Che cos'è lo stampaggio a iniezione bicomponente?

Introduzione: lo stampaggio a iniezione bicomponente è un processo di stampaggio classico. Consiste nell’iniettare due materiali in un unico prodotto, ottenendo colori diversi ed effetti tattili ed estetici differenti. In questo articolo illustrerò tutti gli aspetti principali dello stampaggio a iniezione bicomponente.

Che cos’è lo stampaggio a iniezione a due colori?

Il cosiddetto stampaggio a iniezione bicolore, chiamato anche doppio stampaggio a iniezione, si riferisce al metodo di stampaggio che prevede l’iniezione di due materie plastiche di colore diverso nello stesso stampo. Può far apparire le parti in plastica in due colori diversi e può far sì che le parti in plastica presentino modelli regolari o nuvole irregolari per migliorare la praticità e l’estetica delle parti in plastica.

Quali sono le caratteristiche del processo di produzione a iniezione a due colori?

La macchina per lo stampaggio a iniezione bicolore è composta da due serie di dispositivi di plastificazione a iniezione con la stessa struttura e le stesse specifiche. L’ugello deve avere una struttura speciale in base al metodo di produzione, oppure essere dotato di due serie di stampi con la stessa struttura che possono essere ruotati e trasposti.

Durante l’iniezione di plastificante, i parametri di processo come la temperatura della colata, la pressione di iniezione e il volume della colata iniettata nei due set di dispositivi di iniezione di plastificante devono essere uguali e la differenza di fluttuazione dei parametri di processo nei due set di dispositivi deve essere ridotta al minimo.

Rispetto ai normali prodotti in plastica stampati a iniezione, la temperatura di fusione e la pressione di iniezione dei prodotti in plastica stampati a iniezione bicolore devono utilizzare valori di parametro più elevati durante l’iniezione. Il motivo principale è che il canale di flusso dello stampo nello stampaggio a iniezione bicolore è più lungo, la struttura è più complicata e la resistenza al flusso di fusione è maggiore.

Quando si realizzano prodotti in plastica stampati a iniezione a due colori, è necessario utilizzare materie prime con buona stabilità termica e bassa viscosità di fusione. Questo per evitare la decomposizione dovuta all’elevata temperatura di fusione e al lungo tempo di permanenza nel canale di flusso. Le materie plastiche più comunemente utilizzate sono le resine poliolefiniche, il polistirene e i materiali ABS.

Quando i prodotti in plastica bicolore vengono stampati a iniezione, è necessario utilizzare una temperatura di fusione più elevata, una temperatura dello stampo più elevata, una pressione di iniezione più elevata e una velocità di iniezione più elevata per far sì che i due diversi colori di fusione si fondano bene nello stampo durante lo stampaggio e garantire la qualità di stampaggio dei prodotti stampati a iniezione.

Quali sono i punti chiave del design a iniezione a due colori?

Parte di formatura: è sostanzialmente identica a quella di un comune stampo a iniezione. Occorre però garantire la coerenza del punzone nelle due posizioni e fare in modo che la matrice si accoppi correttamente con entrambi i punzoni. In genere, i componenti plastici così stampati sono di piccole dimensioni.

Meccanismo di sformatura: poiché i pezzi bicomponente possono essere espulsi solo dopo la seconda iniezione, non è possibile utilizzare il meccanismo di espulsione della prima unità di iniezione.

Per le macchine di stampaggio a iniezione a rotazione orizzontale, è possibile utilizzare il meccanismo di espulsione della macchina di stampaggio a iniezione per l’espulsione, mentre per le macchine di stampaggio a iniezione a rotazione verticale non è possibile utilizzare il meccanismo di espulsione della macchina di stampaggio a iniezione. In questo caso, è possibile installare un meccanismo di espulsione idraulico sulla tavola rotante.

Sistema di colata: nello stampaggio bicomponente il sistema è suddiviso in un circuito per la prima iniezione e uno per la seconda, alimentati rispettivamente da due unità di iniezione.

Corpo dello stampo: il particolare metodo di stampaggio bicomponente richiede che le due parti operino in modo coordinato. Dimensioni e precisione dei due dispositivi di guida dello stampo devono coincidere.

Per le macchine di stampaggio a iniezione a rotazione orizzontale, l’altezza di chiusura dello stampo deve essere costante e i centri dei due stampi devono trovarsi sullo stesso raggio di rotazione e a 180 gradi di distanza. Per le macchine a iniezione a rotazione verticale, i due stampi devono trovarsi sullo stesso asse.

Quali sono i requisiti per lo stampaggio a iniezione a due colori?

Requisiti dei materiali: i materiali impiegati nello stampaggio bicomponente devono soddisfare due condizioni fondamentali, ossia la compatibilità di adesione e la compatibilità di lavorazione.

Requisiti di processo: nella progettazione bicomponente con materiale morbido e rigido, i punti di fusione dei due materiali devono differire di una certa temperatura. Si consiglia generalmente una differenza di 60℃ e comunque non inferiore a 30℃.

Il punto di fusione del materiale del primo colpo è elevato. In genere, il primo colpo è PC o PC/ABS e il secondo colpo è TPU o TPE. Lo spessore del PC è di 0,6-0,7 mm, mentre il software è di 0,4 mm o più.

Cercare di aumentare l’area di contatto, creare scanalature, ecc. per aumentare l’adesione, oppure utilizzare il tiraggio dell’anima per la prima ripresa e iniettare parte del materiale nella prima ripresa nella seconda. La superficie dello stampo della prima ripresa è il più possibile ruvida.

Progettazione bicomponente trasparente e opaca: per una piccola lente, la prima iniezione utilizza il materiale opaco e la seconda quello della lente. Per la prima iniezione è preferibile usare PC con un punto di fusione elevato, mentre per la seconda si utilizza PMMA.

Stampaggio a doppia iniezione per decorazioni trasparenti e non trasparenti: la prima iniezione è per il materiale non trasparente e la seconda iniezione è per il materiale trasparente.

Per i materiali non trasparenti si utilizza comunemente il PC con un’elevata temperatura del materiale, mentre per i materiali trasparenti si utilizza il PMMA o il PC nella seconda iniezione. Il PC deve essere spruzzato con UV per la protezione, il PMMA può scegliere UV o rafforzare, se ci sono caratteri sulla superficie, UV deve essere selezionato.

Progettazione bicomponente rigido-morbido: i punti di fusione dei due materiali devono differire di una certa temperatura, generalmente 60℃ e comunque almeno 30℃. Il materiale della prima iniezione ha un punto di fusione più elevato: di norma è PC o PC/ABS, mentre il secondo è TPU o TPE. Lo spessore del PC è di 0,6-0,7 mm e quello del materiale morbido supera 0,4 mm.

Cercare di ampliare l’area di contatto, creare scanalature per aumentare l’adesione o utilizzare il tiraggio dell’anima per la prima ripresa e iniettare parte del materiale della seconda ripresa nella prima. La superficie dello stampo della prima ripresa deve essere il più possibile ruvida.

Requisiti dello stampo: in uno stampo bicomponente, due materie plastiche vengono iniettate sulla stessa pressa in due fasi, ma il prodotto viene espulso una sola volta. Questo processo, detto anche stampaggio a doppio materiale, utilizza normalmente un unico gruppo stampo e richiede una speciale pressa a iniezione bicomponente. In genere deve soddisfare i seguenti requisiti:

Le due forme dello stampo master devono essere diverse, formando rispettivamente un prodotto, mentre le due forme dello stampo maschio devono essere esattamente uguali; lo stampo anteriore e quello posteriore dello stampo devono combaciare dopo la rotazione di 180° intorno al centro.

Lo spessore totale del pannello frontale dello stampo più la piastra A non può essere inferiore a 170 mm. Lo spessore massimo dello stampo, lo spessore minimo dello stampo, la distanza dei fori KO, ecc. devono essere controllati attentamente; il canale di colata dello stampo a tre piastre deve essere preferibilmente progettato in modo da poter essere sformato automaticamente;

Quando si progetta lo stampo master per il secondo stampaggio a iniezione, per evitare che il secondo stampo master graffi la posizione della colla del primo prodotto stampato, è possibile progettare una parte dell’ermeticità.

Tuttavia, è necessario considerare attentamente la resistenza di ciascuna posizione di saldatura (ad esempio, durante lo stampaggio a iniezione, la plastica si deformerà sotto l’elevata pressione di iniezione, con la possibilità che una seconda iniezione presenti un bordo anteriore?

Quando si esegue lo stampaggio a due riprese, la prima ripresa può essere un po’ più grande in modo da poter essere premuta più strettamente con l’altra metà dello stampo per creare una tenuta; fare attenzione al flusso di plastica della seconda ripresa che potrebbe spingere la prima ripresa fuori forma; fare attenzione alla slitta anteriore dello stampo o alla piastra di spogliazione che schiaccia il pezzo prima che le piastre A e B si uniscano.

Cercare di ottenere linee d’acqua il più possibile uniformi e bilanciate nei due stampi femmina e nello stampo maschio; in 99% dei casi, si spara prima la parte in plastica dura del pezzo e poi la parte in plastica morbida, perché la plastica morbida si deforma facilmente.

Qual è il principio di funzionamento dello stampaggio a iniezione a due colori?

Messa a punto della pressa a iniezione: per prima cosa occorre regolare pressione e velocità di iniezione, tempo di mantenimento e temperatura in base ai requisiti del prodotto, quindi installare lo stampo bicomponente.

Preparazione dei materiali: predisporre granuli di plastica fusa di due colori diversi e introdurli nelle tramogge della pressa a iniezione.

Alimentazione e fusione: durante il funzionamento dell’alimentatore, i granuli plastici dei due colori vengono convogliati separatamente verso le viti della pressa a iniezione. Ruotando, le viti fanno fondere gradualmente i granuli ad alta temperatura.

Iniezione: quando i granuli plastici dei due colori sono completamente fusi, la vite della pressa avanza e inietta la plastica fusa nella cavità dello stampo.

Raffreddamento della plastica: nello stampo a iniezione, la plastica fusa inizia a raffreddarsi e solidificarsi. Se necessario, un circuito o un ugello di raffreddamento può accelerare il processo. Apertura dello stampo ed estrazione: quando la plastica è completamente fredda, lo stampo viene aperto e il prodotto finito viene estratto.

Qual è il processo di stampaggio a iniezione a due colori?

Il processo di stampaggio a iniezione a due colori si svolge generalmente in questo modo:

Preparazione dello stampo: realizzare uno stampo adatto al progetto del prodotto, dotato di due cavità di iniezione distinte per poter iniettare separatamente i due materiali.

Scelta dei materiali: scegliere due materiali adatti ai requisiti del prodotto e accertarsi che siano compatibili, così da evitare problemi durante lo stampaggio.

Nella macchina per lo stampaggio a iniezione, un materiale viene iniettato nella prima cavità e, dopo che si è raffreddato a una certa temperatura, il secondo materiale viene iniettato nell’altra cavità dello stampo. Questo processo richiede il controllo della pressione di iniezione, della temperatura e del tempo per garantire il flusso e lo stampaggio regolare del materiale.

Raffreddamento e sformatura: terminato lo stampaggio, raffreddare lo stampo alla temperatura appropriata prima di sformare il pezzo. Durante la sformatura, verificare che le zone di giunzione dei due materiali siano integre, senza delaminazioni o distacchi.

Quali sono i vantaggi della tecnologia di stampaggio a iniezione a due colori?

Elevata funzionalità: lo stampaggio a iniezione bicomponente consente di combinare materie plastiche con funzioni diverse per ottenere prodotti multifunzionali. Nell’elettronica, ad esempio, permette di unire plastiche conduttive e isolanti, assicurando nello stesso prodotto isolamento elettrico e conduzione.

Durabilità: lo stampaggio a iniezione bicomponente consente di attribuire proprietà diverse alle varie parti del prodotto, migliorandone la durata. Negli accessori per auto, ad esempio, permette di combinare plastiche rigide e gomme morbide, conferendo al prodotto sia una resistenza adeguata sia una buona elasticità.

Tutela dell’ambiente e risparmio energetico: la tecnologia di stampaggio a iniezione bicomponente realizza il pezzo in un solo ciclo, riducendo gli scarti di materiale e il consumo energetico durante la lavorazione. Inoltre, i prodotti realizzati con materiali ecocompatibili sono in linea con i principi di sviluppo sostenibile della società moderna.

Riduzione dei costi: lo stampaggio tradizionale richiede più fasi di produzione e assemblaggio, mentre quello bicomponente consente di fabbricare il prodotto in un unico ciclo, risparmiando sui costi di manodopera e attrezzature. Può inoltre ridurre la percentuale di scarti e i costi di produzione.

Maggiore efficienza: lo stampaggio bicomponente non solo permette di produrre articoli con colori e materiali diversi in un solo ciclo, ma riduce anche il numero di operazioni sulla linea e aumenta l’efficienza produttiva. Accorcia inoltre i tempi di produzione, consentendo di soddisfare più rapidamente le esigenze dei clienti.

Prodotti di qualità superiore: lo stampaggio bicomponente migliora precisione e uniformità, perché permette di inserire materiali diversi nello stesso stampo e di lavorarli alla medesima temperatura e pressione.

Nello stampaggio a iniezione ordinario, il materiale in resina flessibile e la gomma morbida vengono utilizzati come materiale fuso per riempire la cavità dello stampo e ottenere effetti di stampaggio di alta qualità.

Estetica migliore: lo stampaggio bicomponente permette di integrare nello stesso prodotto parti di colori e materiali diversi, rendendolo più gradevole e attraente. Consente inoltre di ottenere effetti particolari, come sfumature di colore e superfici lucide oppure opache.

Quali sono i settori di applicazione dello stampaggio a iniezione a due colori?

Industria automobilistica: lo stampaggio a iniezione bicomponente è ampiamente utilizzato per produrre componenti automobilistici, tra cui finiture, parti interne del cruscotto e maniglie delle portiere. La combinazione di colori e materiali diversi conferisce al prodotto un aspetto più curato e distintivo.

Industria elettronica: con la rapida crescita del mercato dell’elettronica e l’aumento della domanda di innovazione, lo stampaggio bicomponente si è diffuso anche nella produzione di componenti e involucri elettronici. Il design bicolore della scocca di un telefono cellulare, ad esempio, può migliorare sia l’effetto visivo sia l’esperienza d’uso.

Industria medicale: la produzione di dispositivi e apparecchiature mediche richiede anche componenti bicomponente stampati con precisione e qualità elevate, per soddisfare requisiti funzionali e norme igieniche.

Industria dell’imballaggio: per confezionare alcuni prodotti di fascia alta, si ricorre a materiali speciali e abbinamenti cromatici specifici, così da soddisfare le aspettative estetiche dei consumatori e valorizzare l’immagine del marchio.

Sintesi

Questo articolo fornisce una breve introduzione al processo di stampaggio a iniezione bicolore. Si tratta di un processo che consiste nell’iniettare due materie plastiche di colore o materiale diverso nello stesso stampo per formare parti in plastica belle e pratiche. Il processo comprende la preparazione dello stampo, la selezione del materiale, lo stampaggio a iniezione e lo stampaggio per raffreddamento.

I materiali impiegati nello stampaggio a iniezione bicomponente devono avere buona stabilità termica e fluidità. Questa tecnologia offre elevata funzionalità, durabilità, tutela ambientale, risparmio sui costi e maggiore efficienza produttiva. Trova largo impiego nei settori automobilistico, elettronico, medicale e dell’imballaggio, rispondendo alle diverse esigenze del mercato.

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