La tecnologia di iniezione assistita dall'acqua è una tecnologia avanzata di stampaggio a iniezione processo in cui una parte della massa fusa viene iniettata nella cavità dello stampo e poi l'acqua ad alta pressione viene iniettata nella massa fusa attraverso un'apparecchiatura per modellare infine il pezzo.

Grazie all'incomprimibilità dell'acqua, che forma un'interfaccia solida all'estremità anteriore dell'acqua, la parete interna del prodotto viene estrusa in una cavità e l'estremità anteriore dell'acqua svolge anche il ruolo di raffreddamento rapido.

Pertanto, il processo ad acqua presenta molti vantaggi che non possono essere paragonati a quelli del processo a gas. Studi e applicazioni hanno dimostrato che la tecnica ad acqua è in grado di generare pareti della cavità più sottili e uniformi e la superficie della parete interna del canale è molto liscia.

Soprattutto per i pezzi a parete spessa, il tempo di raffreddamento può essere significativamente ridotto con l'assistenza ad acqua rispetto a quella a gas.

Il principio dello stampaggio a iniezione assistito dall'acqua

Stampaggio a iniezione assistito dall'acqua è un'evoluzione della tecnologia di iniezione del gas in cui il gas che soffia via la fusione (di solito azoto) è sostituito dall'acqua.

La colata calda può fluire in un stampo a iniezione. Questo fa sì che la colata più spessa si raffreddi più lentamente perché isolata dalla parete esterna. Poiché il fronte di fusione interno si raffredda a una velocità diversa rispetto alla superficie esterna, si restringe e può tirare la superficie esterna, creando deformazioni e segni di sprofondamento. regolatore di temperatura dell'olio caldo.

Riducendo gli artefatti come i segni di affondamento, la deformazione e la forza di serraggio grazie all'uso di WIT, è possibile garantire il massimo utilizzo del materiale. Un sottoprodotto di un maggiore utilizzo del materiale è la riduzione del peso, perché meno materiale viene sprecato e meno artefatti indesiderati.

Sebbene entrambi i metodi possano essere utilizzati per realizzare parti in plastica con cavità funzionali, l'acqua assistita stampaggio a iniezione si è dimostrata la più adatta per la produzione economica di pezzi con grandi sezioni chiuse.

Stampaggio a iniezione assistito dall'acqua si presenta in forme diverse. Durante il soffiaggio, la cavità dello stampo viene parzialmente riempita con la massa fusa, quindi il gas si espande (soffia) fino a riempire la cavità.

Al contrario, in un processo di blow-out o di controflusso, la cavità viene riempita con la massa fusa e poi il nucleo fluido viene soffiato fuori nella cavità di overflow o soffiato indietro nel tubo del materiale.

Problemi tipici dello stampaggio a iniezione assistito dall'acqua

I difetti che possono verificarsi in un impianto ad acqua stampaggio a iniezione non sono finora apparsi in stampaggio a iniezione assistito da gas. Tutti i difetti possono essere compensati da una scelta adeguata dei parametri di lavorazione.

Di norma, è meglio puntare a una portata volumetrica elevata con una bassa pressione di iniezione, che può essere ottenuta riducendo al minimo la contropressione e ottenendo così un tempo di mantenimento dell'acqua sufficiente.

Per eliminare i vortici in prossimità dell'ugello di iniezione e le increspature nella parete, l'acqua deve essere iniettata a bassa pressione, per poi aumentare il più rapidamente possibile fino alla pressione di iniezione effettiva.

Quando la portata volumetrica dell'acqua è troppo bassa, si verifica un modellamento locale causato dal vapore. Se compaiono pori, la pressione dell'acqua aumenta lentamente fino al punto in cui il sottile strato superficiale già formato a bassa pressione può essere rotto dalla pressione dell'acqua.

Il processo di diffusione provoca la formazione di bolle d'acqua, mentre la porosità si verifica quando la massa fusa si solidifica a bassa pressione su entrambi i lati dello stampo e del fluido, e il materiale tra gli strati esterni del solido si accartoccia causando la formazione di vacuoli.

Per eliminare o ridurre la generazione di porosità, sono inoltre necessarie elevate portate durante la fase di iniezione e un'alta pressione dell'acqua durante la fase di mantenimento o raffreddamento. La lenta solidificazione del materiale può contrastare la formazione di porosità.

Le linee di media con biforcazioni rappresentano una sfida particolare. Se la biforcazione è anche soffiata via, il controllo delle cavità dello stampo di trabocco è stretto.

Soprattutto se si utilizza un materiale a presa rapida, uno strato sottile si solidificherà in modo indesiderato alla biforcazione e dovrà essere nuovamente strappato. Il risultato sono le crepe nello strato esterno.

Lo stampaggio a iniezione assistito dall'acqua si compone di cinque fasi

(1) Iniezione della massa fusa

(2) Iniezione di acqua e modifica del nucleo

(3) Mantenimento della pressione dell'acqua nella sezione di mantenimento della pressione (incluso il processo di lavaggio).

(4) Rilascio della pressione ed evacuazione dell'acqua

(5) Stampaggio

Caratteristiche dello stampaggio a iniezione assistito dall'acqua

A causa della necessità di una via d'acqua completamente formata, i parametri di processo sono più importanti nei processi assistiti dall'acqua. stampaggio a iniezione rispetto al gas assistito stampaggio a iniezione.

Sono stati determinati gli effetti di diversi parametri di lavorazione delle materie plastiche sulle lunghezze di penetrazione dell'acqua. È emerso che il tasso di ritiro e la viscosità dei materiali polimerici e le forme dei vuoti delle anime cave determinano principalmente le lunghezze di penetrazione dell'acqua nei prodotti stampati.

L'incomprimibilità dell'acqua garantisce un migliore controllo del processo, ma pone maggiori requisiti all'unità tecnologica di iniezione dell'acqua, che deve fornire continuamente la portata necessaria.

Un vantaggio dell'acqua rispetto al gas è nelle fasi di mantenimento e raffreddamento: le sue eccellenti proprietà di raffreddamento consentono di raffreddare internamente la massa fusa e di ridurre significativamente il tempo di raffreddamento. Grazie al migliore effetto di raffreddamento dell'acqua rispetto al gas, il tempo di raffreddamento e quindi il tempo di ciclo possono essere ridotti in modo significativo quando vengono lavorati pezzi con diametri maggiori.

L'evacuazione dell'acqua può essere ottenuta in diversi modi. Per i materiali con temperature di lavorazione elevate, come le poliammidi, è sufficiente la pressione del vapore. Anche la gravità svolge un ulteriore ruolo.

Un altro metodo consiste nell'iniettare gas compresso attraverso un'altra siringa, che fa uscire l'acqua e provoca un effetto di asciugatura. Indipendentemente dal metodo scelto, l'acqua che fuoriesce dalla parte in plastica rifluisce nel serbatoio attraverso l'iniettore. Per garantire una buona evacuazione, l'iniettore dell'acqua deve essere posizionato nel punto più basso dello stampo.

Confronto tra lo stampaggio a iniezione assistito da acqua e da gas

Sebbene i principi dell'assistenza idrica stampaggio a iniezione e lo stampaggio a iniezione assistito da gas sono gli stessi, la maggior parte degli osservatori ritiene che l'assistenza ad acqua non sostituirà l'assistenza a gas e che il processo da adottare dipende dall'applicazione e dallo stampo.

Assistito dall'acqua stampaggio a iniezione è lo stesso del processo assistito da gas. La tecnologia di iniezione ad acqua inizia con una breve sezione di resina fusa iniettata nella cavità dello stampo, seguita dall'iniezione di acqua, che spreme la resina fusa per modellare il pezzo.

In alcune applicazioni, il gas compresso viene utilizzato per spremere l'acqua dal canale di scorrimento per disumidificare completamente i componenti strutturali.

Studi e applicazioni hanno dimostrato che l'assistenza idrica produce pareti della cavità più sottili e uniformi, con conseguente risparmio di materiale. Inoltre, gli ugelli per l'iniezione di acqua sono in genere più grandi di quelli per il gas, lo stampaggio assistito dall'acqua produce corridori più grandi con pareti più lisce rispetto allo stampaggio assistito da gas.

Il principale vantaggio dello stampaggio assistito da acqua rispetto allo stampaggio assistito da gas con azoto è la rapida efficienza di raffreddamento dell'acqua. La conducibilità termica dell'acqua è 40 volte superiore a quella dell'azoto e la capacità termica dell'acqua è 4 volte superiore a quella del gas. Per i pezzi a parete spessa, il raffreddamento assistito da acqua può ridurre il tempo di raffreddamento di 30-70% rispetto a quello assistito da gas.

La differenza principale tra gas e acqua è che il gas può essere compresso, mentre l'acqua no. La maggiore viscosità e l'incomprimibilità dell'acqua fanno sì che l'estremità anteriore dell'acqua formi un'interfaccia solida, che agisce come un martello compressore per scavare il pezzo. L'estremità anteriore dell'acqua svolge anche il ruolo di raffreddare la massa fusa riempita nella cavità dello stampo.

I vantaggi di stampaggio a iniezione assistito dall'acqua rispetto a stampaggio a iniezione assistito da gas:

(1) Riduzione significativa del tempo di raffreddamento del pezzo da lavorare

(2) È possibile ottenere sezioni trasversali del pezzo più grandi.

(3) Parete interna liscia

(4) Minore deformazione del pezzo grazie al raffreddamento uniforme

(5) Sezione trasversale uniforme della parete

(6) Costo inferiore e facile accesso all'acqua come mezzo di pressione.

Potenziali svantaggi di stampaggio a iniezione assistito dall'acqua:

(1) Problema di perdita d'acqua

(2) Il pezzo da lavorare deve essere disidratato

(3) Macchina ad iniezione d'acqua di grandi dimensioni

(4) Non adatto a tutti i pezzi

Materiali per lo stampaggio assistito dall'acqua

I maggiori progressi sono stati compiuti nella sostituzione dei tubi e delle parti metalliche utilizzate per il trasferimento dei fluidi nel vano motore delle automobili con materiali di tipo poliammidico (nylon).

Questi materiali speciali sono stati modificati per ottenere un tasso di cristallizzazione più lento ed evitare l'indurimento prematuro e la perforazione (o pelucchi). I nuovi materiali poliammidici sono del tipo poliammide-6 o poliammide-6/6 e contengono principalmente fibre di vetro o cariche minerali di fibra di vetro.

I materiali a base di poliammide-6/6 presentano una migliore resistenza alla corrosione dei refrigeranti glicolici. Alcuni trasformatori utilizzano il polipropilene nei processi assistiti dall'acqua, mentre altri stanno valutando i copolimeri acrilonitrile-butadiene-stirene non caricati (ABS), l'acetale e il polibutilene tereftalato (PBT) come materiali di base per applicazioni correlate.

Sviluppo e prospettive di applicazione dello stampaggio assistito dall'acqua

Assistito dall'acqua stampaggio a iniezione La tecnologia di iniezione di acqua e aria si sta sviluppando rapidamente e gli ugelli sono stati migliorati per migliorare le prestazioni di tenuta e ridurre le perdite della pompa dell'acqua. Gli ugelli utilizzati per l'iniezione di acqua e aria possono essere utilizzati anche come uscita per l'accumulo di acqua nella cavità del pezzo.

La nuova forma del contenitore di alimentazione dell'acqua è più ottimizzata per migliorare le prestazioni di pressione, capacità e controllo dei tempi del processo di centratura.

Assistito dall'acqua stampaggio a iniezione è stata sviluppata principalmente in Europa, il che significa che l'applicazione commerciale di questa tecnologia è più avanzata in Europa che in Nord America o in Asia. Le sue applicazioni riguardano parti di automobili, parti di consumo e parti industriali.

Il processo WIT è ideale per la maggior parte delle parti cave o parzialmente cave, come tubi dell'acqua e maniglie delle porte. Le applicazioni tipiche del WIT includono maniglie, telai superiori, coperchi a bilanciere, blocchi di porte, spatole, staffe, sedie e mobili per ufficio. Alcuni di questi componenti tubolari venivano prodotti in passato utilizzando stampaggio assistito da gas ma la tecnologia ad acqua è più adatta.