Qual è il processo di ogni ciclo di stampaggio a iniezione?

Potreste vedere un milione di componenti in plastica ogni giorno, ma avete mai pensato alla frenetica azione che si svolge all'interno della macchina? L'intero processo, dall'inizio alla fine, è un balletto ad alta velocità. Cercare di risolvere un problema o di prevederne uno senza comprendere questo processo è come volare alla cieca.

La nostra guida analizza la scienza e l'arte dell'intero ciclo, così potrai padroneggiare ogni passaggio e smettere di tirare a indovinare.

Serraggio dello stampo: la stretta di mano del ferro

Il primo passo in ogni ciclo di stampaggio a iniezione è il serraggio dello stampo. Pensatelo come la stretta di mano che tiene insieme le due metà dello stampo. Non si tratta di un semplice movimento di chiusura. È un potente abbraccio idraulico che resiste a un'enorme quantità di pressione nelle fasi successive del ciclo. Senza una forza sufficiente, il pezzo sarà un disastro.

Quando iniettiamo la plastica fusa nello stampo, la pressione del liquido cerca di separare le due metà dello stampo. Lo scopo principale dell'unità di serraggio è proprio quello di impedirlo. Dobbiamo applicare una forza maggiore della pressione esercitata dalla plastica. La scienza alla base di questo meccanismo è piuttosto semplice: bisogna calcolare la forza di serraggio necessaria per mantenere tutto chiuso.

Come calcolare la forza di serraggio

Ottenere questo valore corretto è una delle cose più importanti che puoi fare. Puoi trovare la forza approssimativa necessaria moltiplicando l' area proiettata del pezzo per la pressione del materiale iniettato. Aggiungiamo sempre un piccolo extra al calcolo per un margine di sicurezza. Una buona regola pratica è aggiungere almeno il 10% di buffer. È meglio avere un po' troppa forza che uno stampo che perde.

Le conseguenze di una pinza difettosa

Un errore comune è quello di utilizzare una forza di serraggio troppo debole. Se lo stampo si flette anche solo di poco, un sottile foglio di plastica, chiamato "flake" , fuoriuscirà lungo la linea di giunzione. Questo crea un pasticcio e crea un pezzo difettoso. D'altra parte, se si applica una forza eccessiva , si rischia di danneggiare lo stampo stesso. Una pressione eccessiva può anche intrappolare aria all'interno della cavità, lasciando segni di bruciatura sul prodotto finale.

Iniezione della plastica fusa

Dopo aver fissato saldamente lo stampo, possiamo finalmente iniettare il materiale. Questa fase consiste nel trasferire una quantità precisa di plastica fusa, rapidamente e sotto pressione intensa, dal cilindro della macchina alla cavità dello stampo. Immaginatelo come un ago ipodermico per la plastica. La vite della macchina spinge in avanti come un pistone, spingendo il materiale attraverso l'ugello e nelle aperture dello stampo.

Il potere della pressione e della velocità

Le due variabili più critiche in questa fase sono la velocità e la pressione di iniezione . La velocità determina la rapidità con cui la plastica riempie lo stampo. Se si procede troppo lentamente, la plastica potrebbe raffreddarsi e solidificarsi prima che la cavità sia piena, dando luogo a un "colpo corto". Se si procede troppo velocemente, il flusso rapido può causare difetti come bruciature o persino sbavature se la forza di serraggio non è impostata correttamente.

Le impostazioni di pressione assicurano che il materiale penetri in ogni angolo dello stampo. Abbiamo bisogno della giusta quantità di forza per riempire completamente la cavità senza causare stress al pezzo o allo stampo.

Mettere tutto dentro

Una volta che lo stampo è pieno, la macchina non si ferma. Passa a quella che chiamiamo pressione di compattazione o pressione di mantenimento . Si tratta di una pressione costante e inferiore che spinge più materiale nello stampo man mano che il pezzo inizia a raffreddarsi e restringersi. Questo è un passaggio cruciale che previene problemi gravi. Senza una compattazione adeguata, si formeranno vuoti o, peggio ancora, evidenti segni di ritiro sulla superficie del pezzo.

Lasciare raffreddare la parte

Dopo che la plastica è stata iniettata e pressata nello stampo, deve solidificarsi. Questa è la fase di raffreddamento . È un passaggio fondamentale perché conferisce al pezzo la sua forma e struttura finale. Senza di essa, si otterrebbe un composto morbido e appiccicoso che non può essere rimosso dallo stampo.

Lo stampo stesso è attraversato da una rete di canali. Questi canali fanno circolare un liquido refrigerante, solitamente acqua o olio, che dissipa il calore dalla plastica. Questo è il motivo principale per cui un componente può essere prodotto in pochi secondi. Dobbiamo raffreddare la plastica rapidamente e in modo uniforme affinché mantenga la sua forma.

Il tempo di raffreddamento è tutto

Il tempo di raffreddamento è spesso la parte più lunga dell'intero ciclo. Dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di plastica utilizzata, lo spessore del pezzo e il design dello stampo. Se non lasciamo raffreddare il pezzo abbastanza a lungo, sarà troppo morbido. Cercare di espellere un pezzo non completamente solidificato ne causerà la deformazione.

D'altra parte, se lo lasciamo raffreddare troppo a lungo, sprechiamo tempo prezioso. Trovare il tempo di raffreddamento perfetto è un equilibrio tra una parte solida e un ciclo veloce.

Problemi di raffreddamento comuni e soluzioni

● Deformazione: se un componente si raffredda in modo non uniforme, si deformerà. Questo accade spesso con componenti con pareti sottili. Regolare la temperatura del refrigerante o la portata può aiutare a ottenere un raffreddamento più uniforme.

● Segni di ritiro: si tratta di piccole rientranze sulla superficie del pezzo. Spesso si verificano nelle sezioni più spesse, dove la superficie esterna si raffredda più velocemente di quella interna. È possibile risolvere questo problema aumentando la pressione di compressione o prolungando un po' il tempo di raffreddamento per consentire al materiale interno di restringersi correttamente.

Espulsione della parte finita

Una volta che la plastica si è raffreddata e solidificata, lo stampo si apre. Ora è il momento di estrarre il pezzo. Questa fase di espulsione è il passaggio finale del ciclo. Deve essere un processo pulito, semplice e delicato. L'obiettivo è estrarre il pezzo senza danni.

Il metodo più comune per farlo è con i perni di espulsione . Queste piccole aste sono posizionate nello stampo e spingono il pezzo fuori. Usiamo getti d'aria o piastre di estrazione per i pezzi più complessi, ma il più delle volte sono i perni a fare il lavoro pesante. I perni devono essere posizionati su una superficie rigida e piana del pezzo per garantire una spinta uniforme.

Problemi comuni di espulsione e relative soluzioni

Se il pezzo non esce pulito, c'è un problema. Ecco una rapida panoramica di alcuni problemi che potresti riscontrare:

● Incollaggio del pezzo: questo accade quando il pezzo è difficile da rimuovere dallo stampo. Potrebbe essere dovuto alla formatura sotto vuoto o perché il pezzo si è ritirato troppo sul nucleo. Un tempo di raffreddamento leggermente più lungo può aiutare, oppure puoi provare con una piccola quantità di spray distaccante per stampi.

● Segni dei perni: se i perni di espulsione lasciano segni antiestetici o macchie bianche sul pezzo, è probabile che le impostazioni siano errate. Queste macchie bianche sono chiamate sbiancamento da stress e mostrano dove la plastica è stata sollecitata durante l'espulsione. Prova a usare più perni per distribuire la forza o regolane la posizione.

● Parti deformate o incrinate: questo è un chiaro segno che la parte non è stata completamente raffreddata prima dell'espulsione. La macchina sta cercando di spingere su una parte ancora troppo morbida, causandone la deformazione o la rottura. Lasciarla raffreddare per un altro secondo o due.

Il ciclo si chiude

Ogni singolo componente in plastica che vedete inizia con lo stesso ciclo in quattro fasi. Lo vediamo continuamente: serraggio, iniezione, raffreddamento ed espulsione. Padroneggiare ogni fase vi dà il pieno controllo sul prodotto finale. È la differenza tra un componente buono e uno davvero eccellente.

Comprendere questo processo ti aiuta a ottenere i risultati desiderati. Ti aiuta anche a risolvere eventuali problemi quando si presentano. Se hai domande su un progetto o hai bisogno che un componente venga realizzato correttamente, il nostro team è pronto ad aiutarti.

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