Stampaggio a iniezione: cos'è e come funziona

Lo stampaggio a iniezione con punto di iniezione gioca un ruolo chiave nel determinare il flusso della plastica fusa nello stampaggio a iniezione di materie plastiche. Determina l'efficienza con cui il materiale riempie la cavità, la resistenza dell'area attorno al punto di iniezione e la pulizia della sua superficie. Comprendere lo stampaggio a iniezione con punto di iniezione aiuta a ottenere una qualità migliore, ridurre gli sprechi e migliorare l'efficienza produttiva.

In questa guida, noi di Moldie vi aiuteremo ad esplorare i fondamenti dello stampaggio a iniezione con iniezione diretta e come materiali e applicazioni ne determinino l'utilizzo. Imparando le basi, sarete in grado di prendere decisioni migliori per ottimizzare il vostro processo produttivo e il vostro prodotto.

Fondamenti dello stampaggio a iniezione di gate

Cos'è un punto di iniezione nello stampaggio a iniezione?

Come componente di uno stampo a iniezione di plastica, un gate può essere definito come la piccola apertura che collega il sistema di canali di colata alla cavità dello stampo. Permette alla plastica fusa di fluire nella cavità durante la processo di stampaggio ad iniezione. Le loro dimensioni, la loro forma e il loro tipo determinano la facilità con cui il materiale riempie lo stampo e il modo in cui il punto di iniezione si separa dopo il raffreddamento.

I tipi di gate comuni includono bordo, diretto (sprue), fan, individuare, tunnel e altro ancora. Ogni tipologia soddisfa geometrie di pezzi ed esigenze produttive diverse. Un punto di iniezione di dimensioni adeguate aiuta a mantenere un flusso di plastica costante e previene problemi come iniezioni insufficienti o sollecitazioni eccessive. 

Ruolo dei cancelli nel processo di stampaggio a iniezione

I cancelli controllano il modo in cui la plastica fusa entra nella cavità dello stampo e come si crea la pressione durante il riempimento e l'imballaggio. Agiscono come regolatore di flusso, bilanciando velocità e temperatura per garantire una distribuzione uniforme del materiale.

Il cancello influenza anche raffreddamento, tempo di ciclo, e degating. Un cancello più piccolo si raffredda più rapidamente e consente cicli più rapidi, ma può limitare il flusso. Un cancello più grande migliora il riempimento, ma può lasciare un segno o un residuo più evidente.

Una corretta progettazione del punto di iniezione riduce difetti come segni di ritiro, linee di saldatura o vuoti nei pezzi stampati. Contribuisce inoltre a mantenere una densità uniforme e una precisione dimensionale uniforme su tutto il pezzo. Gli ingegneri regolano le dimensioni, la forma e la posizione del punto di iniezione in base alla viscosità del materiale, allo spessore e alla complessità del pezzo.

Posizione del cancello e il suo impatto

La posizione del punto di iniezione determina il punto di inizio del flusso di plastica e come si diffonde attraverso la cavità dello stampo. Un posizionamento errato può causare un riempimento non uniforme, bolle d'aria o linee di flusso visibili che riducono la qualità del pezzo.

Posizionare il punto di iniezione vicino a sezioni più spesse aiuta a controllare il restringimento e riduce le sollecitazioni interne. Per le parti estetiche, i progettisti spesso nascondono il punto di iniezione su superfici non visibili per ridurre al minimo i segni lasciati dal punto di iniezione.

Il posizionamento bilanciato degli iniettori favorisce percorsi di flusso uniformi negli stampi multi-cavità. La tabella seguente mostra come la posizione influisce sulle prestazioni:

Tipi di cancelli per stampaggio a iniezione

Cancelli di rifinitura manuali

Questi cancelli sono semplici ed economici, ma richiedono un ulteriore passaggio di rifinitura dopo lo stampaggio del pezzo.

• Sprue Gate: Un grande ingresso direttamente dalla materozza al pezzo. Ideale per stampi di grandi dimensioni a cavità singola, dove l'aspetto non è fondamentale. È semplice ma lascia un segno visibile.
• Porta di bordo: Situato lungo la linea di separazione dello stampo. È un punto di iniezione versatile e multiuso, utilizzato per un'ampia varietà di parti e facile da lavorare.
• Tab Gate: Utilizza una piccola linguetta tra il canale di colata e il pezzo per ridurre lo stress ed evitare segni di scorrimento. Ideale per pezzi piatti che necessitano di una migliore finitura superficiale.
• Porta del ventilatore: Allarga il percorso del flusso per distribuire la plastica in modo uniforme su un'area ampia. Ideale per parti sottili e larghe, per evitare deformazioni.

Cancelli automatici

Questi cancelli aumentano l'efficienza eliminando la necessità di rifinitura manuale, rendendoli ideali per la produzione di grandi volumi.

• Tunnel Gate (Porta Sottomarina): Cancello angolato che si taglia automaticamente durante l'espulsione. Nasconde il segno del cancello sotto la linea di separazione, perfetto per pezzi piccoli e rotondi.
• Cancello a spillo: Un punto di iniezione circolare molto piccolo, spesso utilizzato nei sistemi a canale caldo. Lascia un segno minimo e pulito ed è comune per componenti estetici ad alta precisione come le lenti.

Porte per esigenze di flusso specifiche

Alcune parti necessitano di dispositivi di controllo specializzati per controllare il modo in cui la plastica entra nella cavità.

• Porta del diaframma: Alimenta il materiale in modo uniforme attorno a un nucleo centrale, ideale per parti cilindriche per garantire un flusso e una resistenza bilanciati.
• Porta degli Anacardi: Un cancello curvo, simile a un tunnel, che alimenta la plastica da dietro il pezzo, nascondendo completamente il segno del cancello sulle superfici visibili.

Potete trovare un'analisi più dettagliata su come funziona esattamente ogni tipo di cancello e su come i loro progetti differiscono nel nostro guida sui tipi di cancelli per stampaggio a iniezione.

Influenza dei materiali e delle applicazioni sulla scelta del gate

Termoplastici e flusso dei materiali

I diversi materiali termoplastici presentano viscosità di fusione e velocità di raffreddamento uniche che influenzano la scelta del punto di iniezione. Materiali amorfi Materiali come ABS, PS e HIPS scorrono facilmente e tollerano piccole aperture di iniezione, come quelle a punta di spillo o a tunnel. Queste aperture aiutano a mantenere una buona finitura superficiale e consentono la separazione automatica.

Plastica cristallina Materiali come POM o PA necessitano di dimensioni di iniezione bilanciate per un corretto riempimento a causa della loro rapida cristallizzazione e degli elevati tassi di ritiro. Le resine caricate con fibra di vetro richiedono iniezioni progettate per ridurre al minimo il taglio eccessivo e la rottura delle fibre, come iniezioni a linguetta o iniezioni di bordo di dimensioni appropriate.

Per materiali trasparenti Come il PC e il PMMA, gli attacchi a ventaglio o a tunnel riducono le linee di flusso e i difetti ottici. Il PVC e l'HDPE utilizzano spesso attacchi di bordo o diretti che garantiscono un flusso stabile e una facile rifilatura. L'abbinamento del tipo di attacco al flusso del materiale garantisce un riempimento uniforme e riduce al minimo sollecitazioni o deformazioni.

Geometria della parte e spessore della parete

La forma del pezzo e lo spessore della parete determinano il modo in cui la massa fusa entra e riempie la cavità. Parti a parete spessa o componenti strutturali di grandi dimensioni utilizzano spesso porte dirette o di bordo per accorciare i percorsi del flusso e mantenere la pressione. Queste porte riducono il rischio di colpi corti e raffreddamento non uniforme.

Parti piatte come coperture o contenitori per elettronica di consumo traggono vantaggio da aperture a ventola o a linguetta. Queste distribuiscono il materiale in modo uniforme e aiutano a mantenere una superficie liscia. Per parti cilindriche o profonde, le porte a tunnel o a punta di spillo sono preferite perché consentono il posizionamento nascosto della porta e un'espulsione pulita.

La posizione del gate dovrebbe favorire un flusso bilanciato ed evitare linee di saldatura. I progettisti di utensili spesso utilizzano analisi del flusso per scegliere un punto di iniezione che supporti un riempimento efficiente e un'elevata qualità dei pezzi.

Volume di produzione ed efficienza

La scala di produzione influenza direttamente la scelta del gate e la progettazione dello stampo. Stampi ad alto volume Spesso si utilizzano iniettori a punta di spillo o a tunnel per la de-iniezione automatica, riducendo i tempi di ciclo e migliorando l'efficienza produttiva. Questi iniettori supportano stampi multi-cavità e riducono il lavoro manuale.

Per tirature a basso volume o utensili prototipo, le iniezioni dirette o di taglio laterale sono più convenienti. Sono più facili da lavorare e modificare, ma richiedono una rifinitura manuale.

Quando la produzione annuale è elevata, i sistemi di iniezione automatizzati riducono i tempi di fermo e l'usura. La scelta di un'iniezione che si adatti al volume di produzione aiuta a bilanciare i costi degli utensili, la qualità dei pezzi e l'affidabilità a lungo termine.