Una guida completa alle tolleranze dello stampaggio a iniezione

Le tolleranze dello stampaggio a iniezione definiscono i limiti ammissibili di variazione dimensionale nelle parti stampate. Comprendere e gestire queste tolleranze ĆØ fondamentale per garantire che le parti soddisfino le specifiche di progettazione e funzionino come previsto.

In questa guida completa esploreremo i fattori che influiscono sulle tolleranze, l'importanza di mantenere tolleranze precise e le strategie per ottimizzarle e ottenere componenti in plastica impeccabili.

Che tu sia un progettista, un ingegnere o un produttore, questo articolo ti fornirĆ  le conoscenze necessarie per orientarti tra le complessitĆ  del processo di stampaggio a iniezione e migliorare la qualitĆ  e l'affidabilitĆ  dei tuoi prodotti.

Cosa sono le tolleranze nello stampaggio a iniezione?

Un componente metallico di un macchinario con fili e tubi flessibili sul pavimento di un'officina.

Le tolleranze dello stampaggio a iniezione di plastica sono espresse come valori piĆ¹ o meno (Ā±) in millimetri o pollici che specificano la deviazione accettabile dalle dimensioni nominali di una parte. Sono fondamentali per garantire che le parti si adattino e funzionino correttamente, specialmente quando si assemblano piĆ¹ componenti.

Esistono due tipi di tolleranza: tolleranza di lavorazione E tolleranza alla resina.

La tolleranza di lavorazione si riferisce alla tolleranza incorporata nello stampo stesso. In genere, gli stampi a iniezione sono lavorati a CNC con tolleranze di +/- 0,003 pollici (0,076 mm)CiĆ² rappresenta la precisione delle dimensioni della cavitĆ  dello stampo.

La tolleranza della resina si riferisce alla tolleranza della parte stampata finita, che ĆØ influenzata dalle proprietĆ  del materiale e dal processo di stampaggio. La tolleranza della resina ĆØ generalmente maggiore o uguale a a +/- 0,002 pollici per pollice (0,051 mm per mm).

Insieme, questi due tipi di tolleranze determinano la precisione dimensionale complessiva ottenibile per i pezzi stampati a iniezione.

Le tolleranze effettivamente ottenibili possono variare in base a diversi fattori. Tuttavia, in generale, per applicazioni non critiche, il tasso di tolleranza tipico ĆØ Ā±0,1 millimetri; per applicazioni che richiedono tolleranze piĆ¹ strette (ad esempio, parti mediche) ĆØ Ā±0,025 o migliore.

PerchƩ le tolleranze nello stampaggio a iniezione sono importanti?

Molti settori, come quello automobilistico, aerospaziale e dei dispositivi medici, hanno severi requisiti di tolleranza per quanto riguarda la sicurezza e la conformitĆ  normativa.

Le tolleranze determinano se le parti si incastreranno correttamente durante l'assemblaggio e funzioneranno come previsto. Anche piccole deviazioni possono causare problemi di adattamento, allineamento e prestazioni, specialmente per assemblaggi complessi.

Cosa influenza le tolleranze dello stampaggio a iniezione?

Primo piano di uno stampo metallico industriale con motivi e canali intricati, parte di un macchinario piĆ¹ grande.

Le tolleranze dello stampaggio a iniezione sono influenzate da diversi fattori, che possono influenzare la precisione dimensionale e la consistenza delle parti stampate. Ecco i principali fattori basati su:

  • Ritiro: Materiali diversi hanno tassi di restringimento diversi, che incidono sulla capacitĆ  di raggiungere tolleranze strette. I materiali cristallini hanno generalmente tassi di restringimento piĆ¹ elevati rispetto ai materiali amorfi a causa dei cambiamenti di fase durante il raffreddamento. CiĆ² influisce sul volume e sulle dimensioni della parte finale.
  • Deformazione: Man mano che la resina si raffredda nello stampo, tutte le parti subiscono un restringimento. Le parti con uno spessore di parete uniforme tendono a restringersi in modo uniforme, il che aiuta a prevenire deformazioni e segni di depressione. Al contrario, le parti con spessori di parete non uniformi si raffreddano e si restringono a velocitĆ  variabili, portando a una maggiore probabilitĆ  di deformazione dovuta al design.
  • Espansione termica: Le materie plastiche in genere presentano elevati tassi di espansione termica, che possono causare cambiamenti dimensionali quando le temperature fluttuano. CiĆ² ĆØ particolarmente cruciale quando le parti vengono utilizzate in ambienti con variazioni di temperatura o sono combinate con materiali come i metalli.
  • Progettazione delle parti: La geometria, le dimensioni e lo spessore della parete di una parte influenzano significativamente il controllo della tolleranza. Le parti piĆ¹ grandi o quelle con sezioni spesse possono subire diversi tassi di restringimento, rendendo piĆ¹ difficile mantenere tolleranze strette. Spessore della parete uniforme e caratteristiche di progettazione strategiche possono aiutare a gestire questi problemi.
  • ComplessitĆ  delle parti: Le parti complesse possono influenzare il flusso del materiale e la progettazione degli utensili, influenzando la capacitĆ  di mantenere tolleranze strette. Una corretta gestione della pressione di iniezione, della viscositĆ  della resina e del tempo di riempimento dello stampo ĆØ essenziale per garantire una qualitĆ  costante delle parti.
  • Utensili: Il design e il materiale dello stampo, cosƬ come il numero di cavitĆ , influenzano la capacitĆ  di raggiungere le tolleranze desiderate. Raffreddamento e riscaldamento costanti sono essenziali per mantenere tolleranze strette. Gli utensili multi-cavitĆ  o per famiglie richiedono una progettazione e un supporto accurati per evitare errori dovuti a variazioni di pressione o temperatura.

Come ridurre l'impatto dei fattori che influenzano le tolleranze dello stampaggio a iniezione

Per ridurre l'impatto dei fattori che influenzano le tolleranze dello stampaggio a iniezione, ĆØ possibile adottare diverse strategie:

  1. Progettazione per la producibilitĆ  (DFM):
    1. Adottare pratiche DFM all'inizio del processo di progettazione dello stampo per anticipare potenziali variazioni ed evitare costose riprogettazioni. CiĆ² comporta la progettazione di parti con spessori di parete coerenti e angoli di spoglia appropriati e la considerazione del posizionamento di caratteristiche come bossoli e nervature per ridurre al minimo la deformazione e il restringimento.
  2. Selezione del materiale:
    1. Scegli materiali con tassi di restringimento adatti all'applicazione. Considera le proprietĆ  di espansione termica e come materiali diversi potrebbero interagire, specialmente in assemblaggi multi-materiale. Sovradimensiona le dimensioni dello stampo per tenere conto del restringimento del materiale.
  3. Considerazioni sugli utensili:
    1. Progettare stampi con utensili precisi per garantire dimensioni coerenti delle parti in plastica. CiĆ² include l'ottimizzazione delle posizioni di iniezione per un flusso uniforme del materiale, l'utilizzo di canali di raffreddamento per un raffreddamento uniforme e il posizionamento di perni di espulsione per ridurre al minimo deformazioni e difetti superficiali.
  4. Controllo di processo:
    1. Implementare controlli di processo efficaci per gestire variabili quali temperatura, pressione e tempo di raffreddamento. Utilizzare sensori per monitorare questi parametri in tempo reale, consentendo rapidi aggiustamenti per mantenere tolleranze coerenti.
  5. Prototipazione e test rapidi:
    1. Utilizzare la prototipazione rapida per testare e perfezionare i progetti prima della produzione su larga scala. CiĆ² consente di apportare modifiche al progetto o al processo per migliorare le tolleranze e la qualitĆ  delle parti.

Gli standard di tolleranza dello stampaggio a iniezione

Un componente metallico di un macchinario con fili e tubi flessibili sul pavimento di un'officina.

Ecco una tabella che visualizza le tolleranze dimensionali in millimetri (mm):

MaterialeIntervallo dimensionaleTolleranza commercialeTolleranza di precisione
addominaliDa 1 a 20Ā±0,100Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,150Ā±0,100
 Da 101 a 160Ā±0,325Ā±0,100
Miscela ABS/PCDa 1 a 20Ā±0,100Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,150Ā±0,100
GPSDa 1 a 20Ā±0,075Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,150Ā±0,080
HDPEDa 1 a 20Ā±0,125Ā±0,075
 Da 21 a 100Ā±0,170Ā±0,110
LDPEDa 1 a 20Ā±0,125Ā±0,075
 Da 21 a 100Ā±0,170Ā±0,110
Mod PPO/PPEDa 1 a 20Ā±0,100Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,150Ā±0,100
PADa 1 a 20Ā±0,075Ā±0,030
 Da 21 a 100Ā±0,160Ā±0,130
PA 30% GFDa 1 a 20Ā±0,060Ā±0,030
 Da 21 a 100Ā±0,120Ā±0,100
PBT 30% GFDa 1 a 20Ā±0,060Ā±0,030
 Da 21 a 100Ā±0,120Ā±0,100
computerDa 1 a 20Ā±0,060Ā±0,030
 Da 21 a 100Ā±0,120Ā±0,100
PC 20% VetroDa 1 a 20Ā±0,050Ā±0,030
 Da 21 a 100Ā±0,100Ā±0,080
PMMADa 1 a 20Ā±0,075Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,120Ā±0,070
POMDa 1 a 20Ā±0,075Ā±0,030
 Da 21 a 100Ā±0,160Ā±0,130
PP, 20% TalcoDa 1 a 20Ā±0,100Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,120Ā±0,100
PPO/PPEDa 1 a 20Ā±0,080Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,100Ā±0,080
PPS, 30% GFDa 1 a 20Ā±0,050Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,080Ā±0,080
SANDa 1 a 20Ā±0,080Ā±0,050
 Da 21 a 100Ā±0,100Ā±0,080

La tabella seguente visualizza le dimensioni di Tolleranze di concentricitĆ /ovalizzazione (in millimetri)

MaterialeIntervallo dimensionaleTolleranza commercialeTolleranza di precisione
addominalifino a 100Ā±0,230Ā±0,130
Miscela ABS/PCfino a 100Ā±0,230Ā±0,130
GPSfino a 100Ā±0,250Ā±0,150
HDPEfino a 100Ā±0,250Ā±0,150
LDPEfino a 100Ā±0,250Ā±0,150
PAfino a 100Ā±0,250Ā±0,150
PA, 30% GFfino a 100Ā±0,150Ā±0,100
PBT, 30% GFfino a 100Ā±0,150Ā±0,100
computerfino a 100Ā±0,130Ā±0,080
PC, 20% GFfino a 100Ā±0,130Ā±0,080
PMMAfino a 100Ā±0,250Ā±0,150
POMfino a 100Ā±0,250Ā±0,150
PPfino a 100Ā±0,250Ā±0,150
PP, 20% Talcofino a 100Ā±0,250Ā±0,150
PPO/PPEfino a 100Ā±0,230Ā±0,130
PPS, 30% GFfino a 100Ā±0,130Ā±0,080
SANfino a 100Ā±0,230Ā±0,130

Tolleranze di rettilineitĆ /planaritĆ  (mm)

MaterialeDimensione caratteristicaTolleranza commercialeTolleranza fine
addominaliDa 0 a 100 mmĀ±0,380Ā±0,250
 101ā€“160 millimetriĀ±0,800Ā±0,500
Miscela ABS/PCDa 0 a 100 mmĀ±0,380Ā±0,250
 101ā€“160 millimetriĀ±0,800Ā±0,500
PADa 0 a 100 mmĀ±0,300Ā±0,150
 101ā€“160 millimetriĀ±0,500Ā±0,250
PA GF30%Da 0 a 100 mmĀ±0,150Ā±0,080
 101ā€“160 millimetriĀ±0,200Ā±0,100
POMDa 0 a 100 mmĀ±0,300Ā±0,150
 101ā€“160 millimetriĀ±0,500Ā±0,250
PPDa 0 a 100 mmĀ±0,850Ā±0,500
 101ā€“160 millimetriĀ±1.500Ā±0,850
SANDa 0 a 100 mmĀ±0,380Ā±0,250
 101ā€“160 millimetriĀ±0,800Ā±0,500

Tolleranze profonditĆ  fori ciechi (mm)

MaterialeGamma di profonditĆ Tolleranza commercialeTolleranza fine
addominalifino a 100 mmĀ±0,200Ā±0,100
Miscela ABS/PCfino a 100 mmĀ±0,200Ā±0,100
PAfino a 100 mmĀ±0,150Ā±0,080
PA GF30%fino a 100 mmĀ±0,100Ā±0,050
POMfino a 100 mmĀ±0,150Ā±0,080
PPfino a 100 mmĀ±0,250Ā±0,150
SANfino a 100 mmĀ±0,200Ā±0,100

Tolleranze del diametro del foro (mm)

MaterialeGamma di diametriTolleranza commercialeTolleranza fine
addominalifino a 100 mmĀ±0,100Ā±0,050
Miscela ABS/PCfino a 100 mmĀ±0,100Ā±0,050
PAfino a 100 mmĀ±0,080Ā±0,040
PA GF30%fino a 100 mmĀ±0,050Ā±0,025
POMfino a 100 mmĀ±0,080Ā±0,040
PPfino a 100 mmĀ±0,120Ā±0,060
SANfino a 100 mmĀ±0,100Ā±0,050

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