Nell’evoluzione di questo tipo di processo, la realizzazione della struttura mediante stampaggio a iniezione, seguita dallo stampaggio di uno strato di plastica morbida e piacevole al tatto (con inserto o sovrastampaggio), si dimostra pratica perché non richiede lavorazioni successive; lo stampaggio a iniezione a bassa pressione di tessuto o rivestimento, invece, comporta numerose lavorazioni successive.
Che cos’è lo stampaggio a iniezione a bassa pressione?
Lo stampaggio a iniezione a bassa pressione è il processo di iniezione di un materiale incapsulato in uno stampo a una pressione di iniezione molto bassa e di polimerizzazione rapida.
Lo stampaggio a iniezione a bassa pressione è un processo sicuro e delicato, intermedio tra lo stampaggio a iniezione ad alta pressione e l’incapsulamento. Grazie ai cicli brevi e alle basse pressioni, è la soluzione ideale per proteggere i circuiti stampati.
Nell’industria automobilistica, questo processo viene utilizzato per lo stampaggio di alcuni rivestimenti interni e per il confezionamento di componenti elettronici.
Esempi di applicazione dello stampaggio a iniezione a bassa pressione
Componenti per interni: nel processo di stampaggio vengono aggiunti rivestimenti in PVC o tessuti a maglia, utilizzando una pressione di iniezione molto bassa (300-600 bar).
I tipi di materiale comunemente utilizzati sono: pelle, pelle in PVC, pelle in TPO con PP-Foam, pelle in PUR, tessuto a maglia con tessuto non tessuto e feltro in fibra, nonché l’iniezione composita tra il materiale di superficie e il materiale dello scheletro; molte parti interne di auto di fascia media e alta utilizzano il processo di stampaggio a iniezione a bassa pressione, come gli inserti dei pannelli delle porte di Mercedes-Benz, BMW, ecc.
Incapsulamento di componenti elettronici: Il processo di incapsulamento utilizza una pressione di iniezione molto ridotta (1,5~40bar) per iniettare il consumo del materiale di incapsulamento nello stampo e lo polimerizza rapidamente (5~50 secondi).
La pressione e la temperatura utilizzate nello stampaggio a iniezione a bassa pressione sono molto inferiori rispetto al normale processo di stampaggio a iniezione; il processo è relativamente semplice e non richiede attrezzature e stampi di alto livello.
Processo di stampaggio a iniezione a bassa pressione
Il processo è il seguente:
Lo stampaggio a iniezione a bassa pressione è una tecnica di assemblaggio nello stampo, simile all’IMD, in cui tessuto o rivestimento vengono stampati direttamente sul prodotto (una pressione eccessiva danneggerebbe il tessuto).
In base alle caratteristiche del processo di stampaggio, esistono due tipi di stampaggio a iniezione a bassa pressione: stampo aperto e stampo chiuso.
La differenza sta nella presenza di un certo spazio tra lo stampo mobile e quello fisso quando lo stampo è chiuso.
Durante il processo di riempimento, viene iniettata una quantità precisa di fondente in modo fluido (il flusso di fondente plastico sul tessuto è molto più lento rispetto alla cavità di uno stampo liscio), quindi gli stampi a iniezione a bassa pressione per tessuti hanno più porte rispetto agli stampi ordinari.
Caratteristiche dello stampaggio a iniezione a bassa pressione
1. Vantaggi
a. Alta resistenza, il materiale della pelle è integrato con il materiale di base in plastica e non c’è possibilità di caduta.
b. Alta efficienza di stampaggio, più rispettosa dell’ambiente, nessun processo di applicazione di colla per il rivestimento, miglioramento della qualità dell’aria nell’auto.
c. La struttura interna può essere progettata in modo arbitrario e la libertà di modellazione delle superfici è maggiore rispetto al processo di rivestimento, le caratteristiche di modellazione sono più chiare, il prodotto è bello e il comfort è elevato.
2. Svantaggi
a. Il processo di stampaggio a bassa pressione è più complesso, risente maggiormente dello stampo e della duttilità del tessuto/rivestimento in PVC e presenta un tasso di scarto relativamente elevato
b. Ritenzione del modello, in caso di elevato allungamento, il senso tridimensionale del modello è scarso.
c. Costi di attrezzaggio più elevati e tessuti più costosi
Considerando i vantaggi e gli svantaggi sopra indicati, lo stampaggio a iniezione a bassa pressione presenta le seguenti caratteristiche.
Stampo: superficie di separazione con una fessura di chiusura; la porta è controllata da una valvola di sequenza (controllata da una valvola tipo canale caldo)
Manipolatore: sia funzione di bloccaggio del tessuto che di prelievo del prodotto
Strato composito: PVC/PU; tessuto, ecc.
Materiale dello scheletro: PP modificato e PC/ABS con migliore scorrevolezza, ecc.
Importanti fattori di influenza dello stampaggio ad iniezione a bassa pressione
Tessuto; composizione del tessuto: può comprendere uno strato di tessuto non tessuto, uno strato di spugna, uno strato di schiuma, uno strato superficiale di tessuto a maglia oppure uno strato di plastica morbida (PVC).
Prestazioni del tessuto: allungamento statico longitudinale, allungamento residuo longitudinale, allungamento statico trasversale e allungamento residuo trasversale. Un tessuto con maggiore allungamento si deforma meno facilmente, ma presenta pieghe più evidenti; un tessuto con minore allungamento si deforma più facilmente, ma tende meno a formare pieghe.
Struttura dello stampo: in genere si adotta un sistema a punti di iniezione con valvole sequenziali e un numero di punti superiore a quello usato per la normale struttura stampata a iniezione. Per un prodotto con lunghezza totale L = 1000mm e spessore di parete T = 2,5mm, il numero consigliato di punti di iniezione è = 1000/2,5/valore F del materiale; il valore F è inferiore a 100 per l’FPP e inferiore a 80 per ABS o PC.
Progettazione dello sfiato della cavità: la struttura dello stampo a iniezione per rivestimenti in PVC è uguale a quella dello stampo a iniezione per tessuti, ma presta particolare attenzione allo sfiato dello spazio tra cavità e anima.
Altri requisiti tecnici: il raggio R agli angoli del prodotto non deve essere inferiore a 3,0; lo spessore della sezione plastica del prodotto non deve essere eccessivo, per evitare ritiri.
Lo spessore della punta del tendine non deve superare i 3/5 dello spessore della punta della colla; i prodotti con fori profondi devono essere divisi; il bordo dell’aspetto del prodotto deve avvolgere al contrario il posto di lavoro del tessuto, il retro del prodotto non deve avere una punta del tendine, ecc.
Fluidità della plastica nello stampaggio a iniezione a bassa pressione
L’indice della fluidità della plastica è il valore MI. Il flusso sul tessuto è molto più lento che sulla cavità liscia; per questo gli stampi a bassa pressione per tessuto hanno più punti d’iniezione degli stampi ordinari.
La lentezza della portata si ripercuote inevitabilmente su altri problemi di aspetto del prodotto, come segni di incollaggio, materiale mancante, ecc.
In genere, il valore MI del materiale PP è compreso tra 20 e 55, il che ci impone di non utilizzare ciecamente tessuti e particelle di plastica importati nello sviluppo dei prodotti.
Perché questi sono necessari dopo l’applicazione della combinazione, fino a quando e stampo con buona, materiale nazionale, come al solito, può fare prodotti qualificati stampaggio a bassa pressione.
Struttura degli stampi per lo stampaggio a iniezione a bassa pressione
Di solito, l’espulsore di questo tipo di stampo è nello stampo fisso, utilizzando il cancello della valvola per controllare la quantità di materiale di ciascun cancello, lo stampo fisso ha un telaio in tessuto pressato e lo stampo fisso ha un perno in tessuto o una ventosa d’aria per fissare il tessuto.
Difetti comuni dello stampaggio a iniezione a bassa pressione e misure di manipolazione
(1) Mancanza di materiale: gli spigoli vivi del prodotto sono soggetti a riempimento incompleto.
(2) Infiltrazione: gli angoli del prodotto sono soggetti a infiltrazioni. Le cause sono una temperatura troppo elevata del punto di iniezione nella zona interessata, una temperatura dello stampo eccessiva oppure un dosaggio eccessivo del materiale nel punto di iniezione.
(3) Penetrazione: negli spigoli vivi del prodotto può verificarsi facilmente una penetrazione. La causa è la presenza di un gioco nello spigolo vivo della superficie di divisione: quando aumentano la quantità o la velocità del materiale stampato a bassa pressione, la plastica fusa penetra attraverso il gioco, trascinando prima il tessuto non tessuto e poi attraversando il tessuto superficiale.
Lo spessore della parete in corrispondenza degli angoli vivi è troppo spesso, quindi lo spessore della parete in corrispondenza degli angoli vivi dello stampo è relativamente sottile per evitare che il tessuto si infiltri nel materiale o si rompa.
(4) Rottura del tessuto dovuta alla pressione. Causa: la temperatura dello stampo usata nello stampaggio a iniezione a bassa pressione è solitamente ridotta (10-15 gradi). Se le misure antiruggine sono inadeguate, si formano macchie di ruggine sul telaio di serraggio del tessuto e sulla superficie di divisione del cursore; ne conseguono una pressione eccessiva sul tessuto e una limitazione della sua duttilità, fino alla rottura.
Caratteristiche dello stampaggio a iniezione a bassa pressione di pelle di PVC
1. La natura del rivestimento in PVC
Rispetto al tessuto, le differenze sono molte. Innanzitutto, lo scarico: il tessuto è a pori e perde struttura, per cui il gas fuoriesce facilmente dall’interno; mentre la pelle di PVC è uno strato di plastica di PVC sulla superficie, per cui è difficile che il gas fuoriesca dall’interno.
In secondo luogo, il substrato: il substrato in tessuto è un tessuto non tessuto, quindi la resistenza al flusso della plastica fusa è piuttosto grande; mentre il substrato in PVC è uno strato di schiuma di plastica, la superficie è liscia e la resistenza al flusso della plastica fusa è piccola.
Poi c’è la duttilità: l’estensione del tessuto dopo il divario della struttura è grande, la plastica fusa penetra più facilmente; l’estensione della pelle in PVC ha ancora una forte resistenza e la plastica fusa non è facile da penetrare.
2. Struttura dello stampo
Rispetto allo stampaggio a iniezione del tessuto, la differenza principale riguarda la progettazione dello sfiato della cavità. La struttura dello stampo a iniezione per rivestimento in PVC è la stessa dello stampo per tessuto, ma pone particolare attenzione allo sfiato dello spazio tra cavità e maschio.
Poiché l’aria è presente all’interno dell’anima e della cavità dopo la chiusura, quando la plastica fusa viene iniettata, l’aria all’interno viene lentamente compressa; se il gas non viene scaricato in tempo, causerà inevitabilmente grandi problemi al riempimento e molti difetti. Come segni di incollaggio, restringimenti e bruciature.
3. Difetti comuni e misure di gestione
(1) Ritiro superficiale del prodotto
Causa: Lo spazio tra le superfici di divisione dello stampo è troppo grande, con conseguente fuoriuscita di materiale, che non viene compattato e quindi si ritira;
Come nel normale stampaggio a iniezione, le pareti spesse del prodotto in corrispondenza delle nervature di rinforzo si raffreddano male, provocando una contrazione volumetrica e quindi ritiri superficiali.
(2) Segni di fusione
Motivo: se la cavità dello stampo e l’anima non sono ben esaurite, l’aria nella parte anteriore del cancello, dove si incontrano i fronti, viene compressa e non può essere fusa in modo naturale, e la combinazione di tracce può riflettersi sulla pelle, causando evidenti segni di fusione e compromettendo l’aspetto.
Naturalmente, come nel normale stampaggio a iniezione della plastica, anche una bassa temperatura dello stampo e della plastica fusa provoca evidenti linee di giunzione.
(3) La pelle è schiacciata
Causa: come nello stampaggio a iniezione con tessuto, la temperatura dello stampo a iniezione a bassa pressione è solitamente ridotta (10-15 gradi). Se le misure antiruggine sono inadeguate, si formano macchie di ruggine sul telaio di serraggio del tessuto e sulla superficie di divisione del cursore; durante la produzione, la pressione sul rivestimento diventa eccessiva e la sua duttilità risulta limitata, provocandone la rottura.
(4) Fusione attraverso la materozza
Causa: la plastica fusa e plastificata viene iniettata dal punto di iniezione e sottoposta a taglio e riscaldamento; la temperatura nella zona centrale è elevata. L’iniezione a stampo aperto e l’aumento della distanza possono ridurre efficacemente il fenomeno della penetrazione del fuso. È possibile ridurre la temperatura del punto di iniezione e dello stampo, ma occorre considerare contemporaneamente la fluidità della resina, altrimenti potrebbe verificarsi una carenza di materiale.
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