difetti dello stampaggio a iniezione e risoluzione dei problemi

Difetti di stampaggio a iniezione sono sempre in corso per i produttori di stampi; è come se fosse il loro lavoro quotidiano. Il processo di stampaggio a iniezione è un processo di produzione critico che viene utilizzato per fabbricare parti in plastica con precisione e ad alta velocità. Tuttavia, possono verificarsi delle imperfezioni che ne sminuiscono l'aspetto e compromettono la funzionalità del risultato. Questo articolo si concentra sui principi dello stampaggio a iniezione, spiega i difetti generali e superficiali, valuta le possibili cause e offre soluzioni e raccomandazioni per migliorare i risultati dello stampaggio a iniezione.

Che cos'è lo stampaggio a iniezione?

Stampaggio a iniezione un processo che aiuta a produrre pezzi iniettando materiale fuso in uno stampo e confezionando il pezzo sotto pressione. Il materiale si contrae inizialmente e si irrigidisce con la forma dello stampo una volta raffreddato. È ampiamente utilizzato nel settore automobilistico, dei beni di consumo e dei dispositivi medici, grazie ai vantaggi offerti da questa tecnica di produzione di componenti complessi e di precisione a costi inferiori.

I componenti chiave del processo di stampaggio a iniezione includono:

1. Materiali per lo stampaggio a iniezione

I materiali utilizzati nello stampaggio a iniezione vengono selezionati con cura in base ai requisiti del prodotto finale. I materiali più comunemente utilizzati sono i termoplastici, grazie alla loro versatilità e alla capacità di fondere e solidificare ripetutamente senza una significativa degradazione. I principali materiali termoplastici includono:

• Polipropilene (PP): Noto per le sue caratteristiche di flessibilità, resistenza chimica e leggerezza, il PP è ampiamente utilizzato nei settori automobilistico, degli imballaggi e dei prodotti per la casa.
• Acrilonitrile Butadiene Stirene (ABS): L'ABS offre un'eccellente resistenza agli urti, rigidità e una finitura superficiale liscia, che lo rendono ideale per l'elettronica di consumo, gli interni delle automobili e i giocattoli.
• Polietilene (PE): Il PE è apprezzato per la sua tenacità, la resistenza all'umidità e il basso costo, che lo rendono una scelta privilegiata per i contenitori per alimenti, le tubature e i componenti industriali.

Ogni materiale ha caratteristiche uniche e la scelta dipende dai requisiti meccanici, termici e chimici del prodotto. Qui di seguito sono elencati solo alcuni materiali per lo stampaggio a iniezione; è possibile visitare il sito web materiali per stampaggio a iniezione per conoscere altri tipi di materiali plastici.

2. Stampo a iniezione di plastica

IL stampo ad iniezione per plastica è un utensile lavorato con precisione, progettato per formare la forma desiderata del pezzo in plastica. È composto da:

• Cavità: Modella l'esterno della parte in plastica.
• Nucleo: Forma gli elementi interni, le nervature, le bugne, ecc.
• Base dello stampo: Lo stampo base è utilizzato per contenere la cavità, l'anima, i cursori, i sollevatori, gli espulsori, i sistemi di guida, le spure e molti altri componenti.

Il design dello stampo viene adattato alla geometria del prodotto, incorporando elementi come canali di raffreddamento, sistemi di espulsione e cancelli per garantire una produzione efficiente. Un'adeguata progettazione dello stampo garantisce l'accuratezza dimensionale e riduce al minimo i difetti, come deformazioni o segni di affossamento.

3. Macchina per stampaggio a iniezione

La macchina per lo stampaggio a iniezione viene utilizzata per fissare lo stampo per iniezione di plastica, che svolge un ruolo fondamentale nel processo di stampaggio a iniezione, composto da:

• Unità di iniezione: Fonde e inietta la plastica fusa nella cavità dello stampo ad alta pressione.
• Unità di serraggio: Tiene unite le metà dello stampo durante l'iniezione e le apre per l'espulsione dei pezzi.
• Sistema di controllo: Regola parametri quali temperatura, pressione e velocità di iniezione per garantire una qualità costante dei pezzi.

Insieme, questi componenti costituiscono la spina dorsale del processo di stampaggio a iniezione, consentendo la produzione efficiente di pezzi di precisione per vari settori industriali.

Difetti comuni dello stampaggio a iniezione

Diversi difetti comuni nello stampaggio a iniezione sono tipici di un determinato processo di produzione e possono determinare la qualità, l'aspetto e l'utilizzabilità dei pezzi stampati. Tali problemi hanno origine in problemi di materiale, controllo inadeguato della macchina e/o configurazione dello stampo. Di seguito sono riportate spiegazioni dettagliate dei difetti più comuni nello stampaggio a iniezione e delle relative soluzioni:

1. Colpo cortodifetto di stampaggio

I difetti di stampaggio di pezzi corti si verificano quando la plastica fusa non riesce a fluire in modo ottimale nella cavità dello stampo, causando la produzione di pezzi più corti. Questo difetto è dovuto alla scarsa disponibilità di materiale, alla bassa pressione di iniezione o alla presenza di canali stretti che ostacolano il flusso di plastica nello stampo.

La soluzione tipica per la risoluzione dei problemi prevede l'aumento della pressione di iniezione, l'ispezione degli sfiati dello stampo o la rimozione di eventuali ostruzioni nel sistema di flusso.

2. Segni di affondamento difetti di stampaggio

I segni di affondamento nei pezzi stampati a iniezione sono di solito piccole depressioni superficiali concave che si notano spesso in punti con pareti più spesse. Questo fenomeno può essere causato da diversi fattori. Tra questi, la diversa velocità di raffreddamento, la bassa forza di impaccamento o l'elevato spessore del materiale.

Soluzione per la risoluzione dei problemi: I produttori possono ridurre i segni di affondamento controllando il tempo di raffreddamento, la pressione di imballaggio e creando stampi con lo stesso spessore di parete. In questo modo si riduce l'insorgenza dei segni di affossamento, causati da un raffreddamento insufficiente e dal ritiro.

3. Flash difetti di stampaggio

I problemi di flash nei pezzi stampati a iniezione si manifestano come strati sottili e indesiderati di plastica che si formano accanto alla linea di divisione o a qualsiasi altra apertura nello stampo. La causa di questo fenomeno è da ricercarsi nei livelli elevati di pressione di iniezione, nell'errato posizionamento dello stampo, nel cattivo montaggio dello stampo o nell'usura delle parti dello stampo.

La soluzione per la risoluzione dei problemi prevede la riduzione della pressione di iniezione, il posizionamento o l'allineamento corretto delle metà dello stampo e la sostituzione di eventuali componenti dello stampo usurati, se necessario.

4. Deformazione difetti nello stampaggio a iniezione

Quando si produce l'articolo, questo risulta avere una forma diversa da quella richiesta, si parla di deformazione. Questo difetto è solitamente causato dal trattamento termico, dalla tempra, dal ritiro del metallo o da variazioni dello spessore della parete. I produttori possono quindi decidere di rallentare la velocità di raffreddamento di questi componenti, di modificare lo stampo per rendere le pareti il più possibile robuste e uniformi e di scegliere materiali che si ritirano a un ritmo più lento.

5. Linee di saldatura difetti di stampaggio

Le linee di saldatura sono confini o margini di due parti che si uniscono, dove i due strati di plastica fusi non si legano bene. Sono generalmente dovute a una bassa temperatura di fusione, a una bassa velocità di iniezione e a un errato posizionamento della porta nello stampo. Le soluzioni al problema descritto includono l'aumento della temperatura di fusione e della velocità di iniezione, il riposizionamento delle porte e una migliore progettazione del flusso dello stampo.

6. Segni di bruciatura difetti di stampaggio

I segni di carbonizzazione sono macchie nere o marroni sulla superficie esterna del pezzo. Sono il risultato dell'aria o dei gas intrappolati nello stampo che si surriscalda per mancanza di uno sfiato sufficiente o a causa di una velocità di iniezione eccessiva. Grazie a un migliore sfiato dello stampo, a basse velocità di iniezione e al controllo di eventuali ostruzioni nello stampo, è possibile eliminare i segni di bruciatura.

7. I vuoti difetti di stampaggio

I vuoti sono piccole sacche chiuse e pulite di aria intrappolate nel pezzo finale che viene stampato. Di solito sono causati da una bassa pressione di imballaggio, da un raffreddamento rapido o dal ritiro del pezzo. Per quanto riguarda i vuoti, i produttori possono aumentare la pressione di imballaggio e la temperatura di raffreddamento e verificare che il materiale riempia uniformemente la cavità dello stampo.

8. Getti d'acqua difetti di stampaggio

Il jetting è un difetto della linea di saldatura in cui si produce un disegno serpeggiante del pezzo a causa del parziale raffreddamento della plastica fusa iniettata ad alta velocità. Questi difetti sono dovuti all'alta velocità di iniezione o alle basse temperature del materiale fuso. Le tecniche di attenuazione comprendono il rallentamento della velocità di iniezione, l'aumento della temperatura del materiale fuso e la creazione di porte migliori con flusso regolare.

9. Bolle di sapone difetti nello stampaggio a iniezione

Le bolle sono aree nella parte stampata in cui è intrappolata aria o gas e di solito hanno un aspetto chiaro o torbido. Esse derivano da un'asciugatura inadeguata del materiale, da un'eccessiva umidità o da sostanze infiammabili contenute nel materiale. Le misure vanno dall'asciugatura corretta di tutti i materiali prima della lavorazione a una migliore ventilazione della cavità dello stampo.

10. Segni di fiamma all'interno dei fori

Il flash che si verifica all'interno dei fori o della struttura interna del pezzo sotto forma di sottili strati di materiale polimerico in eccesso. Questo difetto si riscontra soprattutto in presenza di un'elevata pressione di iniezione o di stampi molto usurati. Prevenzione: Introducendo misure di riduzione della pressione sui sistemi di iniezione e pulendo costantemente le superfici degli stampi e assicurando la correttezza dell'allineamento degli stessi.

Difetti di superficie dello stampaggio a iniezione

Sebbene i difetti osservati sulla superficie di un pezzo stampato a iniezione siano principalmente associati all'aspetto, hanno anche implicazioni funzionali. I problemi più comuni includono:

1. Linee di flusso

La mancanza di continuità nelle transizioni di spessore delle pareti o le basse temperature di fusione causano caratteristiche come striature o disegni sulla superficie delle sporgenze discontinue. L'approccio migliore per eliminare le linee di flusso consiste nel raggiungere la massima coerenza del progetto e nel controllare efficacemente le temperature di fusione. Un altro fattore è il miglioramento della progettazione dello stampo, che riduce i passaggi graduali dello spessore della parete. In questo modo, si può contribuire a risolvere il problema.

2. Strisce d'argento

Questi motivi o linee metalliche visibili sul tessuto si formano a causa dell'umidità o dell'alta temperatura durante la lavorazione. È consigliabile assicurarsi che la resina sia asciutta prima dello stampaggio e monitorare attentamente la temperatura per eliminare la formazione di striature da parte dei componenti volatili. È inoltre necessario monitorare le condizioni dei materiali stoccati per mantenere la resina al livello di qualità adeguato.

3. Vesciche

I catalizzatori o l'umidità e i gas intrappolati creano bolle in superficie, spesso a causa delle elevate temperature dello stampo. Per eliminare questo difetto è necessario asciugare al massimo le materie prime e regolare correttamente il trattamento termico dello stampo. Anche i gas intrappolati nello stampo vengono ridotti al minimo grazie a sistemi di sfiato adeguati.

4. Buccia d'arancia

Questo tipo di finitura superficiale o rugosità è spesso imputata all'inadeguatezza del raffreddamento o alla disomogeneità dei materiali. Con l'aiuto di condizioni di raffreddamento uniformi è possibile ottenere un'uguale contrazione, garantendo così la continuità delle superfici senza grossolanità. Inoltre, la regolarità della viscosità del materiale aumenta la percentuale di rugosità superficiale in modo efficiente.

5. Delaminazione superficiale

Gli strati che iniziano a staccarsi dalla superficie sono il risultato di una contaminazione o di una scarsa interazione con il substrato. Per ottenere un buon legame con la resina, è importante pulirla prima della lavorazione e applicare la giusta pressione durante lo stampaggio. È obbligatorio controllare la disponibilità di materiale estraneo nella linea di produzione.

6. Variazione della lucentezza

Velocità di raffreddamento diverse o distribuzione diseguale del materiale portano alla formazione di lucentezze del telaio irregolari e discontinue. Per risolvere questo problema si utilizza una condizione di lavorazione costante e uniforme. Anche il miglioramento della progettazione degli stampi con una migliore capacità di gestione termica può migliorare la coerenza dei livelli di lucentezza.

Cause e risoluzione dei difetti dello stampaggio a iniezione

È molto importante arrivare alla causa principale del problema per sapere come risolverlo. Di seguito sono riportate le cause comuni e le corrispondenti misure di risoluzione dei problemi per 8 difetti:

Strategie di prevenzione dei difetti dello stampaggio a iniezione

Esistono diverse strategie di prevenzione, descritte di seguito, che possono contribuire a eliminare o ridurre i difetti dello stampaggio a iniezione.

1. Preparazione del materiale

• Questo rimuove l'umidità dai materiali per evitare che si verifichino fenomeni come l'argentatura o la formazione di bolle.
• Il materiale utilizzato per la produzione della resina deve essere della massima qualità e privo di contaminanti.

2. Progettazione dello stampo

Tenere presente lo spessore della parete per evitare la distorsione del pannello e la formazione di segni di affondamento.

• È necessario prevedere uno sfiato adeguato per evitare bruciature e trappole d'aria.
• Agevolare il flusso attraverso i cancelli o posizionare i cancelli in modo che tutti abbiano un numero uguale di persone dalla loro parte.

3. Ottimizzazione dei parametri di processo

• Registrare la temperatura della fusione, la pressione e il tempo di raffreddamento per verificare la frequenza di misurazione.
• Ridurre i conseguenti difetti di flusso attraverso il controllo della velocità di iniezione e della pressione di riempimento.

4. Manutenzione delle apparecchiature

• Controllare frequentemente che stampi e macchine non presentino danni.
• Assicurarsi di sostituire le parti danneggiate il più presto possibile per mantenere un allineamento corretto e variazioni minime.

5. Formazione e competenza

• Dovrebbe inoltre preparare gli operatori dei treni a identificare eventuali problemi durante il processo di produzione.
• È necessario richiedere un approccio più attivo alla gestione della qualità.

6. Test e prototipi

• Garantire i test di sicurezza su stampi e processi durante la progettazione dei prodotti e il controllo della progettazione.
• Tuttavia, grazie all'applicazione di un software di simulazione, si è in grado di scoprire o determinare alcuni dei problemi che si possono incontrare durante la produzione reale.

Conclusione

Insomma, stampaggio a iniezione è un potente strumento per identificare i punti di forza e di debolezza. Molti di questi sono difetti, come ad esempio i colpi corti, le deformazioni e le imperfezioni superficiali, che possono avere un impatto diretto sulla qualità del prodotto e aumentare i costi di produzione. Quando si affrontano i problemi degli stampi, è importante conoscere la causa principale. Successivamente, l'applicazione di metodi di risoluzione dei problemi corretti e l'attenzione a ridurre al minimo gli eventi porteranno alla produzione di pezzi senza difetti. L'attenzione deve essere rivolta al miglioramento e all'uso di sistemi di gestione della qualità ben sviluppati per mantenere un livello di produzione elevato.

Domande frequenti

1. Quali sono i difetti di stampaggio a iniezione più frequentemente osservati?

Colpi corti, segni di affondamento, deformazioni, linee di saldatura, bruciature, bagliori, vuoti e getti sono difetti di stampaggio a iniezione ampiamente identificati.

2. Quali sono le misure per evitare i segni di affondamento nello stampaggio a iniezione?

Al fine di ridurre i segni di affondamento, ottenere uno spessore uguale della parete, ridurre al minimo il periodo di raffreddamento,d e migliorare la pressione di imballaggio durante lo stampaggio.

3. Qual è la causa delle linee di saldatura nei pezzi stampati?

Le linee di saldatura si verificano quando due fronti di flusso della plastica fusa non si uniscono senza soluzione di continuità a causa di una bassa temperatura di fusione o di una cattiva progettazione del flusso.

4. È possibile che l'umidità intrappolata nella resina dia luogo a difetti?

Sì, l'umidità può causare difetti come le cosiddette striature argentate e le bolle. È quindi necessario asciugare la resina prima dello stampaggio per evitare questi problemi.

5. In che modo la progettazione degli stampi contribuisce alla riduzione dei difetti?

La progettazione dello stampo è fondamentale. Fattori come lo spessore uniforme delle pareti, i giusti sistemi di ventilazione e il posizionamento dei cancelli riducono le possibilità di deformazioni, linee di fuga e bruciature.