Retrazione e soluzioni per lo stampaggio a iniezione

Retrazione e soluzioni per lo stampaggio a iniezione

◆Linee e soluzioni di saldatura

◆Bolle d'aria (cavitazione) e soluzioni

◆Warping (deformazione) e soluzioni

Durante lo stampaggio ad iniezione, se in alcune aree della cavità dello stampo viene generata una pressione insufficiente, le aree più spesse della parte in plastica si restringono più lentamente mentre la massa fusa inizia a raffreddarsi, creando stress da trazione. Se la durezza superficiale della parte è insufficiente e non vi è alcun rifornimento di materiale fuso, la superficie della parte verrà allungata sotto stress. Questo fenomeno è chiamato restringimento, come mostrato nella Figura 3-8.

Il ritiro si verifica spesso nelle aree in cui si accumula la fusione nella cavità dello stampo e nelle aree con pareti spesse-della parte, come le giunzioni tra le nervature di rinforzo, i pilastri di supporto e la superficie della parte.

Il ritiro sulla superficie dei pezzi stampati a iniezione non solo influisce sul loro aspetto ma ne riduce anche la resistenza. Il restringimento è strettamente correlato al tipo di plastica utilizzata, al processo di stampaggio a iniezione e alla struttura del pezzo e dello stampo.

Figura 3-8 Fenomeno del ritiro dei prodotti

Materie prime plastiche:

Materie plastiche diverse hanno tassi di restringimento diversi. Generalmente, le materie prime soggette a ritiro sono per lo più plastiche cristalline (come nylon, polipropilene, ecc.). Durante il processo di stampaggio a iniezione, quando la plastica cristallina viene riscaldata e diventa fluida, le molecole si dispongono in modo casuale. Quando vengono iniettate in una cavità dello stampo più fredda, le molecole di plastica si dispongono gradualmente in modo ordinato e formano cristalli, determinando un notevole restringimento del volume. La sua dimensione è inferiore all'intervallo specificato, che è il cosiddetto-chiamato "restringimento".

Processo di stampaggio ad iniezione:

Nello stampaggio a iniezione, il restringimento può verificarsi a causa di una pressione di tenuta insufficiente, di una velocità di iniezione lenta, di una bassa temperatura dello stampo o del materiale o di un tempo di tenuta insufficiente.

Pertanto, quando si impostano i parametri del processo di stampaggio a iniezione, è essenziale verificare se le condizioni di stampaggio sono corrette e se la pressione di mantenimento è sufficiente per evitare il ritiro. In generale, estendere il tempo di mantenimento garantisce che il prodotto abbia tempo sufficiente per raffreddarsi e ricostituire la massa fusa.

Parti in plastica e struttura dello stampo

La causa principale del restringimento risiede nello spessore irregolare delle pareti dei prodotti in plastica. Un tipico esempio è che è molto probabile che si verifichi un ritiro sulle superfici delle nervature di rinforzo e dei pilastri di supporto. Inoltre, anche il design del canale dello stampo, le dimensioni del punto di iniezione e l'effetto di raffreddamento influiscono in modo significativo sul prodotto. Poiché la plastica ha una bassa capacità di trasferimento del calore, il raffreddamento è più lento quanto più ci si allontana dalla parete della cavità. Pertanto, a quel punto la cavità dovrebbe essere riempita con una quantità sufficiente di fusione. Ciò richiede che la vite della macchina per lo stampaggio a iniezione impedisca il riflusso e la riduzione della pressione durante l'iniezione o il mantenimento. Inoltre, se il canale dello stampo è troppo stretto, troppo lungo o il punto di iniezione è troppo piccolo e il raffreddamento è troppo rapido, il materiale fuso semi-solidificato bloccherà il canale o il punto di accesso, provocando un calo della pressione nella cavità e il ritiro del prodotto.

Infatti, plastiche diverse hanno tassi di restringimento diversi. La Tabella 3-2 mostra i tassi di ritiro delle plastiche comuni.

Tabella 3-2 Tassi di ritiro delle plastiche comuni:

Le cause e le soluzioni al ritiro sono mostrate nella Tabella 3-3:

Problemi e soluzioni

Dopo che il prodotto è stato sformato, si sono verificati aumenti localizzati di volume ed espansione in alcune posizioni specifiche, come mostrato nella Figura 3-9.

Le bolle nelle parti in plastica si verificano perché la plastica non completamente raffreddata e indurita rilascia gas sotto pressione interna, provocando l'espansione della parte. Per migliorare questo difetto è possibile adottare le seguenti misure:

① Raffreddamento efficace. I metodi includono l'abbassamento della temperatura dello stampo, l'estensione del tempo di apertura dello stampo e la riduzione delle temperature di essiccazione e plastificazione della plastica.

② Ridurre la velocità di riempimento dello stampo, accorciare il ciclo di stampaggio e ridurre la resistenza al flusso.

③ Aumentare la pressione di tenuta ed estendere il tempo di tenuta.

④ Miglioramento della struttura della parte per evitare aree localizzate di spessore eccessivo o variazioni significative di spessore.

③ In termini di progettazione della struttura della parte: ridurre le incoerenze di spessore e garantire il più possibile uno spessore della parete uniforme; evitare angoli acuti per evitare intrappolamenti d'aria.

In termini di progettazione dello stampo: aggiungere canali di ventilazione nel punto finale di riempimento del materiale fuso; riprogettare il sistema di porte e guide; assicurarsi che le prese d'aria siano sufficientemente grandi da consentire tempo e spazio sufficienti per la fuoriuscita del gas.

Condizioni di processo: ridurre la velocità di iniezione finale; impostare una temperatura ragionevole dello stampo ed estendere il tempo di apertura dello stampo; ottimizzare la pressione di iniezione e la pressione di mantenimento; ridurre la retrazione della vite per evitare che l'aria venga aspirata durante la retrazione e trasportata nel ciclo successivo dello stampo e ridurre la temperatura del materiale.

Ritiro (bolla di vuoto) e sue soluzioni

Le cavità da ritiro, note anche come bolle di vuoto o vuoti, compaiono generalmente nelle aree delle parti in plastica dove si accumulano grandi quantità di materiale fuso. Sono causati da un insufficiente rifornimento del materiale fuso durante il raffreddamento e il ritiro. Come mostrato nella Figura 3-10, le cavità da ritiro si verificano spesso nelle aree a pareti spesse delle parti in plastica, ad esempio all'intersezione delle nervature di rinforzo o dei pilastri di supporto con la superficie della parte.

Figura 3-10 Cavità da ritiro presenti sulla parte in plastica

Le cavità da ritiro nelle parti in plastica si verificano perché quando la massa fusa si solidifica, il volume si restringe più lentamente nelle aree più spesse, creando stress da trazione. Se la durezza superficiale del pezzo è insufficiente e non c'è materiale fuso per ricostituirlo, all'interno si formeranno dei vuoti. La causa delle cavità da ritiro è simile a quella del ritiro (o cavitazione), ma la differenza è che il ritiro provoca depressioni superficiali, mentre le cavità da ritiro formano vuoti interni. Le cavità da ritiro si verificano tipicamente in aree con pareti spesse-e sono principalmente legate alla velocità di raffreddamento dello stampo. Differenti velocità di raffreddamento del materiale fuso all'interno dello stampo determinano diversi gradi di ritiro in punti diversi. Se la temperatura dello stampo è troppo bassa, la superficie del fuso si raffredda rapidamente, trascinando il fuso più caldo presente nelle pareti più spesse verso le superfici circostanti, provocando cavità di ritiro.

Le cavità da ritiro nelle parti in plastica possono influenzarne la resistenza e le proprietà meccaniche. Se la parte è trasparente, anche le cavità da ritiro possono influenzarne l'aspetto. La chiave per migliorare le cavità da ritiro è il controllo della temperatura dello stampo.

Le cause e le soluzioni per le cavità da ritiro sono mostrate nella Tabella 3-4:

Sbavature dei bordi (bave, rifili) e soluzioni

Quando la plastica fusa viene estrusa dalla superficie di divisione dello stampo e si sfalda dal bordo del prodotto finito, questo fenomeno è chiamato bava, noto anche come bava, o semplicemente bava, come mostrato nelle Figure 3-11.

La Figura 3-11 mostra il fenomeno del traboccamento sulla parte in plastica.

La bava è un serio problema di qualità nello stampaggio a iniezione. Se la bava si stacca e aderisce alla superficie di divisione dello stampo e non viene pulita in tempo, il successivo bloccaggio dello stampo danneggerà gravemente la superficie di divisione, provocando la formazione di nuova bava. Pertanto, è necessario prestare particolare attenzione alla comparsa di bave durante il processo di stampaggio a iniezione.

Le cause della formazione di bave durante lo stampaggio a iniezione sono numerose, tra cui un'eccessiva pressione di iniezione, una velocità di iniezione finale-eccessivamente elevata, una forza di bloccaggio insufficiente, l'usura dei fori dei perni di espulsione o dei blocchi di scorrimento, superfici di separazione dello stampo irregolari (con spazi vuoti) e plastica con viscosità troppo bassa (come il nylon).

Tabella 3-5 Cause e soluzioni per l'overflow: