Injection molding plastic parts with extremely thin walls can be very challenging. But with careful planning and the right techniques, it is possible to injection mold plastic with walls thinner than 1mm.
In questa guida completa, come professionista produttore di stampaggio a iniezione di plastica, I will share everything you need to know about thin wall injection molding, including:
- What is considered “thin wall” in injection molding?
- How thin can you injection mold plastic?
- What is the minimum injection molding wall thickness for different plastics?
- Design considerations and best practices
- Pro tips for getting the thinnest possible walls
So if you want to push the limits of injection molding part wall thickness, you’ll find this guide invaluable.
What is Considered “Thin Wall” Injection Molding?
Generally speaking, thin wall injection molding refers to manufacturing plastic parts with walls significantly thinner than traditional injection molded components.
But there is no universally accepted threshold for what qualifies as “thin wall”. Some consider parts with walls as thick as 2mm (0.08 inches) to fall into the thin wall category.
However, more typically, thin wall injection molding involves walls less than 1mm (0.04 inches) thick. And parts under 0.5mm are considered “ultra” thin wall.
Quindi, riassumendo:
- 2mm: Standard wall thickness
- 1 – 2mm: Thin wall
- < 1mm: Ultra thin wall
Now let’s look at the minimum wall thickness you can achieve with different plastic resins.
Quanto può essere sottile la plastica stampata a iniezione?
The minimum thickness for injection molded plastic parts depends on the material, part requirements, and other factors. In general, the minimum wall thickness for thermoplastic parts is between 0.6–0.9 mm, and the recommended range is 1–4 mm. However, the minimum thickness can vary depending on the material.
Minimum Injection Molding Wall Thickness by Plastic
The minimum injection molding wall thickness depends heavily on the plastic you use.
High flow polymers like polypropylene and ABS lend themselves well to thin walls thanks to excellent melt flow properties.
But materials like PEEK and polycarbonate can be more temperamental.
Here’s a breakdown of minimum wall thickness by plastic:
Polipropilene (PP)
- Minimum wall thickness: 0.5mm
- Recommended wall thickness: 1 – 1.5mm
Thanks to its outstanding flow characteristics, polypropylene injection molding can achieve incredibly thin walls down to 0.5mm.
Just keep in mind that PP has low stiffness. So you need uniform wall thickness and proper rib placement to prevent warping or sinking.
Acrilonitrile Butadiene Stirene (ABS)
- Minimum wall thickness: 0.7mm
- Recommended wall thickness: 1 – 1.5mm
ABS flows very well too, allowing thin wall injection molding down to about 0.7mm. It also offers good strength and is easy to produce.
Nylon
- Minimum wall thickness: 0.7mm
- Recommended wall thickness: 1 – 1.5mm
Nylon resins enable thin wall injection molding of small, complex geometries. But you need proper cooling and venting to prevent defects.
Glass filled nylon can be very temperamental. So you’ll probably need to stay above 1mm with glass fiber content above 20-30%.
Policarbonato (PC)
- Minimum wall thickness: 0.7mm
- Recommended wall thickness: 1 – 2mm
Thanks to its high viscosity, polycarbonate can be difficult to injection mold with thin walls under 1mm. But with a robust mold and proper process control, 0.7mm is achievable.
Polistirolo (PS)
- Minimum wall thickness: 0.7mm
- Recommended wall thickness: 1 – 2mm
General purpose PS grades allow thin wall molding down to about 0.7mm. But you may need to use high fluidity PS developed specifically for thin walls to go under 1mm.
Polyether Ether Ketone (PEEK)
- Minimum wall thickness: 1mm
- Recommended wall thickness: 1.5 – 4mm
PEEK’s extremely high melt viscosity makes it essentially impossible to injection mold with walls under 1mm. Parts over 2mm also tend to warp and sink. So ideal PEEK wall thickness is 1.5 – 2mm.
Polimero a cristalli liquidi (LCP)
- Spessore minimo della parete: 0,3 mm
- Spessore della parete consigliato: 0,5 - 1,5 mm.
Grazie alle eccezionali proprietà di scorrimento, l'LCP è probabilmente la migliore plastica per lo stampaggio a iniezione di pareti sottili. Può facilmente raggiungere pareti inferiori a 0,5 mm con un adeguato controllo della temperatura dello stampo.
Polietilene (PE)
- Spessore minimo della parete: 0,8 mm
- Recommended wall thickness: 1 – 1.5mm
La viscosità relativamente elevata del polietilene rende difficile lo stampaggio a iniezione di pareti inferiori a 0,8 mm. Tuttavia, grazie all'eccellente resistenza chimica, il PE trova largo impiego in siringhe, pipette e microtubi a parete sottile.
Design Considerations for Thin Wall Injection Molding
Quando si progettano pezzi per lo stampaggio a iniezione a parete sottile, è necessario tenere conto di considerazioni di produzione uniche.
Ecco alcune linee guida fondamentali per la progettazione:
Maintain Consistent Wall Thickness
La priorità assoluta deve essere quella di mantenere lo spessore della parete il più possibile costante in tutto il componente.
Le variazioni improvvise dello spessore delle pareti provocano un raffreddamento non uniforme. Il che provoca difetti estetici come segni di affondamento, vuoti e deformazioni.
Inoltre, crea tensioni interne nel materiale, che possono causare crepe o rotture nei pezzi finiti.
Per questo motivo, è consigliabile una transizione graduale tra le sezioni più sottili e quelle più spesse.
La tolleranza consigliata è di circa 25%. Quindi, se una sezione ha una parete di 2 mm, le sezioni adiacenti devono mantenere uno spessore compreso tra 1,5 e 2,5 mm.
Add Ribs for Structural Support
Una tecnica per consentire pareti più sottili senza sacrificare la resistenza è l'aggiunta di nervature.
Le nervature consentono di eliminare le sezioni spesse, fornendo al contempo un supporto essenziale per evitare deformazioni o affossamenti.
Una buona regola è quella di mantenere l'altezza delle nervature inferiore al 50-60% dello spessore della parete che intersecano.
Gate Placement is Critical
Il posizionamento dei cancelli svolge un ruolo fondamentale nello stampaggio a parete sottile per ridurre al minimo i difetti estetici.
Un cattivo posizionamento del gate spesso crea linee di saldatura deboli dove i fronti di plastica si incontrano dopo l'espulsione. Il che porta a crepe e difetti strutturali.
Quindi è necessario orientare i cancelli in modo da favorire un riempimento uniforme senza creare linee di saldatura.
I cancelli per bordi e i sistemi a canale caldo aiutano a ridurre i segni dei cancelli sulle superfici visibili. Ma possono ancora creare linee di maglia in geometrie complesse.
Include Draft Angles
Gli angoli di sformo consentono di espellere in modo pulito i pezzi dagli stampi a iniezione senza danneggiare gli elementi fini o le pareti sottili.
La raccomandazione generale è di almeno 0,5 gradi di sformo per lato. Ma potrebbero essere necessari fino a 5 gradi per le texture dettagliate.
Mantenere gli angoli di sformo coerenti sull'intera geometria del pezzo per ridurre al minimo le tensioni residue che causano arricciamenti o distorsioni.
Pro Tips for Maximizing Thin Wall Capabilities
Se volete superare i limiti dello spessore delle pareti nello stampaggio a iniezione, ecco alcuni consigli da professionisti:
Select an Experienced Manufacturer
Lo stampaggio di pareti sottili richiede un'incredibile precisione e uno stretto controllo del processo. La collaborazione con un produttore esperto è quindi imprescindibile.
Chiedete ai potenziali fornitori la loro esperienza con i componenti a parete sottile. È indispensabile che abbiano prodotto con successo componenti con pareti vicine allo spessore desiderato nella resina che si intende utilizzare.
Get Mold Flow Simulation
Sebbene i prototipi fisici siano sempre raccomandati, la simulazione del flusso dello stampo offre un'enorme conoscenza anticipata dei tempi di riempimento, delle linee di saldatura, delle trappole per l'aria e dei rischi di infossamento.
L'adattamento precoce del modello CAD in base ai risultati della simulazione consente una più rapida finalizzazione del progetto senza costosi campionamenti fisici.
Use High Fluidity Resins
Le resine per lo stampaggio a iniezione specificamente progettate per le applicazioni a parete sottile possono avere un grande impatto.
Ad esempio, un'elevata fluidità polipropilene offre un flusso 2-4 volte più facile rispetto ai gradi standard. Permette di riempire geometrie complesse e di ottenere pareti più sottili.
È anche possibile ridurre lo spessore delle pareti aumentando la pressione di iniezione. Ma le resine ad alta fluidità consentono di ottenere risultati migliori senza compromettere la qualità dei pezzi o l'efficienza dei tempi di ciclo.
Tweak Process Temperatures
L'aumento delle temperature di stampo e fusione migliora il flusso di resina per i progetti a parete sottile più impegnativi. Ma è necessario trovare il perfetto equilibrio tra viscosità e tempo di raffreddamento.
Iniziare con 5-10°C in più rispetto alla resina consigliata e regolare con precisione da lì è un buon punto di partenza. Attenzione alla degradazione termica a lungo termine al di sopra dei 340-350°C per la maggior parte delle materie plastiche.
Wrapping Up
Spero che questa guida vi abbia fornito una solida panoramica delle possibilità e dei limiti dello stampaggio a iniezione di pareti di plastica sottili.
Sebbene lo stampaggio di pareti sottili presenti ostacoli unici, la scelta del partner di produzione e della resina giusta e l'ottimizzazione del progetto possono consentire pareti inferiori a 0,5 mm e in alcuni casi persino a 0,3 mm.
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