Introduzione: L'introduzione dell'espulsore stampaggio a iniezione nel processo di produzione ha permesso di automatizzare le operazioni, di accelerare la velocità di produzione e di ottenere un prodotto più efficiente. Inoltre, ha migliorato la coerenza del design del prodotto.

Anche se lo stampaggio a iniezione ha migliorato il processo di produzione, ci sono ancora molti difetti di progettazione che devono essere ottimizzati. In questo articolo, quindi, parleremo dello stampaggio a iniezione dei perni di espulsione e di come sia possibile migliorarlo.

Che cos'è un espulsore per stampaggio a iniezione?

Gli espulsori sono un elemento indispensabile per la produzione di pezzi. Sono una parte fondamentale del sistema di espulsione dello stampo e determinano ciò che accade al prodotto durante lo stampaggio a iniezione.Lo stampaggio a iniezione con espulsori è il processo di rimozione del pezzo finito dallo stampo. Lo stampo è composto da due parti: il lato A e il lato B.

Quando la plastica si raffredda nello stampo, le due parti dello stampo si separano per poter estrarre la plastica solida. Il modo in cui lo stampo è costruito è che, quando si apre, metà del lato A si solleva, lasciando la parte stampata e il lato B.

I perni di espulsione si trovano sulla metà B dello stampo e spingono il pezzo stampato fuori dallo stampo. I segni dei perni dello stampo di espulsione sono solitamente impressi sul prodotto finito sotto forma di fossette.

Quali sono i tipi di perni di espulsione?

Esistono molti tipi di perni di espulsione utilizzati nella produzione di prodotti. Ecco i tipi più comuni che si adattano meglio al processo.

Perni di espulsione temprati passanti

Questi perni di espulsione sono trattati termicamente per garantire la stessa durezza su tutto il perimetro. I perni temprati possono sopportare temperature fino a 200°C e sono utilizzati al meglio nei sistemi di espulsione della plastica all'interno dello stampo.

Perni di espulsione temprati

Conosciuti anche come perni al nitruro H13, sono più duri dei perni temprati passanti e vengono utilizzati nei sistemi di espulsione della pressofusione all'interno dello stampo. I perni cementati sono nitrurati a 65-70 HRC e possono sopportare temperature superiori a 200°C.

Perni di espulsione neri

Questi perni di espulsione sono stati sviluppati perché i perni in nitruro H13 non potevano essere utilizzati a temperature operative superiori a 600°C.

I perni di espulsione neri sono trattati con una superficie nera per essere autolubrificanti e possono resistere a temperature fino a 1000°C. Si tratta di un perno di espulsione costoso, adatto ai sistemi di espulsione del metallo negli stampi automobilistici.

Perno di espulsione ordinario

Il perno di espulsione più comunemente utilizzato e di base tra gli espulsori è il perno di espulsione ordinario. È realizzato principalmente con materiali in lega ed è adatto al confezionamento di semiconduttori in generale.

I perni di espulsione ordinari non sono solo ampiamente utilizzati nell'industria elettronica, ma hanno anche molte applicazioni nei settori delle automobili, delle cure mediche e degli elettrodomestici.

Perno di espulsione in metallo

Le spine di espulsione in metallo sono realizzate con materiali in lega, ma con un processo di placcatura in oro che le rende più belle e più durature rispetto alle normali spine di espulsione. I perni di espulsione in metallo sono molto utilizzati nei prodotti elettronici di fascia alta e negli strumenti ottici.

Perni di espulsione in ceramica

I perni di espulsione in ceramica sono utilizzati principalmente in ambienti ad alta frequenza e ad alta temperatura, perché i materiali ceramici hanno un'eccellente resistenza al calore, alla corrosione e all'usura. Sono adatti a strutture di imballaggio complesse e a settori di imballaggio di alta precisione.

Piastra dell'ago Pin di espulsione

Il perno di espulsione a piastra ad aghi è un perno di espulsione avanzato, adatto soprattutto per il confezionamento di chip MEMS. Rispetto ai normali perni di espulsione, presenta aghi più uniformi e delicati e proprietà elastiche uniformi. Inoltre, il perno di espulsione a piastra ad aghi ha migliorato la sua adattabilità agli ambienti corrosivi grazie al trattamento anticorrosione e al trattamento superficiale.

Perni di espulsione di colore speciale

I perni di espulsione di colore speciale sono perni di espulsione realizzati con materiali speciali e colori speciali a scopo di differenziazione e gestione durante il processo di produzione. Espulsori di colore diverso possono rappresentare diversi processi di produzione e diversi standard di carica. Gli espulsori di colore speciale sono adatti al confezionamento di semiconduttori di fascia alta, ai test di precisione e ad altri settori.

Quali sono i principi di selezione del perno di espulsione?

Utilizzare perni di espulsione con diametri maggiori. In altre parole, quando si dispone di un numero sufficiente di posizioni di espulsione, selezionare perni di espulsione con diametri più grandi e dimensioni preferite. Quando si scelgono i perni di espulsione, regolare le dimensioni dei perni di espulsione per ridurre al minimo le specifiche di dimensione e selezionare il più possibile la serie di dimensioni preferite.

I perni di espulsione scelti devono essere sufficientemente robusti per gestire l'espulsione. Quando si effettua l'espulsione, si esercita una forte pressione sui perni di espulsione. Se si utilizzano perni di espulsione piccoli, di diametro inferiore a 2,5 mm, è necessario utilizzare un perno di espulsione di supporto per evitare che si pieghino o si rovinino.

Quali sono le precauzioni per la selezione dei perni di espulsione?

Per evitare che le parti in plastica si deformino o si danneggino, è necessario analizzare correttamente le dimensioni e la posizione dell'adesione tra le parti in plastica e la cavità dello stampo e scegliere di conseguenza i dispositivi di deformazione più adatti.

La forza di espulsione deve essere applicata alla parte con la massima rigidità e resistenza, che si trova il più vicino possibile alla parete, al di sotto delle posizioni delle costole e dei pilastri. È inoltre necessario che l'area efficace sia la più ampia possibile (cioè utilizzare l'espulsore con il diametro più grande possibile) per evitare che le parti in plastica si deformino o si danneggino.

La struttura deve essere ragionevole e affidabile e il meccanismo di espulsione deve funzionare in modo affidabile, muoversi in modo flessibile, essere facile da produrre e da sostituire e avere una resistenza e una rigidità sufficienti.

Se il diametro dell'espulsore è inferiore a φ2,5 e la posizione è sufficiente, realizzare un espulsore a spalla; se lo spessore della parete dell'espulsore è inferiore a 1 mm o il rapporto di spessore della parete dell'espulsore è ≤0,1, realizzare un espulsore a spalla e rendere la parte fissa più grande possibile.

La lunghezza effettiva di accoppiamento dell'espulsore = (2,5~3)D, il minimo non deve essere inferiore a 8 mm, e in genere si considerano 20-25 mm durante il processo di produzione.

Non posizionare l'espulsore sulla giunzione dell'inserto. Per la posizione della colla ad arco lungo con un'altezza superiore a 10 mm, si consiglia di utilizzare un espulsore piatto per l'espulsione. Quanto più corta è la parte piatta, tanto migliore sarà la resistenza e più facile la lavorazione. La lunghezza della parte cilindrica deve essere indicata nelle specifiche di progetto; per la posizione della colonna di tubi superiore a 10 mm, si consiglia di utilizzare un tubo di spinta per l'espulsione.

Per le applicazioni con espulsori inclinati, per evitare che il prodotto scivoli con l'espulsore inclinato, la superficie dell'espulsore vicino all'espulsore inclinato deve essere rettificata con una scanalatura "+". Assicurarsi che la velocità e la forza di movimento dell'espulsore siano moderate per evitare un carico eccessivo o danni alle parti stampate a iniezione.

Per assicurarsi che l'espulsore funzioni correttamente e duri a lungo, è necessario tenerlo pulito e ingrassato. Controllatelo spesso per vedere se è usurato, piegato o allentato. Se c'è un problema, riparatelo o prendetene uno nuovo. Seguite le regole e siate sicuri.

Quali sono le precauzioni per la progettazione degli espulsori?

Il bordo del perno di espulsione deve essere distante almeno 3/32" dagli altri perni. Il perno di espulsione sulla piastra di espulsione deve avere una posizione virtuale di 1/64". Il perno di espulsione sulla dima deve avere uno spazio libero di 1/32". Tutti i perni di espulsione devono essere di dimensioni standard e il perno di espulsione non deve essere basso.

Quando si producono materiali in nylon e fiori, è necessario misurare il diametro di ciascun perno di espulsione. Se la posizione virtuale tra il perno e il foro è superiore a 0,02 mm, c'è la possibilità di scivolare. Tutti i fori dei perni di espulsione devono essere verticali e lisci (Ra~0,25μm).

Se il materiale della gomma è PE/PP/Nylon, il diametro del foro è pari al diametro dell'ago + 0,01 mm; se il materiale della gomma è HIPS/PC/ABS, il diametro del foro è pari alla dimensione dell'ago + 0,02 mm. I perni di espulsione devono passare rigorosamente attraverso la piastra inferiore, la piastra di espulsione e lo stampo. Dopo che tutti gli espulsori sono stati installati, la piastra di espulsione deve essere in grado di scorrere verso il basso da sola.

Tutte le posizioni di occultamento della testa del mesone dell'espulsore e della piastra di espulsione devono avere caratteri corrispondenti e la stessa direzione per evitare un'installazione errata. Tutti gli eiettori di formatura devono avere posizioni del tubo per evitare un'installazione in direzione errata.

Una volta installati i perni di espulsione, è necessario controllare che non vi siano errori o perdite prima di montare la piastra posteriore. Dopo aver installato il perno di espulsione, utilizzare una torcia elettrica per controllare la posizione dell'osso e del foro uno per uno dalla direzione del nucleo dello stampo e verificare che non vi siano errori nel manicotto di espulsione prima di applicare la piastra posteriore.

Quando si progetta la posizione del perno di espulsione, è necessario assicurarsi che la forza di espulsione sia sufficiente e che il prodotto finito possa essere espulso in parallelo. Esistono due tipi principali di espulsori, quelli a durezza piena e quelli sbiaditi, e occorre prestare attenzione alla durezza della superficie e a quella dell'anima in acciaio.

Quali sono le considerazioni di progettazione per lo stampaggio a iniezione?

Il progetto dello stampo a iniezione deve funzionare come previsto. Se si commettono errori nella progettazione, il pezzo si romperà o si restringerà e sarà troppo costoso o troppo complicato da riparare. È quindi molto importante realizzare una progettazione ben strutturata e ci sono alcuni aspetti a cui bisogna pensare.

Creare un angolo di bozza

L'angolo di sformo è una forma inclinata aggiunta a entrambi i lati dello stampo a iniezione. Questo leggero cambiamento nella forma dello stampo facilita l'uscita della plastica dallo stampo. Quando si estrae il pezzo dallo stampo, è necessario un tiraggio per evitare che si attacchi. Una maggiore corrente d'aria renderà più facile l'uscita del pezzo dallo stampo. Se non c'è un angolo di tiraggio, quando si smonta il pezzo si formano grossi segni di espulsione e graffi sulla parete dello stampo.

Spessore uniforme della parete

Quando si versa il materiale fuso in uno stampo con pareti di spessore uniforme, esso scorre liberamente e senza restrizioni, riempiendo le cavità della parete e assumendo la forma prescritta. Se le pareti dello stampo non sono uniformi, le parti più sottili del materiale fuso si raffreddano più rapidamente. Quindi, quando le parti più spesse si raffreddano, si restringono e questo provoca l'insorgere di tensioni.

Ma se il progetto non consente uno spessore uniforme della parete, si può rimediare con il carotaggio e l'aggiunta di tasselli (il carotaggio è il processo di rimozione della plastica fusa da un'ampia area per garantire l'uniformità lungo la parete). I tasselli sono strutture di supporto aggiunte alla parete come rinforzo per ridurre lo spessore della parete).

Garantire bordi arrotondati

Ci sono alcune buone ragioni per avere angoli arrotondati all'interno e all'esterno di un pezzo. Gli spigoli vivi limitano il flusso della plastica fusa nello stampo. Quando la plastica si raffredda, tira verso gli spigoli vivi e diventa difficile da rimuovere. Gli spigoli arrotondati sono più facili da realizzare, più economici e consentono di realizzare e smontare meglio i prodotti.

Ridurre i sottosquadri

I sottosquadra sono un grosso problema nella progettazione degli stampi perché rendono difficile l'estrazione del pezzo dallo stampo. I sottosquadri devono essere presenti nella progettazione degli stampi perché impediscono al pezzo di cadere fuori dallo stampo, ma possono essere risolti creando interblocchi o chiusure che consentano di smontare o rimontare facilmente il pezzo. Il team di progettazione deve cercare di ridurre al minimo il numero di sottosquadri e il sistema di espulsione nello stampo.

Posizione del cancello

La porta è il punto in cui la plastica fusa entra nello stampo. Per risolvere questo problema, il team di progettazione può utilizzare delle porte per bordi, che renderanno meno evidenti le fossette risultanti.

È anche possibile iniettare il materiale fuso attraverso le estensioni dei perni di espulsione. Dopo il raffreddamento del pezzo, i perni di espulsione possono spingere i segni dei perni risultanti fuori dalla porta quando il pezzo viene rimosso dallo stampo.

Proprietà del materiale

Alcuni materiali sono spessi, altri sono flessibili, altri ancora sono duri e frangibili. Il materiale scelto determinerà la funzione del pezzo e il modo in cui lo si progetta. Sebbene sia possibile rendere alcuni materiali più spessi, è anche possibile piegarli in forme diverse. Prima di scegliere il tipo di materiale da utilizzare, è necessario tenere conto di questi aspetti.

Quali sono i difetti più comuni e le soluzioni per lo stampaggio a iniezione dei perni di espulsione?

Ci sono alcuni difetti in stampaggio a iniezione utilizzando i perni di espulsione. Ecco i possibili difetti e le soluzioni necessarie,

Pause

Il motivo principale per cui i perni di espulsione si rompono è che la forza necessaria per espellere il pezzo dallo stampo è diversa dalla forza del perno di espulsione. A volte, poiché il perno è troppo lungo e non è supportato, la forza richiesta è superiore a quella che il perno può sopportare e si rompe.

Pertanto, il modo migliore per risolvere il problema della rottura dei perni di espulsione è utilizzare molti perni di espulsione con diametri maggiori. In questo modo, la forza necessaria viene distribuita su tutti i perni, evitando che si rompano.

Segni del perno di espulsione

Si tratta delle "ammaccature" lasciate sul pezzo dal perno di espulsione quando viene rimosso dallo stampo. Il segno del perno può causare la rottura del prodotto durante l'uso. Pertanto, è importante progettare il sistema di espulsione nello stampo in modo da evitare i segni dei perni di espulsione.

Collocare i perni di espulsione in modo che la forza di espulsione sia la stessa su tutto il pezzo. Collocare i perni di espulsione su parti dure come inserti metallici, pilastri, nervature, ecc. per evitare difetti di marcatura dei perni di espulsione. Progettare la posizione del perno di espulsione sulla superficie piana del pezzo e non su quella inclinata.

Jetting

La formazione di getti avviene quando la porta è troppo piccola o quando il materiale fuso viene iniettato nello stampo troppo velocemente, causando la deformazione del pezzo.

Conclusione

Questo articolo presenta in dettaglio i tipi e le precauzioni dei perni di espulsione nell'iniezione. Il perno di espulsione è un componente chiave dello stampo a iniezione, responsabile della spinta del pezzo stampato fuori dallo stampo.

Esistono molti tipi di perni di espulsione, come perni di espulsione temprati, perni di espulsione temprati in superficie, perni di espulsione neri, perni di espulsione ordinari, perni di espulsione in metallo, ecc. Ogni tipo ha i suoi scenari di applicazione. La scelta del tipo giusto di perno di espulsione e il suo corretto utilizzo sono la chiave per garantire l'efficienza della produzione e la qualità del prodotto.

Prestare particolare attenzione ai principi di selezione, alle precauzioni e alla regolare manutenzione e ispezione del perno di espulsione per evitare difetti comuni come la rottura del perno di espulsione e i segni del perno di espulsione. Grazie a una progettazione ragionevole e a un funzionamento accurato, la stabilità del processo di stampaggio a iniezione e la consistenza del prodotto può essere notevolmente migliorata.

Inoltre, per migliorare l'efficienza produttiva, è necessario ottimizzare il posizionamento dei perni di espulsione attraverso perni di espulsione rigidi e manicotti di espulsione.