Due diverse resine plastiche vengono stampate insieme in un unico ciclo di lavorazione durante il processo di stampaggio a doppia iniezione, noto anche come stampaggio a doppia iniezione, stampaggio doppio, stampaggio multiplo e sovrastampaggio.
Per creare parti stampate complesse da due materiali diversi, viene utilizzata una tecnica di produzione all'avanguardia chiamata doppia iniezione, nota anche come stampaggio a due materiali, a due iniezioni o a due K.
Durante lo stampaggio a iniezione a due fasi, controlliamo attentamente l'iniezione di numerosi materiali, tra cui due tipi distinti di resina, in un unico stampo multicamera, utilizzando una tecnica altamente specializzata e automatizzata.
Processo di stampaggio a due colpi
Una macchina per stampaggio a iniezione viene utilizzata nel processo di stampaggio a due fasi, in cui due materiali vengono "sovrastampati" in un unico ciclo di stampaggio. La quantità di materiale iniettata nella cavità di stampaggio è definita "iniezione".
Nello stampaggio a iniezione a due fasi, viene stampata una prima sezione e, una volta completata, viene iniettata una seconda parte per creare la parte finale dello stampo. Entrambi i pezzi devono essere comparabili (chimicamente) affinché il processo di stampaggio a due fasi abbia successo e l'incollaggio avvenga.
Un componente in materiale duro può essere unito a un componente in materiale morbido mediante stampaggio a iniezione a due stampi. In uno stampo a due cavità, la procedura combina lo stampaggio di due componenti. Può migliorare significativamente l'aspetto del prodotto in termini di sensazione tattile, colore, ecc. Lo stampaggio a due stampi offre numerose possibilità di design.
La tecnica di stampaggio a iniezione a due fasi si divide in due fasi. La prima prevede l'iniezione di resina in uno stampo, che viene poi raffreddato per creare un oggetto solido, in modo molto simile allo stampaggio a iniezione tradizionale.
Nella seconda fase, l'oggetto appena stampato viene trasportato in un secondo stampo utilizzando una piastra rotante o un braccio robotico. A seconda del progetto, il pezzo appena stampato viene quindi sottoposto a una seconda iniezione di resina all'interno, attraverso o attorno ad aree specifiche del primo stampo.
Dopo la formazione di un legame molecolare tra le due resine plastiche, l'oggetto stampato in più resine viene raffreddato ed espulso.
Sebbene la procedura sia semplice da comprendere, padroneggiarla è impegnativo. Anche gli errori più piccoli possono comportare perdite finanziarie significative a causa degli elevati livelli di competenza tecnica e attenzione ai dettagli richiesti, soprattutto in contesti di produzione ad alto volume.
Ecco perché è importante scegliere un fornitore con competenze eccezionali. Eccellenti schede di valutazione della qualità dei fornitori stabiliscono processi per prevenire sprechi, linee di flusso, iniezioni insufficienti e piani di backup che potrebbero aumentare la capacità produttiva man mano che la vostra azienda e le vostre esigenze di espansione dello stampaggio a due iniezioni sono tutti fattori da considerare.
Questo processo rende lo stampaggio a due fasi ideale per interruttori, pulsanti, spazzolini da denti e tappi per contenitori.
Applicazioni dello stampaggio a due colpi
Per prodotti in plastica complessi, multi-colore e multi-materiale, soprattutto in contesti di produzione ad alto volume, lo stampaggio a iniezione in due fasi è la tecnica di stampaggio della plastica migliore.
Inoltre, il processo di stampaggio a doppia iniezione viene utilizzato nel settore automobilistico per realizzare un'ampia gamma di prodotti e componenti. Altri articoli realizzati con il processo a doppia iniezione includono attrezzi da giardino e attrezzature agricole.
I pezzi stampati a due colpi vengono utilizzati in quasi tutti i settori, dai beni di consumo all'edilizia, ma vengono impiegati più frequentemente in situazioni che richiedono quanto segue:
- parti o componenti che possono muoversi
- superfici rigide con impugnature flessibili
- sia smorzamento acustico che vibrazioni
- spiegazioni o identificazioni superficiali
- componenti con più materiali o colori
Idealmente, il processo di stampaggio a iniezione a due fasi viene utilizzato per parti complesse composte da più componenti.
Vantaggi del processo di stampaggio a due colpi
I polimeri plastici vengono utilizzati in una vasta gamma di processi produttivi, come l'estrusione, lo stampaggio a compressione di materiali termoindurenti e lo stampaggio a iniezione bi-iniezione. Sebbene entrambi siano metodi di produzione praticabili, molti produttori di materie plastiche utilizzano questo metodo per i suoi numerosi vantaggi.
Per creare il primo segmento del prodotto, un materiale viene prima iniettato in uno stampo. Segue una seconda iniezione di un materiale secondario compatibile con il primo. Sono diverse le ragioni per cui molte aziende scelgono di produrre materie plastiche o polimeri in questo modo.
Ecco alcuni vantaggi del processo di stampaggio a due fasi:
Versatile
I produttori di prodotti preferiscono lo stampaggio a iniezione bi-stampaggio per una varietà di applicazioni, tra cui componenti per interni di automobili, apparecchiature mediche, utensili e giocattoli. Consente ai produttori di combinare una moltitudine di componenti e colori per realizzare un prodotto robusto ed esteticamente gradevole.
Materiali come silicone e materiali termoplastici, nylon ed elastomeri termoplastici o nylon rigido e materiali morbidi al tatto sono alcuni esempi di materiali che possono essere miscelati con successo con questa procedura.
Conveniente
Con il primo stampo ruotato e il secondo stampo posizionato attorno al prodotto, in modo che il secondo termoplastico compatibile possa essere iniettato nel secondo stampo, la procedura in due fasi richiede solo un ciclo macchina.
Questo metodo produce più prodotti per ogni ciclo produttivo a un costo inferiore e richiede meno lavoratori per realizzare il prodotto finito, poiché utilizza un singolo ciclo macchina anziché più cicli macchina. Inoltre, garantisce una solida unione tra i materiali, eliminando la necessità di un successivo assemblaggio.
Alta qualità del prodotto
La maggior parte dei prodotti termoplastici trae vantaggio dallo stampaggio a iniezione in due fasi in numerosi modi:
- Estetica migliorata. Quando i prodotti sono realizzati con plastiche o polimeri di colori diversi, hanno un aspetto più gradevole e risultano più attraenti per i consumatori. Il prodotto apparirà più costoso se vengono utilizzati più colori o texture.
- Migliore ergonomia. Il metodo consente di ottenere superfici morbide al tatto; pertanto, i prodotti finiti possono avere maniglie o altre sezioni ergonomiche. Questo è fondamentale per utensili, apparecchiature mediche e altri oggetti portatili.
- La tenuta è migliorata quando per le guarnizioni e altre parti che necessitano di una tenuta stagna vengono utilizzati polimeri siliconici e altri materiali gommosi.
- Permette di realizzare articoli di dimensioni ridottissime, con polimeri duri e morbidi, che garantiscono comfort e utilità eccezionali.
- Rispetto ai metodi di sovrastampaggio o di inserimento più convenzionali, può ridurre significativamente il numero di disallineamenti.
- Permette ai produttori di utilizzare diversi materiali che non possono essere uniti in modo efficiente con altre procedure, per creare modelli di stampi più complessi.
- Il legame che si forma è incredibilmente forte, rendendo il prodotto finale più robusto, affidabile e duraturo.
Il processo di stampaggio a due fasi aiuta i produttori a realizzare prodotti di alta qualità.
Consolidamento delle parti
Il numero di parti in un assieme finito viene ridotto utilizzando lo stampaggio a iniezione in due fasi, con un risparmio medio di 40 dollari in spese di sviluppo, ingegneria e convalida per ogni aumento del numero di parti.
Routing
Grazie allo stampaggio a due colpi, è possibile stampare più componenti con un unico utensile, riducendo il lavoro necessario per produrre i pezzi e senza saldature o giunzioni successive dei componenti.
Tipi di strutture di stampaggio a due colpi
Scegliere e realizzare la struttura dello stampo più adatta è essenziale per risparmiare sui costi e garantire la qualità. Ecco alcuni tipi di strutture per stampaggio a due colpi:
Stampo a due colpi con ginocchiera centrale
Poiché il nucleo e la cavità dello stampo non devono essere riposizionati, la procedura di stampaggio multi-iniezione con ginocchiera è la più semplice. In alternativa, lo spostamento del cursore modificherà la geometria della cavità dello stampo.
La sostanza A viene iniettata per la prima volta nella cavità quando il cursore si trova in posizione espansa durante il processo di stampaggio a iniezione, utilizzando lo stampo a due iniezioni con nucleo a ginocchiera. Successivamente, il cursore viene tirato indietro per esporre una nuova area della cavità.
Lo spazio rimanente viene riempito spostando il cursore dopo che il materiale B è stato iniettato nella cavità modificata attraverso un'altra porta (sopra l'ugello centrale).
Dopo l'indurimento, il componente in plastica viene estratto dallo stampo e fatto circolare nello stesso ordine di cui sopra per continuare lo stampaggio.
Sebbene il prezzo dello strumento aumenti quando si aggiunge un cursore allo stampo, può comunque essere significativamente più economico degli stampi a piastra rotante o ad albero rotante. Purtroppo, non è in grado di realizzare pezzi in plastica complessi e multicolori.
Stampo a due colpi con piastra rotante
Sulla linea mediana del piano portastampo, parallela all'asse di rotazione, la piastra portastampo presenta due anime identiche, speculari l'una all'altra. La piastra portastampo, fissata al piano portastampo fisso, presenta due cavità con geometrie diverse.
La piastra rotante completa la commutazione dei pezzi stampati a ogni ciclo, senza l'intervento umano.
Lo stampo, che può contenere più materiali, è qui visibile solo con i due materiali. A seconda della quantità di materiale utilizzata, il piano rotante può essere ruotato di 90°, 120° o 180°. È inoltre necessaria una macchina a iniezione specifica per produrre la rotazione necessaria sul lato del nucleo.
Struttura dello stampo a due colpi a dondolo
Con un lato che si muove verso l'alto, l'altro verso il basso e così via, la struttura della lastra è composta da due lati che ruotano attorno al centro. La maggior parte dei modelli di tastiere con numeri e lettere utilizza la struttura a dondolo.
La struttura contiene caratteri numerici o alfabetici chiusi come 0, 4, 8, A, B, D e O. Il materiale secondario può entrare facilmente nella zona confinata solo quando si utilizza una costruzione a dondolo, creando un aspetto gradevole.
La struttura dell'altalena funziona come segue:
- Dopo un'iniezione, lo stampo viene aperto.
- L'ago rotto viene abbassato dall'asta di spinta, facendo sì che l'altalena ruoti attorno all'albero rotante.
- La piastra superiore viene spinta verso l'alto tramite l'altalena, facendo sì che l'ago rotto fuoriesca dallo stampo.
Si crea un foro rotto quando l'ago risale sul bordo della porzione sigillata del prodotto primario. Per perforare il materiale secondario nell'area chiusa dal foro rotto, l'ago viene abbassato dal perno di ritorno della piastra fratturata durante il processo di stampaggio a doppia iniezione.
Struttura scorrevole a cavità
La cavità del modello maschile scorre sotto l'azione del motore mentre lo stampo viene aperto dopo una singola iniezione. Una distanza specifica viene utilizzata per allineare lo stampo con lo stampo master prima del secondo processo di stampaggio a iniezione.
Fattori da considerare quando si utilizza lo stampaggio a due colpi
Quando si utilizza lo stampaggio a doppia iniezione si prendono in considerazione i seguenti fattori:
Selezione del Materiale
La resistenza fisica, meccanica, chimica, termica, elettrica, all'infiammabilità e ai raggi UV sono tutti fattori importanti da considerare nella scelta del materiale per il vostro componente. Per orientare la scelta del materiale, dovrete rispondere a una serie di domande, tra cui:
- A quali temperature sarà sottoposto il tuo prodotto?
- Quanto flessibile o rigido deve essere il materiale per poterlo piegare?
- Resistenza agli urti: quanto deve essere robusta la sua superficie?
- Quanto resiste a carichi elevati in termini di resistenza alla compressione?
- Il componente sarà esposto ai raggi UV, come quelli presenti all'esterno?
- Il componente sarà esposto a sostanze chimiche che ne comprometteranno il funzionamento, soprattutto nel tempo?
- Che tipo di durata di conservazione è richiesta per il pezzo?
Compatibilità dei materiali
La chimica dei materiali è fondamentale da considerare quando si decide quali utilizzare per lo stampaggio a due fasi. Mentre alcuni materiali si legano in modo imperfetto, altri interagiscono bene tra loro e creano una solida adesione molecolare.
Eseguire un test di adesione prima di iniziare la produzione quando le proprietà adesive di due composti non sono chiare. Se l'adesione non è sufficiente, è possibile integrare nel progetto elementi di fissaggio, come sottosquadri, scanalature o spalle, per aumentare l'adesione e bloccare i due composti insieme.
Viene esaminata una tabella di compatibilità dei materiali per determinare quali polimeri si aggrapperanno tra loro e quali polimeri saranno incompatibili. Inoltre, si elimina la possibilità di contaminazione, un problema quando si utilizzano due stampi diversi.
Inoltre, rispetto alla produzione di un prodotto o di un componente identico utilizzando due diversi processi di stampaggio, la procedura di stampaggio a due fasi garantisce un legame molto più forte. La possibilità di realizzare prodotti in plastica multicolore utilizzando il metodo di stampaggio a due fasi è uno degli ulteriori vantaggi del processo rispetto alla verniciatura, che può perdere la sua efficacia nel tempo.
Utilizzando il metodo a due stampi, è possibile creare elementi più utili e sofisticati. Inoltre, è possibile mescolare plastica più morbida con plastica dura. Il prodotto finale presenta un'integrità significativamente maggiore. I prodotti stampati in plastica a due stampi sono spesso molto più resistenti e antiurto.
Il metodo è eccellente anche per realizzare maniglie morbide per apparecchiature elettriche, guarnizioni per impianti di condizionamento e superfici antiscivolo. Con questo metodo, è possibile creare loghi che, a differenza dei loghi dipinti, non sbiadiscono mai.
Spegnimenti
Per realizzare fori, elementi a scatto e lunghi fori passanti, lo stampo chiude questi punti per impedire alla plastica di fluire in tali punti.
In queste situazioni, le due metà dello stampo si sigillano l'una contro l'altra. Grazie a ciò, le superfici di tenuta dello stampo possono aprirsi e chiudersi senza entrare in collisione. L'angolo di spoglia minimo dovrebbe essere compreso tra tre e cinque gradi. Più a lungo dura lo stampo, maggiore è la pulizia e maggiore è la spoglia.
Tipo di cancello
Quando si utilizza lo stampaggio a iniezione, la resina fusa entra nella camera dello stampo attraverso un canale di iniezione. Per ottenere le proporzioni ideali del pezzo e l'aspetto estetico ideale, evitando al contempo deformazioni, è necessario tenere conto del tipo di iniezione, del design e della posizione.
I due tipi di iniezione più frequentemente utilizzati nello stampaggio a iniezione sono gli iniettori a linguetta e a canale caldo:
- Le porte più diffuse ed efficienti sono le porte a linguetta; tuttavia, data la loro semplicità, potrebbero non essere adatte alle tue esigenze.
- I fori di iniezione a punta calda presentano piccole aperture ellittiche. La resina viene mantenuta sufficientemente calda da passare attraverso lo stretto foro di iniezione grazie al riscaldatore controllato da termostato, fissato sul retro dello stampo.
Legame chimico molecolare
Affinché sia possibile un legame molecolare forte, il substrato e la resina del secondo strato dovrebbero idealmente essere chimicamente compatibili. La gamba o la superficie più lunga è ideale per la giunzione tra le due resine. Il secondo strato è quasi impossibile da rimuovere selezionando i materiali e il design del giunto ideali.
Anche quando è possibile ottenere un legame chimico di alto livello, consigliamo vivamente di utilizzare un legame meccanico appropriato se il legame è importante per la vostra applicazione.
Posizione del cancello
Questo è essenziale per la produzione di cosmetici a superficie solida e per uno stampo omogeneo. Nello stampaggio a iniezione mono-iniezione, il materiale fuso può entrare attraverso la parte più spessa dell'apertura prima di fluire verso le aree più piccole, grazie al posizionamento del punto di iniezione.
Suggerimenti per lo stampaggio a due colpi
Ecco alcuni consigli per lo stampaggio a due colpi:
Numero 1
La plastica morbida viene stampata una seconda volta dopo essere stata stampata una prima volta come plastica rigida. La prima volta è trasparente; la seconda no. Il primo stampaggio viene eseguito con una plastica ad alta temperatura, mentre il doppio stampaggio viene eseguito con una plastica a bassa temperatura.
Numero 2
Testare lo stampo per creare un prodotto finito prima della produzione vera e propria.
Numero 3
Prima di realizzare lo stampo, individua tutti i potenziali difetti e riparali.
Numero 4
Tenete conto del restringimento dei due materiali. In generale, il materiale inizialmente creato influisce sul restringimento.
Numero 5
Una seconda iniezione può essere effettuata solo quando la prima ha fatto completamente effetto.
Numero 6
Per evitare danni durante il processo di stampaggio, tenere presente la posizione stampata.
Numero 7
Lasciare che il bordo del primo pezzo stampato a iniezione sia eccessivamente largo. Questo garantisce che la seconda iniezione avrà una pressione maggiore.
Numero 8
Verificare che i parametri dell'unità di iniezione forniscano la pressione, la portata e la capacità di raffreddamento necessarie.
Numero 9
Assicurarsi che l'integrità strutturale del primo pezzo stampato possa resistere alla pressione di iniezione del secondo stampo.
Conclusione
Chi non ha familiarità con lo stampaggio a iniezione a due fasi potrebbe pensare che sia un processo complesso. In realtà, richiede l'utilizzo di un secondo materiale e di una seconda procedura, il che aggiunge un ulteriore fattore alla creazione del componente, ma è relativamente semplice.
Lo stampaggio a due fasi può essere effettuato utilizzando, tra le altre opzioni, un piano rotante, un'anima mobile o un sovrastampaggio. Le prime due richiedono due processi, due sistemi di canalizzazione e una seconda unità di iniezione.
Quest'ultima spesso utilizza due stampi diversi, uno per ogni materiale, ma può essere realizzata anche utilizzando un solo stampo, due sistemi di canalizzazione e il trasferimento manuale o automatico dei pezzi tramite pick-and-place.
