La progettazione di parti in plastica è un'attività complessa in cui entrano in gioco numerosi fattori che devono soddisfare una serie di requisiti. "Come deve essere utilizzata la parte?" "Qual è il suo ruolo rispetto alle altre parti dell'assieme?" "A quali carichi verrà sottoposta durante l'utilizzo?" Nella progettazione di una parte in plastica stampata a iniezione, oltre ai problemi di natura funzionale e strutturale, rivestono un ruolo importante i problemi legati al processo. Il modo in cui la plastica fusa entra nella cavità, la riempie e si raffredda al suo interno per formare la parte, determina la forma che devono assumere i dettagli. Seguendo alcune regole di base sulla progettazione di parti stampate a iniezione, si riuscirà a realizzare una parte che, oltre ad essere più facile da produrre e assemblare, in genere sarà molto più durevole. La divisione della parte in gruppi base consentirà di creare la parte in modo logico, riducendo al contempo i problemi di stampaggio. Nel corso dello sviluppo di una parte, è necessario tenere sempre presente come la parte viene stampata e che cosa si può fare per ridurre le sollecitazioni.

Indice

(a) Applicazioni
(b) Polimeri più adatti per lo stampaggio a iniezione
(c) Apparecchiature per lo stampaggio a iniezione
(d) Processo di stampaggio a iniezione
(e) Ciclo di stampaggio a iniezione
(f) Diversi tipi di processi di stampaggio a iniezione
(g) Sollecitazione
(h) Punto di iniezione
(i) Punti di iniezione comuni
(j) Posizione dei punti
(k) Spessore della parete
(l) Bozza
(m) Segni di avvallamento e risucchio
(n) Trame superficiali
(o) Linee di separazione
(p) Comuni difetti nello stampaggio

Applicazioni  (^ Torna all'inizio)

Lo stampaggio a iniezione in plastica è il processo preferibile per la produzione di parti in plastica. Lo stampaggio a iniezione viene utilizzato per creare molte cose come alloggiamenti elettronici, contenitori, tappi di bottiglia, interni auto, pettini e la maggior parte dei prodotti di plastica in uso oggi. È ideale per la produzione di elevati volumi di parti in plastica in quanto in ciascun ciclo possono essere prodotte diverse parti utilizzando gli stampi a iniezione multi-cavità. Alcuni vantaggi dello stampaggio a iniezione sono l'altissima precisione, la ripetibilità, la possibilità di utilizzare svariati materiali, il basso costo del lavoro, gli scarti minimi e la ridottissima esigenza di operare finitura delle parti dopo lo stampaggio. Alcuni svantaggi di questo processo sono l'investimento oneroso iniziale per attrezzature e le limitazioni del processo.

Polimeri più adatti per lo stampaggio a iniezione  (^ Torna all'inizio)

Può essere utilizzata la maggior parte dei polimeri, inclusi tutti i materiali termoplastici e alcuni elastomeri. Sono disponibili decine di migliaia di materiali differenti per lo stampaggio a iniezione. I materiali disponibili mescolati con leghe o miscele di materiali precedentemente sviluppati permettono ai progettisti di scegliere tra una vasta selezione di materiali per trovarne uno che possiede in modo esatto le proprietà richieste. I materiali sono scelti in base alla resistenza e alla funzione richiesta dalla parte finale, ma ogni materiale presenta diversi parametri di stampaggio che devono essere tenuti in considerazione. Polimeri comuni come nylon, polietilene e polistirolo sono in materiale termoplastico.

Apparecchiature per lo stampaggio a iniezione  (^ Torna all'inizio)

Macchina per stampaggio a iniezione:

Le macchine per lo stampaggio a iniezione, anche note come presse, sono costituite da una tramoggia, un pistone di iniezione o uno stantuffo a vite e da una unità di riscaldamento. Lo stampo è fissato al piano della macchina per lo stampaggio, e la plastica è iniettata nello stampo attraverso il foro di colata. Le presse vengono classificate in base al tonnellaggio, ovvero il calcolo della forza di chiusura che la macchina è in grado di esercitare. Questa forza mantiene lo stampo chiuso durante il processo di iniezione. Il tonnellaggio può variare da meno di 5 tonnellate a 6.000 tonnellate, anche se le presse di tonnellaggio più alto vengono utilizzate raramente. La forza totale di chiusura necessaria è determinata dall'area proiettata della parte personalizzata da ottenere per stampaggio. Questa superficie proiettata viene moltiplicata per una forza di chiusura da 2 a 8 tonnellate per ogni pollice quadrato delle aree di proiezione. Come regola generale, 4 o 5 tonnellate/pollice possono essere utilizzate per la maggior parte dei prodotti. Se il materiale plastico è molto rigido, richiederà una maggiore pressione di iniezione per riempire lo stampo, dunque in questo caso è necessario più tonnellaggio per tenere lo stampo chiuso. La forza necessaria può essere determinata anche in base al materiale utilizzato e alle dimensioni della parte, con i pezzi di plastica più grandi che richiedono maggiore forza di serraggio.

Stampo:

Stampo o matrice sono termini che si riferiscono agli utensili o strumenti utilizzati per produrre parti in plastica per stampaggio. Tradizionalmente, gli stampi per iniezione sono sempre stati molto costosi ed erano usati solo per le applicazioni produttive di volumi molto elevati dove si prevedeva la produzione di migliaia di parti. Gli stampi vengono realizzati in acciaio temprato, acciaio pretemprato, alluminio e/o in una lega di berillio-rame. La scelta del materiale per realizzare uno stampo è principalmente di natura economica. Gli stampi in acciaio generalmente costano di più ma offrono una vita utile più lunga che consente di spalmare il costo iniziale superiore su un numero di parti prodotte più elevato prima che si usurino. Gli stampi in acciaio pretemprato sono meno resistenti all'usura e vengono utilizzati principalmente per bassi volumi di produzione o componenti più grandi. La durezza dell'acciaio pretemprato è pari a circa 38-45 sulla scala di Rockwell-C. Gli stampi in acciaio temprato vengono sottoposti a un trattamento termico che ne migliora la resistenza all'usura e la durata. La durezza tipica varia da 50 a 60 nella scala di Rockwell-C (HRC).

Gli stampi in alluminio costano sostanzialmente meno di quelli in acciaio e, quando viene utilizzato alluminio di qualità superiore come l'alluminio di tipo aeronautico QC-7 e QC-10 insieme a moderne apparecchiature computerizzate, essi possono essere convenienti dal punto di vista economico per la realizzazione di centinaia di migliaia di parti. Gli stampi in alluminio offrono inoltre tempistiche molto ridotte e cicli più veloci grazie alla migliore dissipazione del calore. Inoltre, possono essere rivestiti per aumentarne la resistenza ai materiali rinforzati con fibra di vetro. Il berillio-rame viene utilizzato nelle zone dello stampo che richiedono una rapida rimozione del calore o nelle aree che prevedono una generazione maggiore di calore di taglio.

Processo di stampaggio a iniezione  (^ Torna all'inizio)

Con lo stampaggio a iniezione, la plastica granulare viene erogata per gravità da una tramoggia in un cilindro riscaldato. Man mano che i granuli vengono lentamente convogliati in avanti da uno stantuffo a vite, la plastica viene spinta in una camera riscaldata denominata comunemente cilindro o fusto, dove viene fusa. Mentre lo stantuffo avanza, la plastica fusa viene spinta attraverso un ugello fissato alla boccola della materozza dello stampo, consentendo in questo modo alla plastica fusa di entrare nella cavità attraverso un gate e un sistema di colata. Lo stampo resta a una temperatura prefissata in modo che la plastica possa solidificarsi non appena lo stampo viene riempito.

Ciclo di stampaggio a iniezione  (^ Torna all'inizio)

La sequenza di eventi durante lo stampaggio a iniezione di una parte in plastica viene denominata ciclo dello stampaggio a iniezione. Il ciclo inizia quando lo stampo si chiude, il che è seguito poi dall'iniezione del polimero nella cavità dello stampo. Una volta riempita la cavità, viene mantenuto un certo valore di pressione per compensare le variazioni volumetriche del materiale. Nella fase che segue, la vite ruota per far avanzare la stampata successiva verso la vite anteriore. Questo fa sì che, nel momento in cui si prepara la stampata successiva, la vite si ritragga. Una volta che la parte è sufficientemente fredda, lo stampo si apre e la parte viene espulsa.

Diversi tipi di processi di stampaggio a iniezione  (^ Torna all'inizio)

Sebbene la maggior parte dei processi di stampaggio rientrino nella descrizione del processo convenzionale riportata in precedenza, esistono numerose importanti variazioni relative allo stampaggio, tra cui: 

  • Stampaggio a co-iniezione (sandwich)
  • Stampaggio a iniezione con nucleo fusibile (perso, solubile)
  • Stampaggio a iniezione assistito da gas
  • Decorazione all'interno dello stampo e laminazione interna allo stampo
  • Stampaggio per iniezione-compressione
  • Stampaggio a iniezione di gomma siliconica liquida
  • Stampaggio "Insert/Outsert"
  • Stampaggio a iniezione lamellare (microlayer)
  • Stampaggio a iniezione a bassa pressione
  • Stampaggio a microiniezione
  • Stampaggio microcellulare
  • Stampaggio a iniezione multicomponente (overmolding)
  • Stampaggio a iniezione multiplo "live-feed"
  • Stampaggio a iniezione con polveri
  • Stampaggio a iniezione Push-Pull
  • Stampaggio a iniezione con reazione
  • Resin transfer molding (RTM)
  • Tecnica del rheomolding
  • Stampaggio a iniezione con schiuma strutturale
  • Stampaggio a iniezione con reazione strutturale
  • Stampaggio parete sottile
  • Stampaggio a iniezione a vibrazione con gas
  • Stampaggio a iniezione assistito con acqua
  • Iniezione gomma

Sollecitazione  (^ Torna all'inizio)

Il principale nemico di qualunque parte in plastica stampata per iniezione è costituito dalle sollecitazioni. Quando una resina plastica (che contiene lunghe catene di molecole) viene fusa nella fase di preparazione per lo stampaggio, il calore e la forza di taglio dell'estrusore spezzano temporaneamente i legami molecolari, consentendo così alle molecole di passare nello stampo. Utilizzando la pressione, la resina viene spinta nello stampo, andando a riempire ogni singola parte di esso. Man mano che le molecole vengono spinte a riempire ogni particolare dello stampo, vengono costrette a piegarsi e distorcersi per andare a formare la parte da realizzare. Percorrere angoli molto acuti comporta maggiori sollecitazioni sulle molecole, rispetto ai percorsi lineari o con angoli ampi. Inoltre, anche il passaggio brusco da una caratteristica all'altra comporta sollecitazioni elevate per le molecole.

Mentre il materiale si raffredda e i legami molecolari riportano la resina allo stato solido, le sollecitazioni vengono "bloccate" nella parte. Le sollecitazioni/stress relative alla parte possono causare deformazioni, segni di affossamento, fessurazioni, rotture premature o altri problemi.

Sebbene alcune sollecitazioni in una parte stampata a iniezione siano prevedibili, è necessario progettare le parti in modo da ridurre le sollecitazioni il più possibile. Alcuni modi di farlo prevedono l'aggiunta di transizioni dolci e regolari tra le varie caratteristiche (feature) nonché l'utilizzo di parti arrotondate e raccordi nelle aree potenzialmente soggette a sollecitazioni elevate.

Punti di iniezione  (^ Torna all'inizio)

Ciascun progetto di stampo per iniezione deve prevedere un punto di iniezione, ovvero un'apertura che consenta alla plastica fusa di essere iniettata nella cavità dello stampo. Il tipo di punto di iniezione, il design e la posizione possono avere effetti sul riempimento nello stampo, sulla rimozione del punto di iniezione o sull'aspetto della parte stessa, sulle dimensioni della parte e la sua distorsione.

Tipi di punti di iniezione
Esistono due tipi di punti di iniezione nello stampaggio a iniezione; a rimozione manuale e automatica.

Punti di iniezione ad attivazione manuale:

Questi tipi di punti di iniezione richiedono la presenza di un operatore per la separazione dai rami di colata dopo ogni ciclo. Il distacco manuale viene scelto per vari motivi:

  • Il gate è troppo ingombrante per essere gestito automaticamente dalla macchina
  • Materiali sensibili al taglio come il PVC non possono essere esposti a elevati valori della velocità di taglio
  • La distribuzione del flusso per determinati forme richiede una distribuzione simultanea sulla parte anteriore

Rimozione automatica delle materozze

Questi tipi di gate includono nell'attrezzatura funzionalità di rottura o taglio del punto di iniezione nella fase di espulsione della parte. La rimozione automatica viene utilizzata per vari motivi:

  • Evitare la rimozione del gate come operazione secondaria, riducendo così i costi
  • Mantenere tempi di ciclo uniformi per tutte le parti
  • Riduzione al minimo dei segni dei punti di iniezione sui pezzi stampati

Progettazione più comuni dei punti di iniezione  (^ Torna all'inizio)

Il fattore più importante da considerare quando si sceglie il tipo di gate per la propria applicazione è il posizionamento. Esistono molti modi diversi per il posizionamento dei punti di iniezione, a seconda della dimensione e della forma della parte. Di seguito sono riportati quattro dei posizionamenti più diffusi utilizzati dai clienti Quickparts:

Il punto di iniezione laterale rappresenta il design più comune. Come indica il nome, questo punto di iniezione si trova sul bordo della parte ed è ideale per parti piatte. I punti di iniezione a linguetta sono ideali per sezioni medie e spesse e possono essere utilizzati su utensili a due piastre multicavità. Tale punto di iniezione lascerà un segno in corrispondenza della linea di separazione.

Il punto di iniezione inferiore (Sub Gate) è l'unico punto di iniezione a rimozione automatica dell'elenco. Per la rimozione automatica di tale punto di iniezione saranno necessari i perni di espulsione. I punti di iniezione inferiori sono abbastanza comuni e presentano diverse varianti come il punto di iniezione a banana, a tunnel e "smiley", solo per citarne alcuni. Il Sub Gate consente di uscire dalla linea di separazione, offrendo maggiore flessibilità per posizionare il punto stesso in una posizione ottimale sulla parte. Tale punto di iniezione lascia sulla parte un segno delle dimensioni del perno.

Il punto di iniezione caldo è il più comune di tutti i punti di iniezione su ramo di colata caldo. I punti di iniezione a caldo si trovano in genere nella parte superiore della parte, anziché sulla linea di separazione, e sono ideali per forme arrotondate e coniche in cui è necessario un flusso uniforme. Tale punto di iniezione lascia sulla superficie della parte una piccola protuberanza. I punti di iniezione a caldo vengono utilizzati solo con i sistemi di stampaggio a canale caldo. Ciò significa che, a differenza dei sistemi a canale freddo, la plastica viene iniettata nello stampo mediante un ugello riscaldato e poi raffreddata fino al raggiungimento dello spessore e della forma appropriati.

Il punto di iniezione diretto o mediante materozza è un punto di iniezione a rimozione manuale utilizzato per gli stampi di singole cavità di parti cilindriche di grandi dimensioni che richiedono un riempimento simmetrico. I punti di iniezione diretti sono i più facili da progettare e presentano bassi requisiti in termini di costi e manutenzione. Le parti con punti di iniezione diretti sono soggette a minori sollecitazioni e sono caratterizzate da un'elevata resistenza. Tale punto di iniezione lascia sulla parte un grande segno in corrispondenza del punto di contatto.

Posizione dei punti di iniezione  (^ Torna all'inizio)

Per evitare problemi in relazione alla posizione del gate, di seguito sono riportate le linee guida per scegliere la(e) posizione(i) corretta:

  • Posiziona i gate in corrispondenza della sezione trasversale più robusta per ridurre al minimo vuoti e avvallamenti.
  • Riduci al minimo le ostruzioni nel percorso fluido ponendo i gate distanti da anime e perni.
  • Verifica che le sollecitazioni relative al gate siano in un'area che non influenzi estetica e funzionamento della parte.
    • Se si utilizza plastica con un elevato grado di ritiro, la parte potrebbe restringersi vicino al punto di iniezione, causando deformazioni in caso di elevata sollecitazione in corrispondenza del punto di iniezione
  • Assicurati che sia possibile rimuovere i gate manualmente o automaticamente.
  • Il punto di iniezione deve ridurre al minimo il percorso del materiale fluido per evitare che restino segni visibili.
  • In alcuni casi potrebbe essere necessario aggiungere un secondo gate per riempire adeguatamente le parti.
  • Nel caso si verifichino problemi con le parti con pareti sottili, è bene aggiungere canali di flusso o effettuare regolazioni dello spessore delle pareti per correggere il flusso.

I gate variano per forma e dimensioni in funzione del tipo di plastica utilizzata e delle dimensioni della parte. Le parti di grandi dimensioni richiedono punti di iniezione più grandi per consentire un flusso di resina maggiore allo scopo di ridurre il tempo di riempimento. I gate piccoli presentano un aspetto migliore ma richiedono più tempo oppure necessitano di una pressione maggiore per il corretto riempimento.

Spessore della parete  (^ Torna all'inizio)

Prima dell'espulsione, le parti stampate per iniezione vengono adeguatamente raffreddate in modo che mantengano la forma una volta scaricate. Durante la fase di raffreddamento nel processo di stampaggio, le variazioni di pressione, velocità e viscosità plastica devono essere ridotte al minimo per evitare difetti. Vi sono alcuni aspetti maggiormente importanti in questa fase rispetto allo spessore delle pareti. Questa funzionalità può influire pesantemente sui costi, sulla velocità di produzione e sulla qualità delle parti finali.

Giusto spessore della parete:

Scegliere lo spessore della parete adeguato per la parte può avere effetti molto importanti sul costo e sulla velocità di produzione. Sebbene non vi sia alcun tipo di limitazione sullo spessore delle pareti, lo scopo di solito è di scegliere lo spessore minimo possibile. Una parete più sottile utilizza meno materiale, il che riduce i costi e richiede un tempo minore per il raffreddamento, riducendo così il tempo di ciclo.

Lo spessore minimo della parete che può essere utilizzato dipende dalle dimensioni e dalla geometria della parte, dai requisiti strutturali e dal comportamento del flusso della resina. Lo spessore della parete di una parte stampata per iniezione è in genere compreso tra 2 mm e 4 mm (0,080" – 0,160"). Lo stampaggio a iniezione delle pareti è in grado di realizzare pareti con uno spessore pari a 0,5 mm (0,020"). Nella tabella sotto riportata vengono mostrati gli spessori consigliati delle pareti per le comuni resine per lo stampaggio a iniezione.

Spessore della parete uniforme:

Le sezioni spesse richiedono un tempo di raffreddamento maggiore rispetto a quelle sottili. Durante il processo di raffreddamento, se le pareti presentano spessore non costante, le pareti più sottili si raffreddano prima mentre le pareti spesse sono ancora in fase di solidificazione. A mano a mano che la sezione spessa si raffredda, questa si ritira intorno alla sezione più sottile già solida. Ciò causa la deformazione, la distorsione o la fessurazione in corrispondenza dei punti di incontro delle due sezioni. Per evitare questo problema, è necessario provare a progettare parti con pareti completamente uniformi. Quando non sono possibili pareti uniformi, la modifica dello spessore deve essere quanto più graduale possibile. Le variazioni dello spessore delle pareti non deve superare il 10% nelle plastiche ad alto restringimento. Le transizioni di spessore devono essere graduali, nell'ordine da 3 a 1. Questa transizione graduale evita le concentrazioni di sollecitazioni e le repentine differenze nel raffreddamento.

Alternative:

Se la tua parte è così complessa da richiedere variazioni dello spessore della parete, è bene cercare un'alternativa. Potresti ricorrere a fessure e nervature. In ogni caso, cerca di non effettuare transizioni tra sezioni più spesse e più sottile in modo troppo repentino. Cerca di utilizzare una transizione graduale o angoli smussati per ridurre al minimo le brusche variazioni di pressione all'interno dello stampo.

Sformo  (^ Torna all'inizio)

La maggior parte delle parti in plastica stampate per iniezione include caratteristiche come pareti esterne e nervature interne, formate contrapponendo superfici di metallo all'interno dello stampo chiuso. Per il rilascio corretto della parte quando lo stampo viene aperto, le pareti laterali dello stampo vengono rastremate nella direzione di apertura. Tale rastremazione viene anche chiamata "sformo". Tale sformo consente alla parte di liberarsi dello stampo non appena lo stampo viene aperto. La quantità di sformo necessaria può dipendere dalla finitura superficiale dello stampo. Una superficie dello stampo liscia e lucidata consentirà un'espulsione della parte con minore sformo rispetto a una superficie convenzionale.

Prendi in considerazione la fabbricazione della scatola in plastica vuota raffigurata sulla destra. Una volta indurita la plastica intorno allo stampo, lo stampo deve essere rimosso. Mentre la plastica si indurisce, si contrae leggermente. Affusolando i lati dello stampo con un angolo di sformo appropriato, lo stampo sarà più facile da rimuovere.

Lo sformo richiesto (in gradi) varierà in base alla geometria e ai requisiti della texture superficiale della parte. Di seguito sono riportate numerose regole per l'uso appropriato dello sformo:

  • Assicurati di aggiungere lo sformo al tuo modello CAD 3D.
  • Utilizza almeno 1 grado di sformo su tutte le facce "verticali"
  • Sono necessari 1 ½ gradi di sformo per texture leggere
  • 2 gradi di sformo sono sufficienti per la maggior parte delle situazioni
  • 3 gradi di sformo rappresentano il minimo per lo shutoff (scorrimento di metallo su metallo)
  • Sono necessari 3 gradi di sformo per le texture medie

 

Segni di avvallamento o risucchio  (^ Torna all'inizio)

Quando la sostanza fusa fluisce nello stampo di iniezione, le sezioni spesse non si raffreddano con la stessa velocità del resto della parte poiché il materiale più spesso viene isolato dalla superficie esterna della plastica a raffreddamento più veloce. Quando si raffredda la parte interna, si restringe con una velocità diversa rispetto al rivestimento esterno già raffreddato. Questa differenza della velocità di raffreddamento causa una ritrazione verso l'interno che determina un segno di risucchio sulla superficie esterna della parte, o peggio, la deforma completamente. Oltre ad essere poco accattivante, il segno di risucchio rappresenta inoltre una sollecitazione aggiuntiva presente nella parte. Altre aree meno visibili dove possono verificarsi questi problemi sono gli angoli, nervature, parti rialzate. Tali elementi vengono spesso trascurati perché né questi elementi né la parte stessa sono troppo spessi; tuttavia, l'intersezione dei due può causare problemi.

Un modo di evitare segni consiste nella eliminazione del materiale interno nelle sezioni solide della parte per ridurre lo spessore delle pareti. Se la resistenza di una parte solida è una condizione indispensabile, è possibile utilizzare una trama di nervature all'interno dell'area cava per aumentare la resistenza ed evitare segni di affossamento sul pezzo. Come regola generale, assicurati che le nervature di supporto e le parti in rilievo non superino il 60% dello spessore della parete nominale. Inoltre, possono essere utilizzate texture per nascondere piccoli segni di affossamento.

Trame superficiali  (^ Torna all'inizio)

La testurizzazione è un processo utilizzato per applicare motivi alla superficie dello stampo. Questo processo consente flessibilità nella creazione dell'aspetto finale delle parti. La testurizzazione costituisce parte integrante dello sviluppo complessivo del prodotto e deve essere tenuta in considerazione durante il processo di progettazione per ottenere i risultati desiderati. La texture può essere anche una componente funzionale del progetto. Parti imperfette possono essere camuffate con la texture corretta. La parte è progettata per una manipolazione frequente? La texture può essere usata per nascondere impronte digitali e migliorare la presa per l'utente finale. La texture può essere utilizzata per ridurre l'usura della parte dovuta all'attrito.

Sono disponibili varie texture per le parti ottenute per stampaggio a iniezione come:

  • Naturale/esotica
  • Finiture opache
  • Motivi multi-gloss
  • Fusioni
  • Grafici
  • Zigrinatura della pelle/pellame
  • Venatura del legno, ardesia e ciottoli
  • Forme geometriche e linee
  • Texture a strati per creare nuovi look
  • Immagini o loghi incorporati nel motivo

Quando si applica una trama superficiale (o texture), il disegno CAD deve essere modificato per contenere questa variazione della superficie. Se la texture di trova su una superficie perpendicolare o ad angolo rispetto all'apertura dello stampo, non è necessaria alcuna modifica dello sformo. Tuttavia, se la texture di trova su una superficie parallela rispetto all'apertura dello stampo, è necessario uno sformo maggiore per evitare di dover rimuovere gli eventuali segni lasciati durante l'espulsione della parte. Texture diverse hanno impatti diversi sulla parte stampata. Come regola generale quando si progettano texture sono necessari 1,5 gradi di sformo per ciascuna profondità di finitura della texture pari a 0,001".

Linee di divisione  (^ Torna all'inizio)

Una "linea di divisione" è una linea di separazione sulla parte in corrispondenza del punto di incontro delle due metà dello stampo. Tale linea indica in realtà il "piano" di separazione che attraversa la parte. Sebbene nelle parti semplici questo piano può essere una superficie semplice e piatta, si tratta spesso di una forma complessa che traccia il perimetro della parte attorno alle diverse caratteristiche che formano la "silhouette" esterna della parte stessa. Le linee di separazione si possono riscontrare anche nel punto di incontro di due pezzi qualsiasi di uno stampo. Tali pezzi possono includere perni per azioni complementari, inserti e carrelli. Le linee di separazione non si possono evitare: sono presenti in ogni parte. Durante la progettazione di una parte, è necessario tenere presente che il materiale fuso fluirà sempre in direzione della linea di separazione perché è il punto in cui è più facile che avvenga la fuoriuscita o lo "sfiato" dell'aria spostata dal riempimento.

Difetti comuni dello stampaggio  (^ Torna all'inizio)

Lo stampaggio a iniezione è una tecnologia complessa con potenziali problemi di produzione. Tali problemi possono essere causati da difetti dello stampo o più spesso dall'elaborazione della parte (stampaggio)

Difetti dello stampaggio Nome alternativo Descrizioni Cause

Bolla Formazione di bolle o zone elevate o a strati sulla superficie della parte in plastica Stampo o materiali troppo caldi, spesso causati da un raffreddamento insufficiente intorno allo stampo o da un riscaldatore difettoso

Segni di bruciatura Bruciatura da aria/gas Aree bruciate nere o marroni sulla parte in plastica situata nei punti più lontani dal punto di iniezione, mancata ventilazione dello stampo, velocità di iniezione troppo alta

Strisce di colore (US) Variazioni di colore localizzate Il materiale e il colorante non sono stati mescolati correttamente oppure il materiale è terminato e sta iniziando a fuoriuscire solo come naturale

Delaminazione Sottili strati simili alla mica che si formano sulla parete della parte. Contaminazione del materiale ad es. PP mescolato con ABS, cosa molto pericolosa se la parte viene utilizzata per una applicazione in cui la sicurezza è fondamentale, poiché il materiale che si delamina presenta una resistenza molto bassa per l'impossibilità di legare i materiali

Bave Materiale in eccesso in uno strato sottile che supera la geometria della parte. Stampo danneggiato, velocità di iniezione eccessiva o troppo materiale iniettato, forza di serraggio troppo bassa. Il problema può essere inoltre causato da sporco o contaminanti sulle superfici di chiusura dello stampo.

Contaminanti inclusi nella parte. Particolato incluso nella parte. Particelle estranee (materiale bruciato o altro) incluse nella parte. Particelle sulla superficie dello stampo, presenza di materiale contaminato o corpi estranei nella materia prima, oppure eccessivo riscaldamento che ha bruciato il materiale termoplastico prima dell'iniezione

Segni relativi al flusso. Linee di flusso. Linee o motivi ondulati "off tone", velocità di iniezione troppo bassa (il materiale plastico si è raffreddato troppo durante l'iniezione, le velocità di iniezione devono essere impostate in tutti i casi sui valori massimi possibili)

Jetting

 Parte deformata dal flusso irregolare del materiale termoplastico Progettazione scadente dello stampo, posizione errata del punto di iniezione o del ramo di colata. La velocità di iniezione è troppo alta.

Degradazione del polimero, rottura del polimero derivante da ossidazione, ecc. Acqua in eccesso e/o temperature eccessive nella materia prima

Segni di risucchio Depressione localizzata 
(nelle zone più spesse)Tempo di mantenimento/pressione troppo basso/a, tempo di raffreddamento troppo breve, con rami di colata caldi senza materozza. Ciò può essere causato dalla temperatura del punto di iniezione troppo alta

Stampata incompleta. Mancato riempimento. Parte parziale. Mancanza di materiale, velocità di iniezione o pressione troppo basse

Segni di striature. Segni di schizzi e/o striature. Motivo circolare intorno al punto di iniezione causato da gas caldo o umidità presente all'interno del materiale, di solito dove le resine si sono asciugate in modo non corretto

Segni di filamenti. Raccordature. Presenza in una nuova operazione di iniezione di segni relativi a operazione precedente. Temperatura ugello troppo alta. Il punto di iniezione non si è raffreddato

Sfiati Spazio vuoto all'interno di una parte 
(sacca d'aria) Mancanza di pressione di mantenimento (la pressione di mantenimento viene applicata durante il tempo di attesa). Inoltre lo stampo potrebbe essere non ben registrato (ovvero le due metà non sono ben centrate e le pareti della parte non presentano lo stesso spessore).

Linea di saldatura

Linea di unione/fusione Linea scolorita in corrispondenza del punto di incontro di due parti frontali Le temperature del materiale/dello stampo sono troppo basse (il materiale è freddo al momento dell'unione, con la conseguente mancata unione)

Deformazione Parte distorta Raffreddamento troppo breve, il materiale è troppo caldo, mancanza di raffreddamento dello stampo, temperatura acqua non corrette (la parte si piega all'indentro verso il lato caldo dello stampo)

 

Questi fattori devono essere tenuti ben in mente quando si progetta la parte per stampaggio a iniezione, ed è necessario ricordare che è più facile evitare problemi all'inizio piuttosto che modificare poi il progetto più avanti durante la lavorazione.

Difetti dello stampaggio Nome alternativo Descrizione Cause
Bolla Formazione di bolle Zona elevata o a strati sulla superficie della parte in plastica Se lo stampo o il materiale sono troppo caldi, ciò significa spesso che il raffreddamento intorno allo stampo non è sufficiente o che un riscaldatore è difettoso
Segni di bruciato Bruciatura da aria/gas Aree bruciate nere o marroni sulla parte in plastica situata nei punti più lontani dal gate Mancata ventilazione dello stampo, velocità di iniezione troppo alta
Strisce di colore (US)   Variazione di colore localizzata Il materiale in plastica e il colorante non sono stati mescolati correttamente oppure il materiale è terminato e sta iniziando a fuoriuscire solo come naturale
Delaminazione   Sottili strati simili alla mica che si formano sulla parete della parte Contaminazione del materiale ad es. PP mescolato con ABS, cosa molto pericolosa se la parte viene utilizzata per una applicazione in cui la sicurezza è fondamentale poiché il materiale che si delamina presenta una resistenza molto bassa per l'impossibilità di legare i materiali
Flash Bave Materiale in eccesso in uno strato sottile che supera la geometria della parte Stampo danneggiato, velocità di iniezione eccessiva o troppo materiale iniettato, forza di serraggio troppo bassa. Il problema può essere inoltre causato da sporco o contaminanti sulle superfici di chiusura dello stampo.
Contaminanti inclusi nella parte Particolato incluso nella parte Particella estranea (materiale bruciato o altro) inclusa nella parte Particelle sulla superficie dello stampo, presenza di materiale contaminato o corpi estranei, oppure eccessivo riscaldamento che ha bruciato il materiale termoplastico prima dell'iniezione
Segni relativi al flusso Linee di flusso Linee o motivi ondulati "off tone" direzionali Velocità di iniezione troppo bassa (il materiale plastico si è raffreddato troppo durante l'iniezione, le velocità di iniezione devono essere impostate in tutti i casi sui valori massimi possibili)

Jetting

  Parte deformata dal flusso irregolare del materiale termoplastico Progettazione scadente dello stampo, posizione errata del punto di iniezione o del ramo di colata. La velocità di iniezione è troppo alta.
Degradazione del polimero   Rottura del polimero derivante da ossidazione, ecc. Acqua in eccesso nei granelli, temperature eccessive nel fusto
Segni di risucchio   Depressione localizzata 
(nelle zone più spesse)
Tempo di mantenimento/pressione troppo basso/a, tempo di raffreddamento troppo breve, con rami di colata caldi senza materozza ciò può essere causato dalla temperatura del gate troppo alta
Operazione breve Mancato riempimento/stampo corto Parte parziale Mancanza di materiale, velocità di iniezione o pressione troppo basse
Segni di divaricazione Segno di schizzi e/o striature Motivo circolare intorno al gate causato da gas caldo Umidità presente all'interno del materiale, di solito dove le resine si sono asciugate in modo non corretto
Segni di raccordature Raccordature Presenza in una nuova operazione di iniezione di segni relativi a operazione precedente Temperatura ugello troppo alta. Il gate non si è congelato
Vuoti   Spazio vuoto all'interno di una parte 
(sacca d'aria)
Mancanza di pressione di mantenimento (la pressione di mantenimento viene applicata durante il tempo di attesa). Inoltre lo stampo potrebbe essere non ben registrato (ovvero le due metà non sono ben centrate e le pareti della parte non presentano lo stesso spessore).

Linea di saldatura

Linea di unione/fusione Linea scolorita in corrispondenza del punto di incontro di due parti frontali Le temperature del materiale/dello stampo sono troppo basse (il materiale è freddo al momento dell'unione, con la conseguente mancata unione)
Deformazione Parte ritorta Parte distorta Raffreddamento troppo breve, il materiale è troppo caldo, mancanza di raffreddamento dello stampo, temperatura acqua non corrette (la parte si piega all'indentro verso il lato caldo dello stampo)