La quantità massima di materiale plastico che può essere iniettata durante un ciclo di stampaggio è nota come dimensione del granulato. I granuli vengono immessi nel gruppo cilindro-vite attraverso la tramoggia.
Utilizzando la tecnica dello stampaggio a iniezione, il materiale fuso viene iniettato nella cavità dello stampo per creare grandi quantità di parti in plastica.
Nel processo di stampaggio a iniezione di materie plastiche, la materia prima viene introdotta nel cilindro, si fonde e la plastica viene quindi iniettata nella cavità dello stampo per il raffreddamento e la solidificazione dopo la chiusura dello stampo. Infine, lo stampo si apre e i componenti vengono espulsi.
Come calcolare la dimensione del tiro
La durata dei tempi di residenza è influenzata dalle dimensioni della pallina e del cilindro, che possono influire anche sulla qualità del prodotto finale. Lunghi tempi di residenza e degradazione del polimero possono essere causati da piccole dimensioni della pallina che richiedono una capacità ridotta del cilindro.
Le piccole dimensioni dei pallini, che occupano meno del 20% della capacità della canna, spesso comportano tempi di residenza prolungati, che a loro volta causano la degradazione del polimero e un controllo inadeguato del processo.
D'altro canto, dimensioni di granuli elevate e livelli di riempimento del cilindro superiori al 50% possono causare una fusione non uniforme e un lento recupero della vite.
Inoltre, le viti più grandi hanno in genere una minore capacità di pressione della plastica. Le grandi dimensioni dei pallini, che occupano oltre il 65% della capacità del cilindro, causano spesso problemi di qualità della fusione, come mancata fusione, scarsa uniformità della fusione e lunghi tempi di recupero della vite.
Per sicurezza, puoi valutare di ordinare due barili. Inoltre, gli stampi possono essere utilizzati con due barili. Ordinando un secondo barile con la nuova macchina, potrai essere piacevolmente soddisfatto del suo costo contenuto. I barili possono essere sostituiti in meno di 30 minuti con le specifiche corrette e un operatore esperto, anche se il barile è caldo.
Formula per la dimensione dello stampo nello stampaggio a iniezione
La formula più semplice per calcolare la dimensione dello stampo è:
Ritiro + Volume dell'abete + Volume del prodotto + Volume del canale di colata = Dimensioni dello stampo
Capacità/dimensione del colpo della macchina per la formula
Il peso o volume totale iniettato dalla vite durante un ciclo di stampaggio è espresso come capacità di iniezione della macchina (g)/dimensione della iniezione della macchina (mm), nota anche come capacità di iniezione della macchina.
I calcoli da fare quando si considera la pressione dovrebbero essere i seguenti:
Corsa X Superficie del pistone a vite = volume di iniezione
Forza di iniezione/superficie del pistone a vite = pressione di iniezione
Perciò:
Volume massimo di iniezione per unità cubica X pressione massima di iniezione (bar per unità cubica)/1000 = capacità di iniezione dell'unità di iniezione.
I calcoli da effettuare quando si utilizzano il peso della vite e la densità del materiale devono essere i seguenti:
Massa/densità = volume
ᴨ*D2*Dimensione del colpo/4= Canna/Volume del colpo
Fattori che influenzano le dimensioni dell'inquadratura del prodotto
Ci sono diversi fattori da considerare quando si calcola la dimensione di un tiro. Questi fattori sono i seguenti:
- Quando si determina la dimensione dell'iniezione, è necessario considerare il volume dell'abete, il volume del canale di colata e il volume del prodotto. Questo perché il polimero deve riempire il volume dell'abete, del canale di colata e del prodotto quando viene iniettato nello stampo.
- Un altro fattore importante che influenza i calcoli delle dimensioni della iniezione è il ritiro del polimero. Il ritiro è dovuto al raffreddamento del polimero fuso. A causa delle diverse densità dei polimeri, il ritiro dello stampo varia.
- Il tipo e la quantità di additivi di un polimero possono modificarne la densità e le caratteristiche di flusso.
Questi fattori possono aiutarti a stimare la dimensione del colpo, il volume e la capacità della canna.
Unità di iniezione
Lo scopo dell'unità di iniezione è fondere uniformemente il materiale plastico prima di iniettarlo nello stampo a una pressione e una portata predeterminate. Si tratta di attività impegnative perché i fluoropolimeri hanno una conduttività termica limitata, un calore specifico elevato e un'elevata viscosità del fuso.
Anche in questo caso, sono state sviluppate numerose varianti per affrontare le complesse problematiche in questione. Una classificazione generale delle varianti può essere fatta in quattro concetti principali di unità di iniezione:
- Pistone o pistone a stadio singolo
- Ariete a doppio stadio
- Vite con una fase
- Vite/pistone a due stadi
Sebbene sia ancora presente in macchine di piccole dimensioni e in alcune attrezzature specializzate, l'unità a pistone monostadio è sostanzialmente obsoleta a causa della sua inefficacia nel riscaldamento, nella miscelazione e nella trasmissione della pressione. Trae vantaggio dalla semplicità e dalla convenienza.
Inoltre, il pistone a due stadi è praticamente obsoleto. Il pistone è ancora un miscelatore e un riscaldatore inefficaci, nonostante i tentativi di migliorarlo separando le operazioni di riscaldamento e di flusso in pressione.
L'unità vite/pistone a due stadi separa ulteriormente i ruoli di flusso e calore utilizzando un pistone per l'iniezione anziché una vite per la miscelazione e il riscaldamento. L'idea è interessante perché entrambi sono strumenti efficaci per i rispettivi compiti.
Inoltre, l'unità di iniezione viene spesso valutata in base alla pressione di iniezione massima e al volume di iniezione disponibile. La massima pressione possibile all'estremità a valle della vite è chiamata pressione di iniezione. Questa dipende dal diametro della vite e dalla forza che la spinge.
Tuttavia, è importante non confonderla con la pressione nella linea idraulica che agisce sul cilindro di iniezione, che aziona la vite, né interpretarla come la pressione necessaria per riempire le cavità dello stampo. A causa delle perdite di pressione nei sistemi di ugello e di alimentazione dello stampo, questa è sostanzialmente inferiore.
La serie principale di azioni dell'unità di iniezione è la seguente:
- Il materiale viene riscaldato e fuso durante la rotazione della vite, quindi trasportato lungo le spire della vite fino all'estremità a valle. L'ugello del cilindro viene chiuso mediante una valvola meccanica o termica o tramite uno stampaggio precedente.
Finché non si è accumulata una quantità di materiale fuso sufficiente per produrre lo stampo successivo, il materiale fuso accumulato spinge indietro la vite ancora in rotazione, contrastando una resistenza controllata (la contropressione). A questo punto, la rotazione della vite si arresta. È il momento di essere pronti per la fusione.
- Quando l'ugello del cilindro viene aperto, la vite avanza in direzione assiale senza ruotare, agendo come un ariete. Di conseguenza, la massa fusa raccolta davanti all'estremità a valle della vite viene forzata (iniettata) attraverso l'ugello e nello stampo.
Per impedire che il materiale fuso rifluisca lungo le coclee, è possibile installare un sistema di valvole all'estremità a valle della coclea. Questa è la fase di iniezione o riempimento dello stampo.
- Dopo il riempimento dello stampo, la pressione della vite viene mantenuta per un breve periodo per compensare il ritiro volumetrico del materiale fuso in raffreddamento all'interno dello stampo. A questo punto inizia la fase di riempimento o mantenimento.
- Infine si arriva alla fase di attesa, in cui il ciclo dell'unità di iniezione riprende con la rotazione della vite e la preparazione del materiale fuso, mentre lo stampo viene mantenuto chiuso per consentire al pezzo stampato di raffreddarsi fino alla temperatura di espulsione.
Si verificano notevoli perdite di carico quando la plastica fusa viene forzata nell'ugello di iniezione e successivamente attraverso il sistema di alimentazione dello stampo e le cavità. Non è possibile utilizzare semplici regole per calcolare queste perdite di carico.
Unità di bloccaggio
La chiusura dello stampo viene mantenuta contro le forze generate quando la plastica viene spinta in uno stampo chiuso dalla pressione di iniezione, utilizzando un'unità di serraggio per una pressa a iniezione. Questa unità è dotata di un sistema di azionamento in grado di muovere il piano mobile della macchina per stampaggio a iniezione in almeno una direzione.
Tipi di unità di serraggio
Esistono diversi tipi di unità di serraggio nel processo di stampaggio a iniezione. Sono i seguenti:
Tipo di serraggio a ginocchiera
Un dispositivo meccanico che amplifica la forza è una ginocchiera. Due barre sono collegate e terminano con un perno in una macchina per stampaggio. Un'estremità della barra è collegata a un piano fisso, mentre l'altra è collegata a un piano mobile. La ginocchiera ha una forma a V quando lo stampo viene aperto. Le due barre formano una linea retta quando viene applicata pressione al perno.
I vantaggi del serraggio a ginocchiera includono il fatto che richiede meno denaro e meno potenza e fornisce una progettazione precisa dello stampo. Tuttavia, gli svantaggi del serraggio a ginocchiera sono la necessità di un'elevata manutenzione e la difficoltà di esecuzione.
Bloccaggio idraulico
In questo caso, il RAM del sistema idraulico è collegato al piano mobile e un'unità di chiusura azionata da un cilindro idraulico è direttamente collegata allo stampo mobile chiuso. Il cilindro idraulico è composto da due sezioni: l'ingresso e l'uscita dell'olio.
L'olio spinge il pistone in avanti quando entra nel cilindro sotto pressione, provocando la chiusura del piano mobile e dello stampo. Inoltre, il pistone di ritorno e lo stampo si aprono quando l'olio viene rilasciato dal cilindro.
Alcuni vantaggi del serraggio idraulico includono il facile controllo della velocità di serraggio e del supporto a qualsiasi angolazione, la semplice misurazione della forza di serraggio, la facile configurazione della modalità e regolazione della forza di serraggio, nonché la semplicità di manutenzione.
Gli svantaggi di questo tipo di serraggio sono che costa di più ed è più costoso di un sistema a ginocchiera e di un morsetto a serraggio positivo.
Unità di serraggio di tipo magnetico
I moduli magnetici all'interno delle piastre o dei piani di serraggio magnetici dello stampo generano la forza di serraggio. Il pannello di interfaccia può controllare il serraggio dello stampo, il cambio stampo e la magnetizzazione e smagnetizzazione dei piani.
I vantaggi di questa unità di serraggio includono il fatto che l'elettricità è necessaria solo durante le fasi di magnetizzazione e smagnetizzazione, non durante il serraggio, la misurazione della forza di serraggio in tempo reale con numerose funzioni di sicurezza e la manutenzione gratuita.
Peso dello stampo
La quantità di materiale iniettata nello stampo per riempirlo, incluso il sistema di alimentazione, è nota come "peso della iniezione nello stampo" o "peso della iniezione nel prodotto". Il peso del pezzo in abete, del canale di colata e del canale di colata sono invece componenti del peso della iniezione. La distanza percorsa dalla vite per riempire il prodotto, incluso il sistema di alimentazione, è nota come dimensione della iniezione nello stampo/prodotto.
Conclusione
Utilizzando la tecnica dello stampaggio a iniezione, la plastica grezza viene fusa, iniettata nello stampo, lasciata raffreddare e solidificare, quindi l'oggetto finito viene espulso. La dimensione della iniezione è fondamentale perché previene il riempimento insufficiente del polimero e le sbavature. Anche altri fattori, come la capacità del cilindro, influenzano il processo generale di stampaggio a iniezione.
