Il principio dello stampaggio ad iniezione di precisione utilizzando macchine per lo stampaggio ad iniezione

Di solito ci riferiamo allo stampaggio ad iniezione di precisione poiché l'accuratezza dell'aspetto dei prodotti stampati ad iniezione deve soddisfare rigide tolleranze dimensionali, tolleranze geometriche e rugosità superficiale. Per eseguire lo stampaggio a iniezione di precisione, devono esserci molte condizioni correlate e le più essenziali sono i quattro fattori di base di materiale plastico, stampo a iniezione, processo di stampaggio a iniezione e attrezzature per lo stampaggio a iniezione. Quando si progettano prodotti in plastica, è necessario selezionare prima i materiali plastici ingegneristici e, per i tecnopolimeri che possono essere sottoposti a stampaggio a iniezione di precisione, è necessario selezionare materiali con elevate proprietà meccaniche, dimensioni stabili, buona resistenza allo scorrimento e resistenza alla rottura da stress ambientale. In secondo luogo, è necessario selezionare le macchine per lo stampaggio a iniezione adatte in base al materiale plastico selezionato, all'accuratezza delle dimensioni del prodotto finito, al peso della parte, ai requisiti di qualità e alla struttura dello stampo prevista. Durante il processo di lavorazione, i fattori che influenzano i prodotti stampati ad iniezione di precisione provengono principalmente dalla temperatura dello stampo, dal controllo del processo di stampaggio ad iniezione, nonché dalla gamma di variazioni di temperatura e umidità ambientali nel sito di produzione e dal trattamento di ricottura dei prodotti acquistati .
In termini di stampaggio ad iniezione di precisione, gli stampi sono una delle chiavi per ottenere prodotti in plastica di precisione che soddisfino i requisiti di qualità. Gli stampi utilizzati per lo stampaggio ad iniezione di precisione devono soddisfare efficacemente i requisiti di dimensioni, precisione e forma del prodotto e i materiali dello stampo devono essere rigorosamente selezionati. Tuttavia, anche se la precisione e le dimensioni dello stampo sono coerenti, le dimensioni effettive dei prodotti in plastica stampati varieranno a causa delle differenze di restringimento. Pertanto, controllare efficacemente il tasso di restringimento dei prodotti in plastica è fondamentale nella tecnologia di stampaggio a iniezione di precisione.
La razionalità del design dello stampo a iniezione influisce direttamente sul tasso di restringimento dei prodotti in plastica. Poiché la dimensione della cavità dello stampo si ottiene sommando il tasso di restringimento stimato alle dimensioni del prodotto in plastica, il tasso di restringimento è un intervallo di valori consigliato dal produttore della plastica o dal manuale del tecnopolimero. Non è solo correlato alla forma del punto di iniezione, alla posizione del punto di iniezione e alla distribuzione dello stampo, ma anche all'orientamento del cristallo (anisotropia) dei tecnopolimeri La forma, le dimensioni, la distanza e la posizione rispetto al punto di iniezione dei prodotti in plastica sono strettamente correlate alla sistema di distribuzione del raffreddamento dello stampo. I principali fattori che influenzano il tasso di restringimento della plastica includono il ritiro termico, il ritiro a cambiamento di fase, il ritiro per orientamento, il ritiro per compressione e il recupero elastico, che sono correlati allo stampaggio o alle condizioni operative dei prodotti stampati ad iniezione di precisione. Pertanto, durante la progettazione degli stampi, è necessario considerare la relazione tra questi fattori di influenza e le condizioni di stampaggio a iniezione, nonché i loro fattori apparenti, come la pressione di stampaggio a iniezione e la pressione della cavità e la velocità di riempimento, la temperatura del fuso a iniezione e la temperatura dello stampo, la struttura dello stampo e forma e distribuzione del gate, nonché l'influenza dell'area della sezione trasversale del gate, lo spessore della parete del prodotto, il contenuto di riempitivi rinforzanti nelle materie plastiche, la cristallinità e l'orientamento delle materie plastiche. L'influenza dei fattori di cui sopra varia anche a causa di diversi materiali plastici, altre condizioni di stampaggio come temperatura, umidità, continua cristallizzazione, stress interno dopo lo stampaggio e cambiamenti nelle macchine per lo stampaggio a iniezione.
Grazie al processo di stampaggio ad iniezione, la plastica viene trasformata da solido (polvere o granulare) a liquido (fuso) e quindi a solido (prodotto). Dai materiali granulari alle fusioni, e poi dalle fusioni ai prodotti, ci sono campi di temperatura, campi di sollecitazione, campi di flusso e campi di densità nel mezzo. Sotto l'azione combinata di questi campi, diverse materie plastiche (termoindurenti o termoplastiche, cristalline o amorfe, rinforzate o non rinforzate, ecc.) presentano forme strutturali e proprietà reologiche differenti. Tutti i fattori che influenzano il suddetto "campo" influenzeranno inevitabilmente le proprietà fisiche e meccaniche, le dimensioni, la forma, l'accuratezza e la qualità dell'aspetto dei prodotti in plastica. In questo modo, la connessione intrinseca tra i fattori di processo e le prestazioni, la morfologia strutturale e i prodotti plastici dei polimeri si manifesterà attraverso i prodotti plastici. L'analisi di queste connessioni interne è di grande importanza per formulare ragionevolmente i processi di stampaggio a iniezione, progettare e produrre stampi secondo i disegni e persino selezionare le attrezzature per lo stampaggio a iniezione. Esistono anche differenze nella pressione di iniezione e nella velocità di iniezione tra lo stampaggio a iniezione di precisione e lo stampaggio a iniezione ordinario. Lo stampaggio ad iniezione di precisione utilizza spesso l'iniezione ad alta pressione o ad altissima pressione, l'iniezione ad alta velocità per ottenere un restringimento dello stampaggio minore. Sulla base delle ragioni di cui sopra, nella progettazione di stampi ad iniezione di precisione, oltre a considerare gli elementi di progettazione degli stampi generici, devono essere considerati anche i seguenti punti: ① adozione di adeguate tolleranze dimensionali dello stampo; ② Prevenire il verificarsi di errori di restringimento dello stampaggio; ③ Prevenire la deformazione dello stampaggio ad iniezione; ④ Prevenire la deformazione della sformatura; ⑤ Ridurre al minimo gli errori di fabbricazione dello stampo; ⑥ Prevenire errori nella precisione dello stampo; ⑦ Mantenere la precisione dello stampo.
Il tasso di restringimento varierà a causa della pressione di iniezione, pertanto, per gli stampi a cavità singola, la pressione della cavità all'interno della cavità dovrebbe essere il più costante possibile; Per quanto riguarda gli stampi multicavità, la differenza di pressione tra le cavità dovrebbe essere molto piccola. Nel caso di singola cavità con più punti di iniezione o più cavità con più punti di iniezione, è necessario iniettare alla stessa pressione di iniezione per garantire una pressione della cavità costante. Per ottenere ciò, è necessario assicurarsi che la posizione del cancello sia bilanciata. Per mantenere una pressione costante nella cavità dello stampo, è meglio mantenere una pressione costante all'ingresso del punto di iniezione. L'equilibrio di pressione alla saracinesca è correlato alla resistenza al flusso nel canale. Quindi, prima che la pressione del cancello raggiunga l'equilibrio, il flusso dovrebbe essere bilanciato per primo.
A causa dell'influenza della temperatura di fusione e della temperatura dello stampo sull'effettivo tasso di restringimento, è necessario prestare attenzione alla disposizione delle cavità quando si progettano cavità di stampaggio ad iniezione di precisione per facilitare la determinazione delle condizioni di stampaggio. Poiché la plastica fusa porta calore nello stampo, la distribuzione del gradiente di temperatura dello stampo è generalmente attorno alla cavità, in una forma concentrica con il canale principale al centro.
Pertanto, sono necessarie misure di progettazione come canali di flusso bilanciati, disposizione delle cavità e disposizione circolare concentrica centrata sul canale di flusso principale per ridurre l'errore di restringimento tra ciascuna cavità, espandere la gamma consentita di condizioni di formatura e ridurre i costi. La disposizione della cavità degli stampi ad iniezione di precisione deve soddisfare i requisiti dei canali di flusso bilanciati e della disposizione centrata con il canale di flusso principale e deve adottare una disposizione della cavità con il canale di flusso principale come linea simmetrica, altrimenti causerà differenze nel tasso di restringimento di ciascuna cavità.
A causa dell'impatto significativo della temperatura dello stampo sul tasso di restringimento dello stampaggio, nonché dell'impatto diretto sulle proprietà meccaniche dei prodotti stampati a iniezione, è inoltre necessario mantenere lo stampo entro l'intervallo di temperatura specificato e garantire che la temperatura dello stampo non cambiare nel corso del tempo. La differenza di temperatura tra le cavità di uno stampo multicavità non deve variare. Pertanto, le misure di controllo della temperatura per il riscaldamento o il raffreddamento dello stampo devono essere prese nella progettazione dello stampo e, al fine di ridurre al minimo la differenza di temperatura tra le cavità dello stampo, è necessario prestare attenzione alla progettazione del circuito di raffreddamento del controllo della temperatura. Nel circuito di controllo della temperatura della cavità e del nucleo, ci sono principalmente due metodi di connessione: raffreddamento in serie e raffreddamento in parallelo.
Dal punto di vista dell'efficienza dello scambio termico, il flusso dell'acqua di raffreddamento dovrebbe essere turbolento. Tuttavia, in un circuito di raffreddamento in parallelo, la portata in un circuito che diventa uno shunt è inferiore a quella di un circuito di raffreddamento in serie, il che può determinare un flusso laminare e la portata effettiva che entra in ciascun circuito potrebbe non essere necessariamente la stessa. A causa della stessa temperatura dell'acqua di raffreddamento che entra in ogni circuito, anche la temperatura di ciascuna cavità dello stampo dovrebbe essere la stessa. Tuttavia, in realtà, a causa delle diverse portate in ciascun circuito e della diversa capacità di raffreddamento di ciascun circuito, la temperatura di ciascuna cavità dello stampo non può essere costante. Lo svantaggio dell'utilizzo di un circuito di raffreddamento in serie è che la resistenza al flusso dell'acqua di raffreddamento è elevata e vi è una differenza significativa nella temperatura dell'acqua di raffreddamento all'ingresso della cavità anteriore rispetto a quella all'ingresso dell'ultima cavità. La differenza di temperatura tra l'ingresso e l'uscita dell'acqua di raffreddamento varia a seconda della portata. Per piccoli stampi ad iniezione di precisione per la lavorazione di parti in plastica, generalmente considerando la riduzione dei costi dello stampo, è più adatto utilizzare un circuito di raffreddamento in serie. Se le prestazioni del regolatore di regolazione della temperatura dello stampo (macchina) utilizzato possono controllare il flusso dell'acqua di raffreddamento entro 2 gradi, anche la differenza di temperatura massima di ciascuna cavità può essere mantenuta entro un intervallo di 2 gradi.
La cavità e l'anima dello stampo devono disporre di un proprio sistema di circuito dell'acqua di raffreddamento. Nella progettazione del circuito di raffreddamento, a causa delle diverse quantità di calore assorbite dalla cavità e dal nucleo, varia anche la resistenza termica della struttura del circuito, determinando una differenza di temperatura significativa tra la temperatura dell'acqua all'ingresso della cavità e del nucleo . Se si utilizza lo stesso sistema, anche la progettazione del circuito di raffreddamento è più difficile. Generalmente, i piccoli stampi a iniezione per parti in plastica hanno anime molto piccole, rendendo difficile l'utilizzo di un sistema di raffreddamento ad acqua. Se possibile, il nucleo può essere realizzato in materiale di bronzo e, per i nuclei in bronzo al berillio solido, può essere utilizzato il metodo del raffreddamento plug-in. Inoltre, quando si adottano misure per prevenire la deformazione dei prodotti stampati a iniezione, si spera anche di mantenere una certa differenza di temperatura tra la cavità e il nucleo. Pertanto, durante la progettazione del circuito di raffreddamento per la cavità e il nucleo del succo, dovrebbe essere possibile regolare e controllare la temperatura separatamente. Al fine di mantenere la precisione dello stampo sotto la pressione di iniezione e la forza di bloccaggio, durante la progettazione della struttura dello stampo è necessario considerare la fattibilità della molatura, molatura e lucidatura delle parti della cavità. Sebbene la lavorazione della cavità e del nucleo abbia raggiunto requisiti di alta precisione e sia previsto il tasso di restringimento, a causa della deviazione centrale durante lo stampaggio, le dimensioni rilevanti dei lati interno ed esterno dei prodotti formati sono difficili da soddisfare i requisiti di progettazione di componenti in plastica. Al fine di mantenere la precisione dimensionale delle cavità mobili e fisse dello stampo sulla superficie di divisione, oltre a impostare i pilastri di guida e i manicotti di guida comunemente usati per il centraggio, è necessario installare anche perni di posizionamento conici o blocchi a forma di cuneo per garantire precisione di posizionamento accurata e affidabile.
I materiali utilizzati per la produzione di stampi ad iniezione di precisione devono essere acciai per utensili legati di alta qualità con elevate proprietà meccaniche e basso scorrimento termico. I materiali dello stampo per la produzione di cavità e guide dovrebbero essere materiali con elevata durezza, buona resistenza all'usura, forte resistenza alla corrosione e resistenza alla deformazione termica che hanno subito un rigoroso trattamento termico. Allo stesso tempo, va considerata anche la difficoltà e l'economia delle lavorazioni meccaniche ed elettriche. Per evitare cambiamenti nella precisione dimensionale dello stampo a causa di variazioni di invecchiamento, è necessario specificare il trattamento di rinvenimento o il trattamento a bassa temperatura per ridurre la struttura residua dell'austenite del materiale dello stampo durante il trattamento termico durante la progettazione dello stampo. Per le parti vulnerabili degli stampi ad iniezione di precisione, in particolare la cavità, il nucleo e altre parti vulnerabili, la possibilità di riparazione dovrebbe essere considerata durante la progettazione per mantenere un'elevata precisione dopo la riparazione dello stampo.
La tecnologia di stampaggio a iniezione di precisione è la tecnologia di produzione principale e chiave per i componenti in plastica e la progettazione di stampi a iniezione di precisione è la parte principale di questa tecnologia di produzione. La progettazione ragionevole di stampi ad iniezione di precisione è la base e il prerequisito necessario per ottenere prodotti di precisione. Determinando ragionevolmente le dimensioni e la tolleranza dello stampo, adottando misure tecniche per prevenire errori di restringimento, deformazione da iniezione, deformazione da sformatura, tracimazione del bordo, ecc. nei prodotti stampati a iniezione e garantendo l'accuratezza dello stampo e adottando il corretto processo di stampaggio a iniezione di precisione, ingegneria delle materie plastiche, attrezzature per l'iniezione di precisione e componenti del barilotto della vite per stampaggio a iniezione di precisione, è possibile ottenere il miglior abbinamento!