Lo stampaggio a iniezione di precisione è una tecnica di produzione fondamentale per la produzione di pezzi di alta qualità con tolleranze ristrette, comunemente utilizzati in settori come quello automobilistico, elettronico e dei dispositivi medici.

Lo stampaggio a iniezione di precisione produce pezzi con elevata accuratezza e ripetibilità, rendendolo ideale per progetti complessi. Questo metodo garantisce uno spreco minimo di materiale e tempi di ciclo rapidi, migliorando l'efficienza produttiva e la coerenza del prodotto.

Per comprendere appieno i vantaggi dello stampaggio a iniezione di precisione, è importante esplorare il modo in cui la progettazione e le scelte dei materiali di questo metodo influiscono sulla qualità della produzione e sull'efficienza dei costi.

Qual è la definizione di stampaggio a iniezione di precisione?

Lo stampaggio a iniezione di precisione garantisce una produzione di alta precisione di pezzi complessi con tolleranze ristrette. È essenziale nei settori in cui i dettagli e la coerenza sono fondamentali, come quello automobilistico, aerospaziale e medicale.

Lo stampaggio a iniezione di precisione utilizza stampi e processi specializzati per creare pezzi con tolleranze strette e dettagli elevati. È essenziale per i settori che richiedono precisione, come quello automobilistico e della produzione di dispositivi medici, per garantire la coerenza e la qualità dei pezzi.

Lo stampaggio a iniezione di precisione, in senso stretto, si riferisce a un metodo di produzione di stampaggio a iniezione in cui l'accuratezza dimensionale dei prodotti in plastica fabbricati dalle apparecchiature di stampaggio a iniezione può raggiungere meno di 0,01 mm, di solito con dimensioni comprese tra 0,01 e 0,001 mm.

Quali sono le caratteristiche del processo di stampaggio a iniezione di precisione?

Lo stampaggio a iniezione di precisione garantisce tolleranze strette, design intricati e finiture superficiali di qualità superiore. È ampiamente utilizzato per la produzione di componenti di alta qualità in settori come quello automobilistico, elettronico e dei dispositivi medici.

Lo stampaggio a iniezione di precisione è noto per la produzione di pezzi di alta precisione con dimensioni costanti. Il processo prevede un controllo accurato della temperatura e della pressione, riducendo i difetti e migliorando la resistenza dei pezzi e la qualità della superficie.

Alta pressione di iniezione

Gli esperimenti hanno dimostrato che per diversi tipi, forme e dimensioni di materie plastiche, la pressione richiesta per lo stampaggio a iniezione di precisione dovrebbe essere di 180-250MPa (la pressione di iniezione utilizzata per lo stampaggio a iniezione ordinario è generalmente di 40-200MPa) e, in alcuni casi speciali, sono richiesti requisiti più elevati. La più alta ha raggiunto circa 450MPa.

Velocità di iniezione rapida

La dimensione delvelocità di iniezione¹ non solo influisce sulla produttività del prodotto, ma può anche ridurre la tolleranza dimensionale del prodotto.

Per rendere più precisi i pezzi stampati a iniezione, soprattutto per lo stampaggio di prodotti di forma complessa, negli ultimi anni è stata sviluppata l'iniezione a velocità variabile. Ciò significa che la velocità di iniezione può cambiare e il modo in cui cambia dipende dalla forma del pezzo e dalle prestazioni della plastica.

Il controllo della temperatura deve essere accurato

La temperatura ha un grande effetto sulla qualità del prodotto durante lo stampaggio. È uno dei tre fattori principali da tenere in considerazione nello stampaggio a iniezione.

Quando si effettua uno stampaggio a iniezione di precisione, non ci si deve preoccupare solo della temperatura, ma anche dell'accuratezza con cui è possibile controllarla. Quando si effettua uno stampaggio a iniezione di precisione, se non si controlla accuratamente la temperatura, la fluidità della plastica fusa, le prestazioni di stampaggio e il ritiro del prodotto non saranno stabili.

Non è quindi possibile garantire l'accuratezza del prodotto. Da questo punto di vista, quando si utilizza lo stampaggio a iniezione di precisione, sia che si tratti del cilindro e dell'ugello, sia che si tratti della stampo a iniezione²è necessario controllare rigorosamente l'intervallo di temperatura.

Ad esempio, quando si effettua lo stampaggio a iniezione di precisione, si utilizza un controllore PID per la temperatura del cilindro e dell'ugello e si controlla l'intervallo di fluttuazione della temperatura entro 1 grado Celsius; nelle normali macchine per lo stampaggio a iniezione, la temperatura in questa posizione può raggiungere i 20°C e i 300°C.

Quando si produce uno stampaggio a iniezione di precisione, per garantire l'accuratezza del prodotto, oltre a controllare rigorosamente la temperatura del cilindro, dell'ugello e dello stampo, è necessario prestare attenzione anche all'influenza della temperatura ambiente sull'accuratezza del prodotto dopo lo stampaggio.

Quali sono i principi di selezione dei materiali per lo stampaggio a iniezione di precisione?

Selezione del materiale³ per lo stampaggio a iniezione di precisione è fondamentale per garantire la qualità, la durata e l'efficienza dei prodotti. Si tratta di considerare fattori quali le proprietà dei materiali, i costi e i requisiti di lavorazione.

I principi chiave della selezione dei materiali includono la valutazione della loro forza, della resistenza al calore e della compatibilità chimica con il processo di stampaggio. Vengono comunemente utilizzati materiali come i termoplastici e i termoindurenti, ognuno dei quali offre vantaggi specifici per i pezzi di precisione.

Forte, stabile, non si piega e può essere utilizzato ovunque. I materiali comunemente utilizzati sono quattro:

POM con l'aggiunta di fibra di carbonio (CF) o di fibra di vetro (GF); questo materiale è resistente, non si stanca, può essere utilizzato all'esterno, non conduce elettricità, non prende fuoco e si stacca facilmente dallo stampo quando si inseriscono oggetti scivolosi.

La PA e la PA66 rinforzata con fibra di vetro hanno le seguenti caratteristiche: forte resistenza agli urti e all'usura, buone prestazioni di fluidità e possono essere stampate in prodotti con uno spessore di parete di 0,4 mm. La PA66 rinforzata con fibra di vetro è resistente al calore (punto di fusione 250℃), ma ha lo svantaggio di essere igroscopica e di dover essere umidificata dopo lo stampaggio.

Il poliestere rinforzato con PBT ha un tempo di stampaggio ridotto. Il confronto dei tempi di stampaggio è il seguente:

PBT≤POM≈PA66≤PA6.

Caratteristiche di PC e GFPC: buona resistenza all'usura, migliore rigidità dopo il rinforzo, buona stabilità dimensionale, resistenza agli agenti atmosferici, resistenza alla fiamma e buona lavorabilità nello stampaggio.

Quali sono i principali fattori che influenzano lo stampaggio a iniezione di precisione?

Lo stampaggio a iniezione di precisione è influenzato da vari fattori, quali le proprietà dei materiali, la progettazione dello stampo, le condizioni di lavorazione e le capacità della macchina, che influiscono sulla precisione dei pezzi e sull'efficienza della produzione.

I fattori chiave dello stampaggio a iniezione di precisione comprendono la scelta del materiale, la progettazione dello stampo, la pressione di iniezione, il controllo della temperatura e il tempo di ciclo. Queste variabili garantiscono l'accuratezza dimensionale e l'alta qualità dei prodotti finali, soprattutto in settori come l'automotive, l'elettronica e i dispositivi medici.

Per realizzare prodotti in plastica di precisione, sono necessari cinque elementi: il materiale giusto, un buon stampo, un buon processo di stampaggio a iniezione di plastica, buone persone e una buona macchina. I pezzi in plastica di precisione devono avere le dimensioni, la forma e la superficie giuste.

Si chiamano precisione dimensionale, precisione di forma e posizione e precisione di superficie. Si misurano con la tolleranza dimensionale, la tolleranza di forma e posizione e la rugosità superficiale. La precisione dimensionale è l'aspetto più importante per i pezzi in plastica. I principali fattori che rendono i pezzi di dimensioni sbagliate sono.

Le caratteristiche di ritiro dei materiali di stampaggio, utilizzando materie plastiche ad alta stabilità dimensionale

Restringimento della plastica ⁴ è una delle proprietà intrinseche delle materie plastiche. È molto importante per la stabilità dimensionale e la precisione delle parti in plastica. Il ritiro plastico comprende la riflessione completa del ritiro termico, del recupero elastico, della deformazione plastica, del post-ritiro e del ritiro per invecchiamento delle materie plastiche.

È la variazione del ritiro lineare e del ritiro volumetrico causata da fattori ambientali durante il processo di stampaggio e l'uso, ed è solitamente espressa dai valori caratteristici del ritiro.

Accuratezza nella progettazione e nella lavorazione degli stampi

• Materiali per stampi di precisione:I materiali per la realizzazione di cavità e guide devono essere sottoposti a un rigoroso trattamento termico. Scegliere acciai legati con elevata resistenza meccanica o elevata durezza (le parti stampate devono raggiungere circa HRC52), buona resistenza all'usura e forte resistenza alla corrosione.

• Lavorabilità e rigidità:Quando si progetta la struttura dello stampo, non creare troppe cavità. La piastra di fondo, la piastra di supporto e la parete della cavità devono essere più spesse, in modo che i pezzi non si pieghino quando si scaldano e vengono schiacciati.

• Proprietà di sformatura del prodotto:Lo stampo deve cercare di adottare un minor numero di cavità, una guida piccola e corta e una finitura più elevata rispetto agli stampi ordinari, che favorisca lo stampaggio.

• La precisione delle parti in plastica:Dipende principalmente dall'accuratezza delle dimensioni della cavità dello stampo, dall'accuratezza della posizione della cavità e dall'accuratezza della superficie di separazione. I criteri di giudizio sono la facilità di lavorazione del design della parte in plastica, la buona prestazione di riempimento della porta dello stampo, la capacità del sistema di raffreddamento dello stampo di raffreddare uniformemente lo stampo, ecc. La tolleranza dimensionale degli stampi a iniezione di precisione generale deve essere controllata al di sotto di 1/3 della tolleranza dimensionale del prodotto.

La temperatura, l'umidità e l'ampiezza del creep dimensionale dell'ambiente di utilizzo del prodotto

Il prodotto deve essere in grado di mantenere la sua forma quando viene spinto o quando la temperatura cambia.

Attrezzatura per lo stampaggio a iniezione - Sostituire le macchine per lo stampaggio a iniezione di precisione con le macchine per lo stampaggio a iniezione di precisione

Le macchine per lo stampaggio di precisione sono macchine a iniezione con controllo ad anello chiuso. Normalmente, il pressione di iniezione⁵ e la velocità di iniezione delle presse a iniezione sono controllate ad anello chiuso.

Il cosiddetto controllo ad anello chiuso, chiamato anche controllo di retroazione, significa che il segnale di uscita del sistema di controllo viene rilevato dall'elemento di rilevamento del sistema di controllo e quindi il segnale di rilevamento viene trasmesso al controllore.

Il controllore calcola il segnale di rilevamento per ottenere un segnale di uscita coerente con il segnale di uscita richiesto dal sistema, in modo che il segnale di uscita sia più vicino al valore previsto e la deviazione di uscita del sistema sia ridotta al minimo.

In parole povere, il controllo ad anello chiuso è una regolazione automatica che consente di avvicinarsi a ciò che si desidera. Le macchine di precisione per lo stampaggio a iniezione sono diventate molto più brave a produrre sempre la stessa cosa perché utilizzano il controllo ad anello chiuso per l'iniezione.

Per ottenere un controllo ad anello chiuso della macchina di stampaggio a iniezione, le macchine di stampaggio a iniezione idrauliche devono utilizzare servovalvole per ottenere un controllo ad anello chiuso della pressione e del flusso del sistema idraulico.

Oltre all'utilizzo di servovalvole, gli stampi a iniezione di ultra-precisione utilizzano anche schede di servocontrollo. Le schede di servocontrollo lavorano con sistemi di controllo computerizzati per migliorare ulteriormente la precisione ripetitiva della pressione e del flusso in uscita dal sistema idraulico e ottenere uno stampaggio a iniezione ultrapreciso.

Le presse a iniezione completamente elettriche sono di gran lunga migliori di quelle idrauliche quando si tratta di ottenere un controllo completo dell'iniezione ad anello chiuso.

Il controllore di movimento computerizzato della pressa a iniezione completamente elettrica controlla e aziona il servomotore, quindi esegue operazioni logiche sul segnale di feedback del sensore attraverso il controllore logico per ottenere un controllo completo ad anello chiuso dell'azione di stampaggio a iniezione, tra cui l'iniezione, la plastificazione, l'apertura e la chiusura dello stampo e l'azione di espulsione.

Il controllo della posizione può raggiungere 0,01 mm, la precisione dimensionale del pezzo è più elevata e la stabilità e la precisione ripetitiva della macchina sono molto più elevate.

Utilizzo della tecnologia di stampaggio di precisione

Lo stampaggio di precisione è un processo che viene eseguito principalmente su macchine di stampaggio a iniezione di precisione. Utilizza principalmente lo stampaggio a iniezione multistadio e controlla accuratamente la temperatura dello stampo.

Stampaggio a iniezione multistadio⁶ significa che quando la vite spinge la massa fusa nello stampo durante il processo di iniezione, controlla i parametri di processo come le diverse velocità di iniezione e le diverse pressioni di iniezione in diverse posizioni.

Il programma di controllo dell'iniezione multistadio può impostare la pressione di iniezione multistadio, la velocità di iniezione, la pressione di mantenimento e il metodo di fusione in base alla struttura del canale, alla forma del gate e alla struttura del pezzo stampato. Ciò contribuisce a migliorare la plastificazione, la qualità del prodotto, il tasso di difetti e la durata dello stampo/della macchina.

Lo stampaggio a iniezione in più fasi sarà impostato in base alla struttura del prodotto, alla posizione del difetto e alle dimensioni della vite della macchina per lo stampaggio a iniezione, oltre a coinvolgere molte competenze in loco. Per motivi di spazio, la questione sarà trattata in un altro articolo e non sarà discussa in dettaglio in questa sede.

Quali sono i problemi di ritiro dello stampaggio a iniezione di precisione?

Il ritiro durante lo stampaggio a iniezione di precisione può influire sulla qualità e sull'accuratezza dimensionale dei pezzi stampati. Affrontare questo problema è essenziale per ottenere risultati ottimali.

Il ritiro nello stampaggio a iniezione si verifica quando il materiale si raffredda e si contrae. Ciò comporta imprecisioni dimensionali e difetti superficiali. Fattori quali la scelta del materiale, la progettazione dello stampo e le velocità di raffreddamento influiscono sui livelli di ritiro e sulla consistenza dei pezzi.

Il restringimento è dovuto a quattro fattori: il restringimento termico, il restringimento da cambiamento di fase, il restringimento da orientamento e il restringimento da compressione.

Restringimento termico

Il ritiro termico è una proprietà naturale dei materiali di stampaggio e degli stampi. Quando la temperatura dello stampo è elevata, anche la temperatura del prodotto è elevata e il tasso di ritiro effettivo aumenta. Pertanto, la temperatura dello stampo per l'iniezione di precisione non deve essere troppo elevata.

Restringimento a cambiamento di fase

Il ritiro per cambiamento di fase si verifica quando i polimeri cristallizzano e si riducono di volume durante il processo di orientamento delle resine cristalline. Si tratta del cosiddetto ritiro da cambiamento di fase. Più lo stampo è caldo, più la resina è cristallina e più si restringe.

Ma più la resina è cristallina, più il prodotto è denso, meno si espande e meno si ritira. Quindi, il ritiro effettivo è una combinazione dei due fattori.

Orientamento Restringimento

Quando le molecole sono allungate nella direzione del flusso, tendono ad arricciarsi e a ritirarsi quando si raffreddano, causando un restringimento nella direzione dell'orientamento. Il grado di orientamento delle molecole è legato alla pressione di iniezione, alla velocità di iniezione, alla temperatura della resina e alla temperatura dello stampo. Ma il fattore principale è la velocità di iniezione.

Ritiro per compressione e ripristino elastico

La plastica può essere compressa e allungata. Ciò significa che il volume della plastica cambia molto quando la si comprime. A temperatura ambiente, se si comprime la plastica, questa diventa più piccola, più densa, si espande meno e si restringe molto meno.

La plastica può anche ritrarsi, riducendo così il ritiro. Il ritiro del prodotto plastico è influenzato dalle condizioni di stampaggio e dalle condizioni di lavorazione.

Capire le cause del ritiro e come controllarlo è fondamentale per migliorare il processo di stampaggio. Approfondite le strategie che possono ridurre al minimo il ritiro e migliorare la precisione.

Quali sono i vantaggi dello stampaggio a iniezione di precisione?

Lo stampaggio a iniezione di precisione offre una precisione e una consistenza eccezionali, che lo rendono ideale per la produzione di pezzi complessi e di alta qualità in settori come quello automobilistico, medico ed elettronico.

Lo stampaggio a iniezione di precisione garantisce tolleranze ristrette, riducendo gli scarti e migliorando le prestazioni dei pezzi. È ampiamente utilizzato per produrre componenti intricati con standard di alta qualità. I vantaggi includono un'accuratezza superiore, una riduzione degli scarti di materiale e una maggiore efficienza.

Alta precisione e coerenza

La tecnologia dello stampaggio a iniezione di precisione è in grado di produrre prodotti in plastica con forme complesse e dimensioni precise, parti metalliche di alta precisione che garantiscono un'elevata coerenza e stabilità. Non importa se state producendo piccoli pezzi o grandi componenti, potete contare sulla qualità e sulla precisione dei vostri prodotti.

Alta efficienza e velocità di produzione

Rispetto ai metodi di produzione tradizionali, la tecnologia dello stampaggio a iniezione di precisione ha una maggiore efficienza e velocità di produzione. Grazie all'utilizzo di attrezzature automatizzate e alla produzione in catena di montaggio, possiamo migliorare notevolmente l'efficienza produttiva, abbreviare i cicli di produzione e ridurre i costi di produzione.

Risparmiare materie prime e risorse

La tecnologia dello stampaggio a iniezione di precisione può aiutarvi a sfruttare al meglio le materie prime, a ridurre gli sprechi e a risparmiare risorse. Controllando il processo di stampaggio a iniezione e progettando lo stampo nel modo giusto, è possibile ridurre gli sprechi, risparmiare denaro e soddisfare le esigenze di uno sviluppo sostenibile.

Applicabile a una varietà di materiali e settori

È possibile utilizzare la tecnologia dello stampaggio a iniezione di precisione per lavorare diversi materiali plastici. È adatta a molti settori, come l'elettronica, le automobili, i dispositivi medici, i mobili e così via. Sia che vogliate realizzare un piccolo lotto di prodotti personalizzati o una produzione di massa su larga scala, è in grado di soddisfare le vostre esigenze.

Produzione e controllo qualità automatizzati

La tecnologia di stampaggio a iniezione di precisione consente di automatizzare completamente la produzione e il controllo della qualità, riducendo le operazioni manuali e gli errori umani. Utilizzando sensori e sistemi di monitoraggio per tenere sotto controllo il processo di stampaggio a iniezione in tempo reale, è possibile regolare tempestivamente i parametri per garantire la qualità e la coerenza del prodotto.

Protezione dell'ambiente e sviluppo sostenibile

La tecnologia dello stampaggio a iniezione di precisione utilizza come materie prime i materiali termoplastici, che sono riciclabili e riutilizzabili. Riciclando le materie prime e conservando le risorse, è possibile ridurre l'impatto sull'ambiente, soddisfacendo i requisiti di protezione ambientale e sviluppo sostenibile.

Conclusione

In generale, la tecnologia dello stampaggio a iniezione di precisione ha i vantaggi di essere super precisa, super efficiente, di risparmiare risorse e di essere utilizzata in molti campi, il che la rende la scelta migliore per l'industria manifatturiera.

Con l'avanzare della scienza e della tecnologia e con il continuo miglioramento di quest'ultima, la tecnologia dello stampaggio a iniezione di precisione sarà sempre più utilizzata in vari settori, promuovendo lo sviluppo e l'innovazione dell'industria manifatturiera.