Le macchine per lo stampaggio a iniezione possono creare stampi filettati, un processo comunemente utilizzato per la produzione di pezzi con filettature interne o esterne in settori come quello automobilistico, dei beni di consumo e dei dispositivi medici.

Le macchine per lo stampaggio a iniezione possono stampare stampi filettati. Per formare le filettature durante il processo di iniezione si utilizzano stampi speciali con inserti o perni d'anima. Questo metodo è efficiente e garantisce un'elevata precisione dei pezzi filettati.

Sebbene sia possibile stampare parti filettate nello stampaggio a iniezione, la scelta del giusto design dello stampo e del materiale è fondamentale per ottenere filettature precise e funzionali. Approfondite le modalità di creazione e ottimizzazione degli stampi filettati per la produzione.

Che cos'è la tecnologia di stampaggio a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione è un processo produttivo utilizzato per produrre parti in plastica in grandi volumi con precisione, efficienza e ripetibilità. È essenziale in settori come quello automobilistico, medico e dei beni di consumo.

La tecnologia di stampaggio a iniezione prevede l'iniezione di plastica fusa in uno stampo per creare pezzi precisi. Offre un'elevata efficienza, bassi scarti ed è ampiamente utilizzata nella produzione di automobili, elettronica e dispositivi medici.

Lo stampaggio a iniezione avviene iniettando materiale plastico fuso in stampi. Seguono il raffreddamento e la solidificazione, prima che i prodotti plastici finiti possano essere rilasciati dallo stampo. Il processo prevede il riscaldamento delle materie plastiche, la plastificazione, l'iniezione di materie plastiche fuse negli stampi a iniezione, l'applicazione di una pressione, il raffreddamento degli articoli stampati e il successivo rilascio dallo stampo. Il processo di stampaggio a iniezione presenta i vantaggi di cicli di stampaggio brevi, elevata efficienza produttiva e qualità stabile del prodotto, che lo rendono oggi uno dei processi di stampaggio della plastica più utilizzati.

Processo di stampaggio a iniezione

Il processo di stampaggio a iniezione comprende principalmente le seguenti fasi

• Riscaldamento della plastica: La materia prima plastica viene fusa con l'aiuto di un dispositivo di riscaldamento per ottenere la materia prima plastica fusa. Normalmente, molte macchine per lo stampaggio a iniezione possiedono viti o pistoni che spingono il materiale plastico in avanti e allo stesso tempo lo riscaldano.

• Plastificazione: Durante il riscaldamento, il materiale plastico viene plastificato dall'azione della vite o dello stantuffo fino a raggiungere la viscosità e il flusso necessari per l'iniezione.

• Iniezione: Il materiale plastico plastificato circola attraverso la coclea e viene spinto all'interno del cavità dello stampo¹ dalla pressione idraulica. Quando si inietta materiale plastico, il materiale fuso riempie lo stampo e vi forma la forma desiderata.

• Pressione di mantenimento: Una volta completata l'iniezione, viene mantenuta una certa pressione per far fronte alla riduzione del volume del materiale durante il raffreddamento, in modo da ottenere un prodotto di dimensioni e finitura superficiale adeguate.

• Raffreddamento: Il materiale plastico nello stampo si è quindi raffreddato e solidificato fino a diventare il prodotto finale. Il tempo di raffreddamento² è direttamente proporzionale alle caratteristiche del materiale plastico e allo spessore del manufatto.

• Demolding: Infine, lo stampo a iniezione di plastica viene solitamente aperto una volta che il prodotto si è raffreddato alla temperatura desiderata, dopodiché il prodotto plastico formato viene rilasciato.

Che cos'è uno stampo filettato?

Gli stampi filettati sono utilizzati nello stampaggio a iniezione per creare pezzi con filettature interne o esterne, come bulloni e dadi, garantendo un accoppiamento e un funzionamento precisi.

Uno stampo filettato è progettato per formare pezzi con filettature, interne o esterne. È dotato di inserti o meccanismi di filettatura incorporati per creare componenti che richiedono accoppiamenti stretti, come viti o dadi, durante il processo di stampaggio a iniezione.

Punti chiave della progettazione degli stampi per filettatura

I punti chiave della progettazione degli stampi filettati includono

• Geometria della filettatura: In primo luogo è necessario definire il tipo di filettatura, interna o esterna, il passo, l'angolo, la profondità della filettatura e così via. La geometria del tipo di filettatura ha un impatto considerevole sull'efficienza del collegamento e sulla durata del prodotto.

• Angolo di sformo: Poiché è possibile che si verifichino difficoltà nello sformare i prodotti filettati, la base angolo di sformo³ Durante la progettazione, le superfici interne ed esterne della filettatura vengono solitamente considerate. Quando si posiziona l'angolo di sformo, è necessario valutare i dettagli della profondità della filettatura e della struttura dello stampo.

• Design della linea di demarcazione: Inoltre, deve essere ragionevolmente progettato per la linea di divisione dello stampo, in modo da consentire una facile separazione durante lo stampaggio a iniezione e lo sformaggio. Linea di separazione⁴ (stampo a singola superficie di separazione o stampo a doppia superficie di separazione) possono anche avere design diversi negli articoli stampati, in particolare quando i filetti sono composti in un'unica unità per migliorare la qualità dello stampaggio.

• Meccanismo di sformatura rotante: Per facilitare la sformatura, può essere installata una struttura di sformatura rotante all'interno dello stampo, che potrebbe ruotare insieme al prodotto filettato all'interno dello stampo per l'apertura dello stampo stesso e per l'apertura del prodotto. smontaggio⁵ senza alcun graffio sul prodotto.

Quali sono i fattori che influenzano la fattibilità delle macchine per lo stampaggio a iniezione con filettatura?

La fattibilità delle macchine per lo stampaggio a iniezione di filetti dipende da diversi fattori chiave, tra cui la progettazione dello stampo, la scelta del materiale e le capacità della macchina. Questi elementi influenzano l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto.

I fattori che incidono sulla fattibilità dello stampaggio a iniezione di filetti includono la complessità del design del filetto, l'efficienza di raffreddamento dello stampo, il flusso di materiale e il tipo di macchina di stampaggio a iniezione utilizzata. Una progettazione adeguata garantisce pezzi di filettatura di alta qualità con difetti minimi.

Progettazione di stampi

Se si desidera produrre prodotti a iniezione filettati perfetti, è molto importante disporre di un buon stampo per filetti. Tuttavia, il design convenzionale dello stampo non è adatto allo stampaggio di filetti e richiede qualcosa in più, quindi per ottenere lo stampaggio e lo sformaggio di filetti sono necessarie tecnologie come il design della linea di divisione, i meccanismi di sformatura rotanti e l'anima filettata mobile. Ad esempio, viene utilizzato uno stampo mobile ruotabile che ruota con il prodotto filettato durante il processo di apertura dello stampo, in modo da ottenere uno sformaggio senza perdite. L'applicazione di queste tecnologie può non solo migliorare la precisione di produzione degli stampi per filettatura, ma anche l'efficienza produttiva.

• Design della linea di demarcazione: Quando gli ingegneri determinano con precisione la posizione e l'aspetto della linea di separazione, contribuiscono a garantire che lo stampo si separi senza problemi al momento dello stampaggio a iniezione e dello smontaggio. Una buona progettazione della linea di divisione riduce l'usura dello stampo e ne prolunga la vita utile.

• Meccanismo di sformatura rotante: Per evitare danni durante lo sformaggio dei pezzi, lo stampo può essere progettato per ruotare insieme al prodotto filettato durante l'apertura. La progettazione del meccanismo di sformatura rotante deve tenere conto del passo della filettatura, della geometria e della velocità di rotazione, tutti fattori che influiscono sulla fluidità di questa fase critica.

• Nucleo mobile: Quando uno stampo ha un'anima mobile, può creare filetti e rimuoverli facendo muovere l'anima. La progettazione dell'anima mobile deve tenere conto della sua traiettoria di movimento, della velocità e della precisione per garantire la qualità dello stampaggio e lo sformaggio regolare del filo.

Requisiti dell'attrezzatura

Per iniettare con successo gli stampi filettati, la macchina per lo stampaggio a iniezione deve avere caratteristiche tecniche specifiche. Tra queste, una forza di serraggio sufficiente a garantire la stabilità dello stampo durante il processo di stampaggio. In secondo luogo, il design della vite non solo soddisfa i requisiti di fusione e iniezione della plastica, ma controlla anche la velocità/pressione e il sistema di controllo è in grado di regolare accuratamente vari parametri nel processo di stampaggio per garantire la costanza della qualità del prodotto.

• Forza di serraggio: La forza di serraggio della macchina per lo stampaggio a iniezione deve essere sufficientemente grande da garantire la stabilità dello stampo durante il processo di stampaggio. In generale, la forza di serraggio degli stampi filettati è maggiore rispetto a quella degli stampi normali, perché la costruzione dei filetti richiede una pressione di iniezione e una forza di serraggio più elevate nello stampaggio.

• Design della vite: Quando si progetta e si seleziona la vite di una macchina per lo stampaggio a iniezione, è importante considerare fattori quali la fusione delle materie plastiche e le iniezioni. Ad esempio, la lunghezza della vite, il diametro, il passo e la profondità della filettatura richiedono una configurazione ottimale in base al tipo di materiale plastico e ai parametri di stampaggio.

• Sistema di controllo: È fondamentale che il sistema di controllo della pressa a iniezione regoli diversi fattori durante lo stampaggio, tra cui la pressione di iniezione, la velocità di iniezione, la temperatura dello stampo e il tempo di raffreddamento. In questo modo, è possibile avere un controllo accurato e intenso su questi parametri, in modo da garantire le giuste dimensioni e la comprovata finitura superficiale dei prodotti filettati.

Selezione del materiale

La scelta del materiale utilizzato per lo stampaggio a iniezione ha un'influenza significativa sull'effetto di stampaggio degli stampi a filo. In genere, i materiali per lo stampaggio a iniezione includono polipropilene (PP), polietilene (PE), poliammide (PA), policarbonato (PC) e simili, le cui caratteristiche sono la scorrevolezza, l'abrasione e le proprietà anticorrosive che soddisfano i requisiti per la creazione della struttura del filo. Inoltre, ci sono questioni che riguardano la resistenza al calore, la resistenza chimica, la forza e la durata in relazione all'ambiente circostante e ai vincoli del prodotto.

• Polipropilene (PP): Il polipropilene ha una resistenza chimica, una resistenza al calore e un'auto-mobilità elettrica relativamente elevate e può essere utilizzato nella produzione di articoli in plastica. Il polipropilene ha una buona fluidità, che può consentire la creazione di strutture filettate.

• Polietilene (PE): Il polietilene è un materiale plastico notevole, poiché presenta una bassa corrosione chimica e può essere utilizzato anche a basse temperature. Il polietilene ha una buona caratteristica di fluidità e può quindi essere facilmente modellato per ottenere forme filettate.

• Poliammide (PA): La poliammide presenta buone caratteristiche meccaniche e di resistenza all'usura e trova applicazione nella produzione di parti di automobili ed elettrodomestici. La poliammide ha anche una buona fluidità e, quindi, può essere facilmente modellata nelle strutture filettate previste.

• Policarbonato (PC): Il policarbonato appartiene alla serie delle materie plastiche termiche e presenta caratteristiche quali una buona trasparenza, un'elevata resistenza al calore e una buona forza d'urto; è ampiamente utilizzato per la produzione di apparecchiature ottiche e accessori di sicurezza. Per quanto riguarda la fluidità, il policarbonato ha ottime proprietà e può quindi essere facilmente utilizzato per creare strutture filettate.

Controllo dei parametri di processo

Alcuni dei parametri di controllo del processo che devono essere seguiti in particolare durante lo stampaggio a iniezione di stampi filettati sono i seguenti. A seconda del tipo di materiale da iniettare e del design dello stampo, la pressione di iniezione, la velocità di iniezione, la temperatura dello stampo, il tempo di raffreddamento e altri fattori devono essere regolati correttamente. Per i prodotti con forme di filettatura complicate, le condizioni di stampaggio efficaci devono essere identificate in collaborazione con lo stampaggio di prova e la messa a punto del processo, in modo da ottenere precisione e qualità elevate.

• Pressione di iniezione: Controlla la fluidità del materiale plastico e la qualità di stampaggio del prodotto, pertanto può essere considerato un fattore essenziale della pressione di iniezione. Una maggiore pressione di iniezione è necessaria quando le filettature dello stampaggio a iniezione sono numerose e complesse, per consentire al materiale plastico di entrare nella cavità dello stampo.

• Velocità di iniezione: La velocità di iniezione è in realtà un fattore determinante dello stato di flusso del materiale plastico e della finitura superficiale del prodotto. Si può anche dire che se la velocità di iniezione è ragionevole, i difetti superficiali e la qualità dello stampaggio saranno ridotti al minimo.

• Controllo della temperatura dello stampo: Il raffreddamento dello stampo è un parametro essenziale nella produzione di materie plastiche in relazione alla velocità di raffreddamento e alla precisione dimensionale del materiale. Pertanto, per ottenere le dimensioni richieste di precisione e qualità della superficie del prodotto, è necessario mettere in pratica una corretta regolazione della temperatura dello stampo.

• Tempo di raffreddamento: Questo tempo determina di conseguenza il raffreddamento e il processo di solidificazione del prodotto da fabbricare. Se opportuno, il tempo di raffreddamento deve essere concesso per ridurre le deformazioni e le tensioni interne che avranno un impatto sulla qualità dello stampaggio.

Quali sono i casi di applicazione pratica degli stampi per filettatura a iniezione?

Gli stampi per filettatura per stampaggio a iniezione offrono soluzioni efficienti per la produzione di pezzi filettati ad alta precisione. I casi di studio mostrano come questa tecnologia viene applicata in vari settori.

Gli stampi per filettatura nello stampaggio a iniezione creano filettature precise e durevoli per una serie di prodotti, tra cui quelli automobilistici, medici e di consumo. Garantiscono una produzione di alta qualità con una post-elaborazione minima.

Produzione di tappi per bottiglie

Gli stampi filettati sono utilizzati per la produzione di tappi di bottiglia e rappresentano una delle applicazioni più comuni. A causa delle funzioni di tenuta e di avvitamento con il corpo della bottiglia, le strutture della filettatura dei tappi devono essere molto speciali e specifiche. La produzione di tappi per bottiglie ad alta efficienza può essere ottenuta ottimizzando la progettazione dello stampo e i processi di stampaggio a iniezione.

• Design dello stampo: Per gli stampi per tappi di bottiglia, spesso si utilizzano stampi a molte cavità per aumentare la produttività. La progettazione dello stampo richiede anche l'applicazione della precisione e dell'intercambiabilità delle filettature del tappo per adattarsi bene alle caratteristiche di tenuta del corpo della bottiglia.

• Processo di stampaggio a iniezione: Nello stampaggio a iniezione dei tappi di bottiglia si deve avere un grande controllo sulla pressione di iniezione⁶, velocità di iniezione, temperatura dello stampo⁷, tempo di raffreddamento, ecc. In questo modo, è possibile migliorare parametri quali la qualità di stampaggio dei tappi di bottiglia e la velocità di produzione complessiva.

• Linea di produzione automatizzata: Le attuali industrie che producono tappi per bottiglie attraverso l'uso di linee di produzione di tappi per bottiglie prevedono l'uso di alimentazione, stampaggio e ispezione automatici per migliorare le operazioni e ottenere produzioni di qualità.

Parti di ricambio per autoveicoli

Nel settore automobilistico, le parti filettate più comuni comprendono bulloni, dadi e connettori. Questi componenti non devono solo essere resistenti e durevoli, ma devono anche fornire buone caratteristiche di assemblaggio. I materiali ad alte prestazioni e lo stampaggio a iniezione preciso possono essere adottati anche per creare parti filettate in grado di soddisfare i requisiti delle industrie automobilistiche. L'integrazione di stampi a canale caldo facilita la produzione di componenti filettati durevoli e precisi, fondamentali per le applicazioni automobilistiche.

• Selezione del materiale: Gli elementi comuni del gruppo automobilistico sono i tecnopolimeri ad alte prestazioni, come la poliammide (PA) e il policarbonato (PC). Questi materiali hanno caratteristiche meccaniche piuttosto buone e un'elevata resistenza a caldo, il cui uso è appropriato nell'industria dei componenti per auto.

• Design dello stampo: Gli stampi per le parti filettate del settore automobilistico devono concentrarsi sulla geometria e sulla risposta all'assemblaggio di tali parti. La progettazione di precisione degli stampi può garantire la tolleranza dimensionale dei pezzi e le caratteristiche di assemblaggio.

• Processo di stampaggio a iniezione: I parametri specifici che sono significativi per il processo di stampaggio a iniezione dei pezzi filettati per autoveicoli includono, tra gli altri, la pressione di iniezione, la velocità di iniezione, la temperatura dello stampo e il tempo di raffreddamento. Pertanto, la regolazione di questi parametri di processo può individuare e correggere le fonti che causano una cattiva qualità di stampaggio e una minore efficienza dei pezzi.

Elettrodomestici

Un altro segmento degli elettrodomestici riguarda le strutture filettate, come le manopole delle lavatrici e i connettori dei frullatori. Oltre all'aspetto esteriore, questi componenti richiedono un'estetica accattivante, una funzionalità soddisfacente e la robustezza del prodotto. Si può ragionevolmente ritenere che la produzione di parti filettate di alta qualità per elettrodomestici non richieda uno stampo significativamente allungato, ma una progettazione adeguata e tecnologie di stampaggio a iniezione ben sviluppate. Lo stampo a iniezione a canale caldo garantisce che questi pezzi soddisfino le specifiche di progettazione con elevata precisione ed efficienza.

• Selezione del materiale: Nel caso dell'industria degli elettrodomestici, le parti filettate degli elettrodomestici e del RAC sono prodotte in polipropilene (PP) e polietilene (PE). Il materiale ha una buona fluidità e proprietà meccaniche che lo rendono adatto a essere utilizzato per le parti filettate degli elettrodomestici.

• Design dello stampo: Le filettature create con gli stampi utilizzati nella produzione di parti filettate per elettrodomestici devono avere un aspetto gradevole e servire alla funzione prevista. L'attenzione alla creazione di uno stampo preciso può contribuire a migliorare l'aspetto dei pezzi in questione e la loro utilizzabilità.

• Processo di stampaggio a iniezione: Il processo di stampaggio a iniezione di parti filettate per elettrodomestici deve controllare bene la pressione di iniezione, la velocità di iniezione, la temperatura dello stampo, il tempo di raffreddamento e così via. Questi parametri di processo consentono di aumentare la qualità dello stampaggio e l'efficienza produttiva dei pezzi.

Conclusione

Per quanto riguarda lo stampaggio a iniezione di stampi filettati, le macchine per lo stampaggio a iniezione sono in grado di farlo e le aree di applicazione includono tappi di bottiglia, parti di automobili, elettrodomestici e altri settori.

È quindi possibile realizzare prodotti filettati di buona qualità grazie a una scelta corretta del design dello stampo, selezione dei materiali adatti allo stampaggio a iniezione⁸e un controllo efficace dei parametri. In futuro, i campi di applicazione dello stampaggio a iniezione di stampi filettati si amplieranno ulteriormente e la tendenza di sviluppo sarà ulteriormente sviluppata in direzione dell'alta precisione, dell'intelligenza e della protezione ambientale.