Stampaggio a iniezione di grandi parti

La maggior parte della plastica viene prodotta utilizzando grandi parti stampate a iniezione. La tendenza a creare grandi parti in plastica utilizzando questa tecnica aumenta di giorno in giorno. Tutto è iniziato dopo la scoperta delle macchine per stampaggio a iniezione di plastica alla fine del diciannovesimo secolo. La prima macchina per stampaggio a iniezione era semplice. Quindi è stata utilizzata per realizzare bottoni di plastica, pettini e altri mini-oggetti in plastica. Ma ora può anche stampare materiali complessi come metalli e vetro. Il processo di stampaggio a iniezione è il migliore per produrre grandi volumi di parti in plastica di alta qualità. Facciamo luce sul ruolo del processo di stampaggio a iniezione nella produzione di grandi parti in plastica.

Cos'è lo stampaggio a iniezione di pezzi di grandi dimensioni?

Come sapete, il stampaggio a iniezione di grandi parti processo crea parti di plastica giganti. Lasciate che vi dica le dimensioni di una grande parte di plastica. Questo eviterà confusione. Le parti di plastica che hanno un peso di 100 libbre e una larghezza di 10 pollici sono considerate grandi. Lo stampaggio a iniezione di parti di grandi dimensioni non significa solo ingrandire parti piccole. È un processo complesso. Richiede strumenti e attrezzature avanzati.

Materiali utilizzati nel processo di stampaggio a iniezione su larga scala

Per la produzione di grandi parti in plastica stampate a iniezione si utilizzano vari materiali. Nello stampaggio a iniezione si utilizzano due diversi tipi di plastica. Possono essere amorfe o semicristalline. Le plastiche amorfe non hanno un punto di fusione fisso. Quindi, possono espandersi e restringersi facilmente. D'altro canto, le plastiche semicristalline hanno punti di fusione fissi. Quindi, sono preferite a quelle amorfe. Alcuni dei materiali più ampiamente utilizzati per lo stampaggio a iniezione di grandi parti sono:

1.    PEEK (Polietereterchetone)

PEEK ha eccezionali proprietà termiche e meccaniche. Ha un'elevata resistenza alla trazione di circa 90 MPA. Quindi, è ottimo per parti in plastica giganti. È anche resistente alle sostanze chimiche. Inoltre, non assorbe l'umidità. Quindi, previene la corrosione. Ma PEEK è un materiale costoso. Realizza componenti ad alte prestazioni come ingranaggi, valvole, cuscinetti per pompe, ecc. Scopri di più su Stampaggio a iniezione di plastica PEEK.

2.    ULTEM (Polieterimmide)

ULTEM è un solido amorfo. La sua resistenza alla trazione varia da 70 a 80 MPA. È resistente all'umidità e alle sostanze chimiche. Inoltre, è termostabile. Può sopportare condizioni meteorologiche avverse. È economico. Inoltre, è sterilizzabile. Può essere pulito facilmente tramite radiazioni o autoclave. Ha un'elevata temperatura di transizione vetrosa. Pertanto, offre le stesse proprietà del PEEK a un prezzo accessibile.

3.    Polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP)

CFRP è un materiale composito. È fatto di fibre di carbonio incorporate nella matrice polimerica. Ha un elevato rapporto resistenza/peso. Quindi è perfetto per l'uso in parti di grandi dimensioni. Le fibre di carbonio sono intrecciate in modo unidirezionale. Quindi, ottiene una resistenza aggiuntiva in questo modo.

4.    Polifenilsolfone (PPSU)

È costituito da un gruppo solfone legato a due gruppi fenilici. Può tollerare urti e altri stress ambientali. Quindi, ha un'elevata resistenza all'impatto. Inoltre, è resistente all'idrolisi, alla degradazione chimica e all'assorbimento d'acqua. Ma questo materiale è un po' costoso. Scopri di più su PPSU.

Processi avanzati per lo stampaggio a iniezione di grandi parti

Di seguito sono riportati i processi moderni che hanno numerose applicazioni nello stampaggio a iniezione di grandi parti

1. Stampaggio a iniezione con assistenza di gas

Stampaggio a iniezione assistito da gas è un miglioramento rispetto allo stampaggio a iniezione convenzionale di materie plastiche. Qui, il gas azoto ad alta pressione viene iniettato nello stampo dopo l'infusione della resina scelta. È piuttosto vantaggioso in quanto consente una distribuzione uniforme del materiale, specialmente in stampi grandi e complicati. Aiuta a risparmiare materiale e migliora anche l'estetica e il tempo della parte.

2. Tampografia

La stampa a tampone è un altro secondo passaggio prezioso, che crea immagini e loghi dettagliati sui prodotti in plastica iniettata. Consiste nell'uso di sostanze chimiche per incidere un disegno sulla lastra di rame. Quindi, immergila nell'inchiostro, falla rotolare su un tampone di silicone rivestito di gomma e infine fai rotolare il tampone sulla superficie della parte. Questo metodo è preferito perché può stampare forme sottili e spesse e superfici strutturate in modo selettivo con qualità e permanenza adeguate.

3. Stampaggio a soffiaggio

Lo stampaggio a soffiaggio è un'altra tecnica utilizzata nella produzione di parti cave di plastica. Il tubo di plastica preriscaldato (parison) viene estruso nello stampo e quindi, tramite l'iniezione di aria, viene forzato ad assumere la forma della cavità dello stampo. Questo materiale ha trovato diverse applicazioni nel suo utilizzo. Possono includere la produzione di bottiglie, contenitori e parti di automobili. Questo processo fornisce una maggiore produttività e le soluzioni possono adattarsi a forme complesse. Inoltre, il suo costo è relativamente basso per la produzione di parti ad alto volume.

Stampaggio a iniezione di grandi parti vs stampaggio a iniezione normale

Potresti chiederti quali fattori differenziano le grandi parti stampate a iniezione dalle normali parti stampate a iniezione. Quindi, ecco un confronto dettagliato per tua comodità.

1. Complessità dello stampo

Lo stampo ha una geometria semplice nello stampaggio a iniezione normale. Inoltre, ha meno cavità. Le dimensioni dello stampo nello stampaggio a iniezione normale vanno da 1000 a 10.000 pollici quadrati. Tuttavia, in gran parte, le dimensioni dello stampo per stampaggio a iniezione vanno da 10.000 a 50.000 pollici quadrati. Lo stampo, in gran parte, ha geometrie complesse. Ha anche più cavità.

2. Dimensioni della macchina

Le grandi parti stampate a iniezione richiedono macchine di dimensioni maggiori. La sua dimensione di serraggio varia in genere da 1000 a 5000 tonnellate. Quindi, può ospitare stampi più grandi. D'altro canto, una normale macchina per stampaggio a iniezione ha piastre più piccole. La sua forza di serraggio varia da 100 a 1000 tonnellate.

3. Selezione del materiale:

Le grandi parti di stampaggio a iniezione utilizzano materiali speciali con elevata resistenza termica. Questi materiali includono PEEK, ULTEM e polimeri riempiti di vetro. Al contrario, il normale processo di stampaggio a iniezione utilizza plastiche standard come policarbonati e polipropilene.

4. Tempo di raffreddamento

Lo stampaggio a iniezione di parti di grandi dimensioni è più complesso. Ha dimensioni maggiori. Quindi, richiede tempi di raffreddamento più lunghi. Dura fino a diversi minuti. Anche il tempo di ciclo è maggiore, fino a 30 minuti. Al contrario, lo stampaggio a iniezione normale ha un tempo di raffreddamento più breve. Dura fino a pochi secondi. Il tempo di ciclo varia anche da 1 a 55 secondi.

5.    Espulsione

Lo stampaggio a iniezione di parti di grandi dimensioni richiede sistemi di espulsione specializzati. Richiede anche un sistema di movimentazione avanzato per la movimentazione di parti così grandi. Tuttavia, lo stampaggio a iniezione normale richiede sistemi di espulsione standard. Allo stesso modo, richiede anche attrezzature di movimentazione generali per parti più piccole.

6.    Manutenzione

Le dimensioni dello stampo sono grandi. Quindi, lo stampaggio a iniezione di plastica in parti di grandi dimensioni richiede una manutenzione estesa. Al contrario, lo stampaggio a iniezione normale richiede meno manutenzione.

Quindi, possiamo riassumerlo in una tabella:

 

Aspetto	Stampaggio a iniezione di grandi parti	Stampaggio a iniezione normale
Efficienza dei costi	Basso costo per pezzo nella produzione di massa	Basso costo per pezzo nella produzione di massa
Costo iniziale dello stampo	Alto	Alto
Precisione e ripetibilità	Alto	Alto
Versatilità dei materiali	Opzioni di materiali versatili	Opzioni di materiali versatili
Velocità di produzione	Cicli di produzione rapidi	Cicli di produzione rapidi
Costi di manodopera	Ridotto grazie all'automazione	Ridotto grazie all'automazione
Capacità di geometria complessa	SÌ	SÌ
Forza e durata	Parti resistenti e durevoli	Parti resistenti e durevoli
Tempi di consegna per gli utensili	Lungo	Lungo
Complessità della progettazione dello stampo	Complesso e impegnativo	Meno complesso
Requisiti della macchina	Richiede macchine grandi e costose	Richiede macchine standard
Rifiuti di materiale	Potenziale di spreco di materiale	Potenziale di spreco di materiale
Limiti di dimensione delle parti	Limitato dalle dimensioni della macchina e dello stampo	Limitato dalle dimensioni della macchina e dello stampo
Tempo di raffreddamento e deformazione	Tempi di raffreddamento più lunghi, rischio di deformazioni	Tempi di raffreddamento più brevi, minor rischio di deformazioni

 

Macchina per stampaggio a iniezione di grande tonnellaggio

Abbiamo discusso dello stampaggio a iniezione di plastica per parti di grandi dimensioni. La discussione è incompleta senza conoscere la macchina a iniezione di grande tonnellaggio. È una macchina adatta per produrre parti complesse. La capacità di iniezione, il diametro della vite e le dimensioni dello stampo determinano la capacità della macchina. La capacità di iniezione misura la quantità di materiale che può essere iniettata in un singolo round. Il diametro della vite e le dimensioni dello stampo determinano le dimensioni delle parti in plastica prodotte. Alcune delle specifiche chiave della macchina a iniezione di tonnellaggio sono

• Capacità di iniezione: La sua capacità di iniezione è di 100 oz o 2500 g
• Dimensioni dello stampo: Le dimensioni dello stampo variano da 1500 a 4000 pollici quadrati.
• Diametro della vite: Il diametro della vite varia da 4 a 12 pollici
• Capacità della canna: La quantità di plastica che può essere fusa e iniettata in un singolo ciclo. La sua capacità di barile è di quasi 550 libbre
• Sistema di controllo: È costituito da un sistema computerizzato avanzato che controlla temperatura, pressione e velocità.
• Caratteristiche aggiuntive: Le sue caratteristiche aggiuntive sono azionamenti idraulici, sistemi di controllo della temperatura multizona, sistemi di valvole a saracinesca e sicurezza avanzata.

Applicazioni del processo di stampaggio a iniezione di parti di grandi dimensioni

Lo stampaggio a iniezione di parti di grandi dimensioni è un processo utile. Ecco le sue applicazioni in vari settori:

 

1. Industria automobilistica

L'industria automobilistica si affida molto allo stampaggio a iniezione su larga scala. Lo stampaggio a iniezione di grandi parti produce materiale resistente agli urti. Quindi, molti grandi componenti delle automobili vengono creati utilizzando questo metodo. Alcuni di essi sono:

• Paraurti
• Cruscotti
• Pannelli porta
• Maniglie per porte
• Alloggiamento dello specchio
• Altre parti decorative

2. Industria aerospaziale

Lo stampaggio a iniezione produce vari prodotti aerospaziali utili e di grandi volumi. È ampiamente utilizzato in quanto produce prodotti leggeri. È anche un metodo conveniente. Quindi vari prodotti aerospaziali vengono formati utilizzando questo metodo. Alcuni di essi sono:

• Pannelli per aeromobili
• Componenti interni
• Parti satellitari
• Componenti del razzo

3. Attrezzature industriali

Large Part Injection Molding produce pezzi di equipaggiamento resistenti. Possono sopportare temperature estreme. Quindi, creiamo molti componenti industriali usandolo. Alcuni di questi sono:

• Alloggiamenti per macchine
• Corpi valvola
• Componenti della pompa
• Scatole del cambio
• Robotica industriale

4. Dispositivi medici

Lo stampaggio a iniezione di grandi parti produce prodotti sterili. Quindi, viene utilizzato per realizzare un gran numero di dispositivi medici. Questi dispositivi medici sono facili da pulire. I dispositivi sono altamente precisi. Il processo è essenziale per creare componenti critici. Alcuni dei dispositivi medici importanti sono:

• Dispositivi impiantabili (sostituzione articolare, impianti dentali)
• Strumenti chirurgici (maniglie, custodie)
• Attrezzatura diagnostica (alloggiamento macchina)
• Apparecchiature per l'imaging medico (RM, TC)
• Dispositivi protesici

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dello stampaggio a iniezione di pezzi di grandi dimensioni?

Ecco una breve tabella per comprendere i vantaggi, gli svantaggi e i limiti dello stampaggio a iniezione di pezzi di grandi dimensioni.

Vantaggi	Svantaggi
Basso costo per pezzo nella produzione di massa	Elevato costo iniziale dello stampo
Elevata precisione e ripetibilità	Tempi di realizzazione lunghi per lo stampo
Opzioni di materiali versatili	Progettazione di stampi complessa e impegnativa
Cicli di produzione rapidi	Richiede macchine grandi e costose
Riduzione dei costi di manodopera grazie all'automazione	Potenziale di spreco di materiale
Capacità di creare geometrie complesse	Limiti sulla dimensione delle parti
Parti resistenti e durevoli	Rischio di deformazioni e lunghi tempi di raffreddamento

Sfide associate allo stampaggio a iniezione di parti di grandi dimensioni

Niente in questo mondo è perfetto. Tutto ha delle imperfezioni e delle sfide associate. Quindi parliamo dei limiti di stampaggio a iniezione di parti di grandi dimensioni:

1.    Alto investimento

Abbiamo bisogno di stampi grandi per realizzare parti grandi. Quindi, creare stampi grandi richiede investimenti e competenze significativi. Inoltre, progettare uno stampo con geometria complessa è una sfida. I materiali dello stampo devono essere in grado di sopportare alte temperature e pressioni.

2.    Restringimento

Le parti grandi sono più vulnerabili al restringimento. Durante il processo di raffreddamento, possono restringersi o deformarsi. Un raffreddamento non uniforme può anche portare a deformazioni. Ciò può distorcere la struttura della plastica. Può anche influenzare le dimensioni della parte.

3.    Compatibilità dei materiali

Le parti di grandi dimensioni necessitano di materiali con proprietà specifiche. Devono avere la resistenza e la rigidità desiderate. Inoltre, devono essere compatibili con lo stampo. Soddisfare entrambi questi requisiti contemporaneamente è una sfida.

4.    Difficile da espellere

Le parti più grandi sono difficili da espellere. Richiedono un sistema di espulsione specializzato. Se non vengono rimosse correttamente, la parte formata potrebbe deformarsi. Quindi, la sformatura deve essere attentamente controllata per evitare distorsioni. Il processo di espulsione deve essere regolato per ottenere prodotti di alta qualità.

Conclusione:

Large Part Injection Molding è un processo che produce grandi parti di plastica. Questo metodo è il migliore per la produzione di massa del prodotto desiderato. Utilizza materie prime plastiche altamente durevoli come PEEK o ULTEM. Si differenzia dallo stampaggio a iniezione tradizionale in molti modi. Utilizza stampi e design più complicati rispetto agli stampi tradizionali. Produce un grande volume di prodotto utilizzando una macchina per stampaggio a iniezione di tonnellaggio. I suoi limiti sono il restringimento, la deformazione e l'incompatibilità dei materiali.

Domande frequenti

D1. Qual è la dimensione massima per lo stampaggio a iniezione di pezzi di grandi dimensioni?

La dimensione massima per stampaggio a iniezione le parti grandi variano da 10 a 100 pollici. Dipende da vari fattori. Anche la progettazione dello stampo e la progettazione della macchina svolgono un ruolo nella determinazione delle dimensioni.

D2. Come si garantisce la precisione dimensionale nei pezzi stampati a iniezione di grandi dimensioni?

La precisione dimensionale è solitamente assicurata con un design accurato dello stampo. Inoltre, possiamo controllare la precisione dimensionale utilizzando metodi di ispezione della qualità come la scansione 3D e la scansione TC.