Nozioni di base sulla progettazione dello stampaggio a iniezione

Stampaggio a iniezione è una tecnologia di produzione critica in grado di produrre in serie migliaia di pezzi. Pertanto, un ingegnere o un progettista che voglia utilizzare questa tecnologia dovrà disporre di conoscenze di base per poterla sfruttare appieno. Questo articolo vi aiuterà. 

Ecco come funziona lo stampaggio a iniezione

Lo stampaggio a iniezione è un processo di produzione di massa che modella la plastica fusa nella forma geometrica desiderata. Questo processo si adatta al meglio alla produzione di massa perché è altamente efficiente e ripetibile. Consente di produrre forme complesse con un alto grado di precisione e con scarti minimi, quindi è molto versatile ed economicamente vantaggioso su scala.

Una macchina per lo stampaggio a iniezione è composta da diversi componenti critici:

• Hopper: Fornisce pellet di plastica alla macchina per assicurare una fornitura costante di materiale da fondere e iniettare. Spesso contiene un'unità di essiccazione per eliminare l'umidità dai pellet di plastica, che può causare difetti nel prodotto finale.

• Canna e vite: Nel cilindro è presente una vite che ruota sulla sua lunghezza per fondere e omogeneizzare la plastica, quindi iniettare la plastica fusa nello stampo. La configurazione e la rotazione della vite sono essenziali per ottenere temperature adeguate in cui il materiale si scioglie e proprietà di flusso eccellenti.

• Stampo: È la parte che definisce la forma dell'ultimo pezzo ed è solitamente realizzata in acciaio o alluminio. Può essere a cavità singola, cioè produrre un pezzo per ciclo, o a cavità multipla, quindi produrre molti pezzi. L'acciaio è più resistente all'usura ed è il materiale preferito per i pezzi di grandi dimensioni, mentre l'alluminio è meno costoso.

• Unità di serraggio: L'unità di bloccaggio tiene insieme le due metà dello stampo durante l'iniezione della massa fusa e il raffreddamento. Applica una forza molto elevata per evitare che la plastica fusa esca dallo stampo.

Selezione del materiale

Selezione di un materiale appropriato è una delle scelte più critiche nel processo di stampaggio a iniezione.

In generale, per la produzione di pezzi stampati si utilizzano tre materiali con proprietà caratteristiche: termoplastici, termoindurenti ed elastomeri.

La scelta del materiale deve tenere conto di fattori quali:

• Proprietà meccaniche: Questi includono la resistenza alla trazione, la flessibilità e la durezza per soddisfare i requisiti funzionali del pezzo.
• Proprietà termiche: La temperatura di fusione e la conduttività termica di un materiale sono essenziali per il processo di stampaggio e per le prestazioni risultanti di un pezzo stampato nell'ambiente di applicazione.
• Costo: Il costo dei materiali e le prestazioni devono essere bilanciati per mantenere la redditività del prodotto.

Conoscere le caratteristiche di flusso del materiale selezionato può aiutare a progettare un pezzo che riempia correttamente lo stampo e mantenga le caratteristiche previste.

Non sapete quale materiale scegliere? I nostri ingegneri possono aiutare determinare il materiale più adatto al vostro budget.

Considerazioni chiave sulla progettazione

• Spessore della parete: È fondamentale ottenere uno spessore uniforme su tutte le pareti. Le distorsioni e il raffreddamento uniforme portano a una migliore stabilità dimensionale e all'integrità strutturale del pezzo.

• Costole e soffietti: Forniscono una rigidità aggiuntiva e una maggiore resistenza, riducendo al minimo l'aumento dello spessore, il che contribuisce alla riduzione del materiale e del tempo di ciclo nel processo. Una progettazione appropriata di nervature e tasselli facilita la rimozione del peso dalla posizione ottimale e migliora le prestazioni complessive.

• Angoli di sformo: Quando gli elementi sono progettati per unirsi ad angolo retto, piccoli angoli di sformo aiutano i pezzi a uscire più liberamente dallo stampo. In questo modo si riducono i danni potenziali e si limita il tempo di ciclo.

• Filetti e raggi: Le transizioni tra le superfici devono essere progettate in modo da essere il più possibile uniformi. Riducendo la concentrazione delle sollecitazioni si migliora la resistenza del pezzo e se ne aumenta la durata. Punti di stress e potenziali guasti: è bene evitare gli angoli vivi.

• Design dello stampo: lo stampo è il cuore del processo di stampaggio a iniezione. Tuttavia, tende anche a essere piuttosto costoso: alcuni stampi costano migliaia di euro, a seconda della complessità e del materiale utilizzato.

Controllo di qualità

L'alta qualità può essere garantita in un processo di stampaggio a iniezione grazie a quanto segue:

• Ispezione visiva aiuta a identificare i difetti della superficie. Le aree di interesse sono i graffi, le superfici e le variazioni di colore e di luminosità.

• Misura dimensionale: Si determinano le caratteristiche geometriche fisiche. Si verifica se un pezzo è conforme al progetto proposto utilizzando calibri, dispositivi CMM e comparatori ottici.

• Test meccanici: Misura e garantisce la resistenza di un pezzo. Nella maggior parte dei casi, i test vengono eseguiti utilizzando la prova di trazione, la prova d'urto e la prova di fatica.

Il team di ingegneri di MakerVerse ispeziona visivamente ogni pezzo. Se necessario, sono disponibili ulteriori rapporti sulle misurazioni dimensionali e sui test meccanici.

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