressione di iniezione per ridurre lo stress.

(3) In generale, quando la temperatura dello stampo è bassa, è facile che si producano sollecitazioni e la temperatura deve essere aumentata in modo appropriato. Tuttavia, quando la velocità di iniezione è elevata, anche se la temperatura dello stampo è più bassa, è possibile ridurre la generazione di stress.

(4) Tempi di iniezione e mantenimento lunghi generano anch’essi tensioni; è preferibile ridurli opportunamente o eseguire la commutazione della pressione di mantenimento in funzione del tempo Th.

(5) Le resine non cristalline, come la resina AS, la resina ABS, la resina PMMA, ecc. hanno maggiori probabilità di produrre tensioni residue rispetto alle resine cristalline come il polietilene, la poliformaldeide, ecc. e devono essere tenute in considerazione.

Quando lo stampo viene rilasciato e spinto fuori, a causa della piccola pendenza di rilascio, del tipo di gomma dello stampo e della rugosità convessa dello stampo, la forza di spinta fuori è troppo grande, con conseguente stress e, a volte, anche con la spinta fuori dell’asta intorno al fenomeno dello sbiancamento o della rottura. La causa può essere determinata osservando attentamente la posizione della fessurazione della serratura.

B. Cricche causate da tensioni esterne Le tensioni esterne sono dovute soprattutto a una progettazione inadeguata e alla concentrazione delle sollecitazioni; occorre prestare particolare attenzione agli spigoli vivi.

C. Cricche causate dall’ambiente esterno Le sostanze chimiche, la degradazione dovuta all’acqua assorbita e l’uso eccessivo di materiale riciclato possono provocare deterioramento fisico e cricche.

Riempimento insufficiente

Le principali cause del riempimento incompleto sono: (1) temperatura troppo bassa di cilindro, ugello e stampo

(2) Quantità di riempimento insufficiente

(3) Troppo materiale residuo nella botte

(4) Pressione di iniezione troppo bassa

(5) La velocità di iniezione è troppo bassa

(6) Le dimensioni della guida e del cancello sono troppo piccole, il numero di cancelli non è sufficiente, la posizione del cancello di taglio non è corretta.

(7) Scarico della cavità difettoso

(8) Il tempo di iniezione è troppo breve

(9) Blocco del sistema di versamento

(10) La scorrevolezza della plastica è troppo scarsa

Le principali misure correttive sono: (1) aumentare il tempo di iniezione per evitare che un ciclo troppo breve faccia rifluire la resina prima della solidificazione del punto di iniezione, impedendo il completo riempimento della cavità.

(2) Aumentare la velocità di iniezione

(3) Aumentare la temperatura dello stampo

(4) Aumentare la temperatura della resina

(5) Aumentare la pressione di iniezione

(6) Allargare le dimensioni del cancello. In genere, l’altezza del cancello dovrebbe essere pari a 1/2 - 1/3 dello spessore della parete del prodotto.

(7) Impostare il cancello sullo spessore massimo della parete del prodotto.

(8) Impostare la fessura di scarico (profondità media 0,03 mm, larghezza 3~5 mm) o l’asta di scarico. Questa operazione è più importante per i pezzi più piccoli.

(9) Lasciare una certa distanza di sicurezza (circa SMM) tra la vite e l’ugello di iniezione.

(10) Utilizzare materiale a bassa viscosità

(11) Aggiungere lubrificante

Stampo appiccicoso

Nel processo di produzione dello stampaggio a iniezione, le condizioni di stampo appiccicoso possono verificarsi frequentemente, questo problema è relativamente complicato da risolvere.

Una volta che ciò accade, non solo sono necessarie molte risorse di manodopera e materiali per estrarre il prodotto dallo stampo, ma si influisce anche sulla normale efficienza di produzione, aumentando invariabilmente i costi.

In generale, per il problema della muffa appiccicosa, è necessario adottare in anticipo il metodo di prevenzione per evitare il verificarsi della muffa appiccicosa.

Analisi generale delle cause di adesione allo stampo (1) Lucidatura insufficiente. Per esempio, il pezzo aderisce spesso alla metà anteriore perché la metà posteriore è lucidata meglio; durante la prova o la produzione rimane quindi attaccato direttamente alla parte anteriore dello stampo.

(2) Progettazione irragionevole della pendenza di rilascio, teoricamente la pendenza di rilascio dello stampo anteriore è maggiore di quella dello stampo posteriore, la pendenza di rilascio può anche portare al prodotto appiccicoso dello stampo anteriore se messo al contrario.

(3) Quando lo stampo viene aperto, si crea il vuoto e il prodotto viene risucchiato direttamente nello stampo anteriore o posteriore e non può essere rilasciato normalmente, il che è più comune per i prodotti a guscio e a scatola.

(4) La temperatura dello stampo è troppo bassa quando lo stampo entra in funzione e la forza di serraggio del prodotto sullo stampo è troppo elevata.

In base alle cause, è possibile adottare misure preventive efficaci contro l’adesione allo stampo. Le principali sono le seguenti:

(1) Rilucidare la pellicola interna dello stampo per evitare l’appiccicosità dello stampo causata dal problema della lucidatura.

(2) Per i prodotti con stampo più appiccicoso nel retro stampo, aumentare la pendenza del rilascio dello stampo, ma dipende dalla lavorazione del prodotto.

(3) Se quando lo stampo viene aperto si forma un vuoto nello stampo anteriore, quest’ultimo deve essere esaurito per eliminare l’effetto del vuoto.

(4) Se la struttura del prodotto richiede la temperatura dello stampo, è necessario aumentare la temperatura dello stampo quando si inizia la prova di stampaggio per ridurre l’impatto di uno stampo troppo basso all’inizio sul miglior risultato della confezione del prodotto.

Fossa di contrazione

Le principali cause degli avvallamenti da ritiro nel prodotto sono: (1) quantità insufficiente di materiale alimentato

(2) La temperatura del materiale è troppo elevata.

(3) La differenza tra lo spessore della parete del prodotto e lo spessore della parete è troppo grande.

(4) Il tempo di iniezione e di mantenimento della pressione è troppo breve.

(5）La pressione di iniezione è troppo bassa.

(6）La velocità di iniezione è troppo elevata.

(7）Posizione inadeguata del cancello

Le principali misure correttive sono le seguenti: Le cause degli avvallamenti da ritiro sono analoghe a quelle del riempimento incompleto. In linea di principio il problema può essere risolto con un riempimento maggiore, ma ciò comporta il rischio di tensioni. In fase di progettazione occorre assicurare uno spessore uniforme delle pareti e ridurre il più possibile quello di nervature, colonnine e altre zone analoghe.

Bordo di trabocco

(1) Temperatura troppo elevata di barile, ugello e stampo

(2) Pressione di iniezione troppo elevata, forza di serraggio troppo ridotta

(3) L’accoppiamento dello stampo non è stretto, ci sono detriti o la sagoma è stata deformata.

(4) Scarso scarico della cavità

(5) Il flusso plastico è troppo buono

(6) La quantità di materiale aggiunto è eccessiva.

Per quanto riguarda il lato di sfioro del trattamento, l’attenzione dovrebbe essere rivolta principalmente al miglioramento della muffa.

E nelle condizioni di stampaggio, può iniziare a ridurre la liquidità. In particolare, si possono utilizzare i seguenti metodi.

(1) Ridurre la pressione di iniezione

(2) Ridurre la temperatura della resina

(3) L’utilizzo di materiali ad alta viscosità

(4) Abbassare la temperatura dello stampo

(5) Smerigliatura della superficie dello stampo in cui si verifica il traboccamento

(6) Utilizzare acciaio per stampi più duro

(7) Migliorare la forza di serraggio

(8) Regolare l’esatta superficie di incollaggio dello stampo e altre parti

(9) Aumentare la colonna di supporto dello stampo per aumentare la rigidità

(10) Determinare le dimensioni delle diverse fessure di scarico in base ai diversi materiali

Bruciature

A seconda delle ustioni causate dalle diverse condizioni meccaniche, di stampo o di formatura, si adottano soluzioni diverse.

(1) Cause meccaniche: condizioni anomale possono surriscaldare il cilindro, facendo degradare la resina ad alta temperatura prima dell’iniezione. Anche ristagni di resina nell’ugello, nelle filettature della vite, nella valvola di non ritorno o in altri componenti possono causare degradazione e scolorimento, lasciando sul prodotto bruciature marrone scuro.

In questo caso, la soluzione dovrebbe essere la pulizia dell’ugello, della vite e della canna.

(2) Le cause legate allo stampo dipendono principalmente da uno sfiato insufficiente.

Questo tipo di ustione si verifica solitamente in un punto fisso ed è facilmente distinguibile dal primo caso.

La soluzione, in questo caso, dovrebbe prestare attenzione a misure quali l’aggiunta di una fessura di scarico all’asta di scarico posteriore.

(3) Per quanto riguarda le condizioni di stampaggio, una contropressione superiore a 300 MPa provoca il surriscaldamento del cilindro e può causare bruciature.

Se la velocità della vite è troppo elevata, si genera anche un surriscaldamento; in genere, la velocità è compresa tra 40 e 90 giri/min.

In assenza di un serbatoio di scarico o di un serbatoio di scarico di piccole dimensioni, l’elevata velocità di iniezione causerà il surriscaldamento dei gas bruciati.

Filo d’argento

Filamenti argentati e increspature sulla superficie del prodotto dipendono principalmente dalle cause seguenti: (1) presenza di umidità e sostanze volatili nella plastica

(2) La temperatura del materiale è troppo alta o troppo bassa.

(3) Pressione di iniezione troppo bassa

(4) Le dimensioni della guida e del cancello sono eccessive.

(5) L’inserto non è stato preriscaldato e la temperatura è troppo bassa.

(6) Le sollecitazioni interne del prodotto sono troppo elevate.

Per migliorare il problema si possono adottare le misure seguenti. I filamenti argentati sono causati principalmente dall’umidità assorbita dal materiale plastico. Di norma il materiale va quindi essiccato a una temperatura inferiore di 10–15 °C rispetto alla temperatura di inflessione termica della resina. Le resine PMMA più esigenti devono essere essiccate a circa 75 °C per 4–6 ore.

Soprattutto quando si utilizza una tramoggia di essiccazione automatica, è necessario scegliere una capacità ragionevole in base al ciclo di stampaggio (volume di stampaggio) e al tempo di essiccazione, e iniziare a cuocere il materiale diverse ore prima dell’inizio dell’iniezione.

Le linee di saldatura sono difetti superficiali prodotti dall’unione di due fronti di flusso. Possono formarsi quando il pezzo presenta fori o inserti, quando si usa uno stampaggio a iniezione con più punti di iniezione oppure quando lo spessore delle pareti non è uniforme.

Avvallamenti da ritiro Sono depressioni che compaiono sulla superficie del pezzo in corrispondenza delle zone di maggiore spessore.

Cause: (1) pressione di iniezione o di mantenimento troppo bassa; (2) tempo di mantenimento o di raffreddamento troppo breve; (3) temperatura del fuso o dello stampo troppo alta; (4) progettazione strutturale inadeguata del pezzo.

Inoltre, se il tempo di ristagno del materiale nel breve periodo è troppo lungo, si forma una linea d’argento. Quando si mescolano diversi tipi di materiali, come polistirolo e resina ABS, resina AS, polipropilene, polistirolo, ecc.

Linee di flusso

Nel processo di stampaggio a iniezione, a volte possiamo incontrare il fenomeno di fluttuazione sulla superficie dei prodotti stampati a iniezione, spesso indicati come linee di flusso.

La formazione di linee di flusso è dovuta principalmente al riempimento della carne: l’alta temperatura della massa fusa incontra la bassa temperatura della parete della cavità dello stampo e forma un guscio duro; quando lo strato di guscio è soggetto all’azione della forza di flusso della massa fusa, si separa dalla superficie della cavità dello stampo e causa un raffreddamento incoerente, con conseguente comparsa di linee di flusso.

Le principali cause della formazione di segni di flusso (trama di flusso) (1) Scarsa fluidità della plastica

(2) Bassa temperatura del materiale, bassa temperatura dello stampo, bassa temperatura dell’ugello, bassa velocità di iniezione, basso tasso di riempimento dello stampo, alimentazione insufficiente del materiale.

(3) La piccola pressione di iniezione, la bassa temperatura locale al gate

(4) lungo processo di versamento del sistema, piccola sezione trasversale, le piccole dimensioni dell’ingresso, canale di flusso tortuoso, cavità del materiale freddo stretto e improprio, c’è un materiale freddo, in modo che la resistenza al flusso di materiale fuso, raffreddamento veloce

(5) Pareti sottili, grande area e forma complessa dei componenti in plastica

Soluzione (1) Scegliere preferibilmente materiali con una migliore fluidità

Se si tratta di un materiale di stampo puro, è possibile aumentare opportunamente la temperatura di lavorazione (aggiungendo anche un po’ di disperdente lubrificante) per migliorare la fluidità.

Se contiene un riempimento, è possibile aggiungere un disperdente lubrificante e altri additivi per migliorare la fluidità della fusione.

(2) Aumentare correttamente la temperatura dello stampo e dell’ugello, regolare la velocità di iniezione e il tasso di riempimento dello stampo.

(3) Aumentare la pressione di iniezione e il tempo di mantenimento e impostare i riscaldatori nell’intersezione per aumentare la temperatura locale dell’intersezione.

(4) Ampliare adeguatamente il cancello e rimanere nella zona, cambiare la posizione dell’intersezione, aumentare la cavità del materiale freddo e altre misure per evitare la generazione di modelli di flusso.

Deformazioni e deformazioni

(1) La temperatura dello stampo è troppo alta, il tempo di raffreddamento non è sufficiente

(2) Differenza di spessore tra i prodotti

(3) Posizione inappropriata del cancello, il numero del cancello tagliato non è appropriato.

(4) Posizione inadeguata e forza non uniforme

(5) L’orientamento molecolare plastico è troppo grande

La deformazione dei prodotti iniettati è un problema molto difficile. Il problema principale deve essere risolto dalla progettazione dello stampo, mentre l’effetto della regolazione delle condizioni di stampaggio è molto limitato.

(1) Le deformazioni causate dalle tensioni residue dovute alle condizioni di stampaggio possono essere eliminate riducendo la pressione di iniezione, alzando lo stampo e rendendo uniforme la temperatura dello stesso, aumentando la temperatura della resina o utilizzando metodi di ricottura.

(2) Se la deformazione da stress è causata da un rilascio insufficiente dello stampo, si può risolvere aumentando il numero o l’area degli spingitori e impostando la pendenza del rilascio dello stampo.

(3) Se il metodo di raffreddamento non è adatto e quindi il raffreddamento non è uniforme o il tempo di raffreddamento non è sufficiente, è possibile regolare il metodo di raffreddamento e prolungare il tempo di raffreddamento. Ad esempio, il circuito di raffreddamento può essere impostato il più vicino possibile alla deformazione.

(4) Per la deformazione causata dal ritiro dello stampo, è necessario modificare la progettazione dello stampo. Tra queste, la più importante è prestare attenzione a rendere coerente lo spessore della parete del prodotto.

A volte, come ultima risorsa, è necessario correggere la deformazione misurando la deformazione del prodotto e rifilando lo stampo nella direzione opposta.

Le resine a forte ritiro, generalmente quelle cristalline (come le resine poliformaldeide, nylon, polipropilene, polietilene e PET), presentano deformazioni maggiori rispetto alle resine non cristalline (come le resine PMMA, PVC, polistirene, ABS e AS).

Inoltre, la deformazione della resina rinforzata con fibre di vetro è in gran parte dovuta all’allineamento delle fibre.

Bolle di sapone

La presenza di bolle nei prodotti fabbricati è dovuta principalmente ai seguenti motivi: (1) La plastica non è sufficientemente asciutta e contiene umidità

(2) La plastica ha una composizione dea

(3) Velocità di iniezione troppo elevata

(4) Pressione di iniezione troppo bassa

(5) La temperatura di disturbo è troppo bassa, lo stampo non viene riempito

(6) Cattivo scarico dello stampo

(7) L’aria viene immessa dall’estremità di carica.

(1) Quando lo spessore della parete del prodotto è elevato, la velocità di raffreddamento della superficie esterna è superiore a quella della parte centrale; pertanto, con il procedere del raffreddamento, la resina della parte centrale si ritira e si espande contemporaneamente verso la superficie, rendendo la parte centrale poco piena. Questa situazione è chiamata bolla da vuoto.

Le principali soluzioni sono le seguenti: A: determinare dimensioni adeguate del punto di iniezione e della materozza in base allo spessore della parete. In genere, l’altezza del punto di iniezione deve essere pari al 50%-60% dello spessore della parete del prodotto.

B: Fino alla chiusura del cancello, lasciare una certa quantità di materiale di iniezione supplementare.

C: Il tempo di iniezione deve essere leggermente superiore al tempo di tenuta del cancello.

D: Ridurre la velocità di iniezione e aumentare la pressione di iniezione.

E: Utilizzare materiali ad alta viscosità di fusione.

(2）Bolle causate dalla generazione di gas volatili, le soluzioni sono principalmente le seguenti:

A: Adeguata pre-essiccazione

B: Ridurre l’elevata temperatura di fusione della resina per evitare la generazione di gas di decomposizione.

(3) Le bolle causate dalla scarsa fluidità possono essere risolte aumentando la temperatura della resina e dello stampo e aumentando la velocità di iniezione.

Segni di stress

Quando i pezzi in plastica vengono estratti dallo stampo dopo lo stampaggio a iniezione, l’espulsione mediante perni lascia spesso segni più o meno profondi sui pezzi.

Se queste tracce sono troppo profonde, si verificherà il cosiddetto fenomeno del bianco e, nei casi più gravi, il top si manifesterà attraverso le parti in plastica della situazione nota come esplosione del top.

La comparsa di segni di tensione sui pezzi stampati a iniezione in plastica è dovuta principalmente alla forza con cui il prodotto aderisce allo stampo e alla pressione esercitata dai perni espulsori, che produce segni bianchi nei relativi punti di contatto.

Le cause specifiche e i metodi di miglioramento sono i seguenti: (1) Temperatura dello stampo troppo bassa o troppo alta: regolarla su un valore adeguato.

(2) Velocità di espulsione troppo elevata: rallentare la velocità di espulsione.

(3) C’è uno smusso fuori dallo stampo: riparare lo stampo (lucidatura).

(4) Espulsione sbilanciata del prodotto finito (rottura della molla della piastra di espulsione): riparare lo stampo (rendere l’espulsore bilanciato).

(5) Numero insufficiente di perni di espulsione o posizione non corretta: aumentare il numero di perni di espulsione o modificare la posizione dei perni di espulsione.

(6) Fenomeno del vuoto nello stampo durante lo stampaggio: pulire la macchia nel foro di espulsione e migliorare l’effetto di ingresso dell’aria.

(7) Posizione dell’osso grezzo e posizione della colonna del prodotto finito (all’indietro): lucidare ogni posizione dell’osso e della colonna.

(8) La pressione di iniezione o la pressione di mantenimento sono troppo elevate: ridurre la pressione in modo appropriato.

(9) La pendenza di rilascio dello stampo del prodotto finito è troppo bassa: aumentare la pendenza di rilascio dello stampo.

(10) Tempismo o posizione errata del cursore laterale: riparare lo stampo (rendere normale l’azione di estrazione del nucleo).

(11) L’area di espulsione è troppo piccola o la velocità di espulsione è troppo elevata: aumentare l’area di espulsione o rallentare la velocità di espulsione.

(12) La velocità di iniezione dell’ultima sezione è troppo alta (bava): rallentare la velocità di iniezione dell’ultima sezione.

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