Introduzione: il punto di iniezione è una sezione critica del sistema di colata. A eccezione del canale di colata principale, nella maggior parte dei casi il punto di iniezione laterale costituisce la sezione più piccola del sistema e la sua area equivale generalmente solo al 3%-9% di quella del collettore.
Per un fuso plastico che segue la legge del flusso newtoniano, una grande sezione del punto di iniezione riduce la resistenza al flusso e aumenta la portata del fuso, poiché la viscosità non dipende dalla velocità di taglio; ciò favorisce il riempimento dello stampo e la qualità dello stampaggio a iniezione.
Per la maggior parte dei fusi plastici che non seguono la legge di flusso newtoniana, l’uso di una sezione trasversale ridotta del gate spesso tende ad aumentare il tasso di taglio del fuso, il quale, a causa del calore di taglio, porterà a una significativa diminuzione della viscosità apparente del fuso, ma potrebbe essere più favorevole al riempimento dello stampo rispetto a un gate di stampaggio a iniezione con grande sezione trasversale.
Per quanto riguarda la caduta di pressione causata dall’aumento della resistenza al flusso quando si utilizzano porte a tunnel di piccole dimensioni, essa può essere compensata aumentando la pressione di iniezione entro un certo intervallo.
In generale, quando si utilizzano porte di piccole dimensioni per lo stampaggio a iniezione, esse presentano i seguenti vantaggi.
1. La grande differenza di pressione tra l’estremità anteriore e quella posteriore del piccolo cancello può aumentare efficacemente la velocità di taglio della massa fusa e produrre un maggiore calore di taglio, che porta a una diminuzione della viscosità apparente della massa fusa e a un aumento della fluidità, favorendo il riempimento dello stampo.
Questa caratteristica delle porte piccole è di grande utilità per i prodotti a parete sottile o con disegni fini, nonché per le materie plastiche come il polietilene (PE), il polipropilene (PP), il polistirene (PS), ecc. la cui viscosità è sensibile alla velocità di taglio.
2. Nel processo di stampaggio a iniezione, la fase di mantenimento della pressione e compensazione del ritiro prosegue generalmente finché il fuso non solidifica nel punto di iniezione; in caso contrario, il fuso nella cavità dello stampo rifluisce verso l’esterno.
Se la dimensione della porta è maggiore, la pressione di mantenimento e il tempo di contrazione saranno più lunghi, per cui l’orientamento e la deformazione del flusso delle macromolecole possono aumentare, causando grandi tensioni da contrazione nel prodotto, soprattutto in prossimità della porta, e portando alla deformazione del prodotto alla fine.
Se si utilizza un piccolo gate, è possibile regolare il volume del piccolo gate attraverso prove di stampaggio a iniezione o riparazioni dello stampo, in modo che il fuso al gate possa congelarsi al momento giusto durante il processo di mantenimento della pressione, controllando così adeguatamente il tempo di ritiro ed evitando il fenomeno sopra descritto.
3. A causa del piccolo volume del piccolo gate e del rapido congelamento, è possibile produrre alcuni prodotti senza attendere la completa solidificazione interna dei prodotti dopo il congelamento del piccolo gate, purché lo strato di solidificazione esterno abbia sufficiente resistenza e rigidità, i prodotti possono essere estratti, riducendo così il ciclo di stampaggio a iniezione e migliorando l’efficienza produttiva.
4. In un sistema di colata non in equilibrio con cavità multiple, se si utilizza un cancello di piccole dimensioni, la resistenza del cancello al flusso del materiale fuso plastico sarà molto più alta di quella del materiale fuso nel collettore, per cui è possibile che ogni cavità possa essere alimentata e riempita all’incirca nello stesso momento, dopo che il materiale fuso ha riempito il collettore e accumulato una pressione sufficiente.
Pertanto, piccole porte per bordi in più cavità possono bilanciare la velocità di avanzamento di ciascuna cavità e contribuire all’equilibrio del sistema di colata.
5. Se si utilizza un grande gate per prodotti di stampaggio a iniezione, in caso di alta qualità superficiale, sono necessari strumenti appropriati o macchine utensili per stampaggio a iniezione per post-processare i prodotti per rimuovere le cicatrici del gate, specialmente quando il gate è troppo grande, il condensato del gate deve essere rimosso mediante segatura o taglio. Tuttavia, questo problema può essere evitato quando si utilizzano piccoli gate.
Ad esempio, i piccoli gate possono essere rimossi rapidamente a mano o automaticamente tramite una struttura speciale dello stampo per iniezione durante l’estrazione. Inoltre, la cicatrice dopo la rimozione del piccolo gate è piccola, e di solito non è necessario o è necessaria solo una piccola quantità di lavoro di rifinitura e lucidatura.
Conclusione
Pertanto, l’uso di piccole porte non solo facilita il distacco della condensa del sistema di colata dai prodotti, ma facilita anche la rifilatura del prodotto.
Va tuttavia osservato che, nonostante tutti i vantaggi indicati, un punto di iniezione piccolo può opporre una forte resistenza al flusso e prolungare il tempo di riempimento dello stampo a iniezione.
Pertanto, alcune viscosità elevate o tassi di taglio sulla viscosità apparente del materiale plastico fuso (come il policarbonato e il polisolfone, ecc.), non sono adatte all’uso dello stampaggio di piccole porte.
Inoltre, quando si esegue lo stampaggio a iniezione di prodotti di grandi dimensioni, occorre aumentare in proporzione l’area della sezione del punto di iniezione; talvolta anche la sua altezza deve avvicinarsi allo spessore massimo del prodotto per migliorare la fluidità del fuso.
Oltre ai casi sopra descritti, per i prodotti con spessore della parete e tasso di ritiro maggiori, è generalmente richiesto un tempo di ritiro sufficiente; in questo caso, quindi, la sezione trasversale di progetto della porta non deve essere progettata troppo piccola.
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