Quanto può essere sottile la plastica stampata a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione di parti in plastica con pareti estremamente sottili può essere molto impegnativo. Tuttavia, con un'attenta pianificazione e le tecniche giuste, è possibile stampare a iniezione plastica con pareti più sottili di 1 mm.

In questa guida completa, come professionista produttore di stampaggio a iniezione di plasticaCondividerò con voi tutto ciò che c'è da sapere sullo stampaggio a iniezione a parete sottile, tra cui:

• Cosa si intende per "parete sottile" nello stampaggio a iniezione?
• Quanto può essere sottile la plastica stampata a iniezione?
• Qual è lo spessore minimo delle pareti per lo stampaggio a iniezione per le diverse materie plastiche?
• Considerazioni sulla progettazione e migliori pratiche
• I consigli dei professionisti per ottenere pareti più sottili possibile

Se volete superare i limiti dello spessore delle pareti dei pezzi stampati a iniezione, troverete questa guida preziosa.

Cosa si intende per stampaggio a iniezione a parete sottile?

In generale, lo stampaggio a iniezione a parete sottile si riferisce alla produzione di parti in plastica con pareti significativamente più sottili rispetto ai tradizionali componenti stampati a iniezione.

Tuttavia, non esiste una soglia universalmente accettata per definire la "parete sottile". Alcuni ritengono che i pezzi con pareti spesse fino a 2 mm (0,08 pollici) rientrino nella categoria delle pareti sottili.

Tuttavia, più tipicamente, lo stampaggio a iniezione di pareti sottili riguarda pareti di spessore inferiore a 1 mm (0,04 pollici). I pezzi inferiori a 0,5 mm sono considerati "ultra" a parete sottile.

Quindi, riassumendo:

• 2 mm: Spessore standard della parete
• 1 - 2 mm: Parete sottile
• < 1 mm: Parete ultra sottile

Vediamo ora lo spessore minimo delle pareti che si può ottenere con le diverse resine plastiche.

Quanto può essere sottile la plastica stampata a iniezione?

Lo spessore minimo dei pezzi in plastica stampati a iniezione dipende dal materiale, dai requisiti del pezzo e da altri fattori. In generale, lo spessore minimo delle pareti per i pezzi termoplastici è compreso tra 0,6-0,9 mm e l'intervallo consigliato è di 1-4 mm. Tuttavia, lo spessore minimo può variare a seconda del materiale.

Spessore minimo della parete dello stampaggio a iniezione in base alla plastica

Lo spessore minimo delle pareti per lo stampaggio a iniezione dipende in larga misura dalla plastica utilizzata.

I polimeri ad alto scorrimento, come il polipropilene e l'ABS, si prestano bene a pareti sottili grazie alle eccellenti proprietà di scorrimento della massa.

Ma materiali come il PEEK e il policarbonato possono essere più difficili da gestire.

Ecco una ripartizione dello spessore minimo delle pareti in base alla plastica:

Polipropilene (PP)

• Spessore minimo della parete: 0,5 mm
• Spessore della parete consigliato: 1 - 1,5 mm

Grazie alle sue eccezionali caratteristiche di fluidità, lo stampaggio a iniezione del polipropilene consente di ottenere pareti incredibilmente sottili, fino a 0,5 mm.

Tenete presente che il PP ha una bassa rigidità. È quindi necessario uno spessore uniforme delle pareti e un corretto posizionamento delle nervature per evitare deformazioni o affossamenti.

Acrilonitrile Butadiene Stirene (ABS)

• Spessore minimo della parete: 0,7 mm
• Spessore della parete consigliato: 1 - 1,5 mm

Anche l'ABS scorre molto bene, consentendo lo stampaggio a iniezione di pareti sottili fino a circa 0,7 mm. Offre inoltre una buona resistenza ed è facile da produrre.

Nylon

• Spessore minimo della parete: 0,7 mm
• Spessore della parete consigliato: 1 - 1,5 mm

Le resine di nylon consentono lo stampaggio a iniezione a parete sottile di geometrie piccole e complesse. Ma è necessario un raffreddamento e uno sfiato adeguati per evitare difetti.

Il nylon caricato con fibra di vetro può essere molto difficile da gestire. Quindi probabilmente dovrete rimanere al di sopra di 1 mm con un contenuto di fibra di vetro superiore a 20-30%.

Policarbonato (PC)

• Spessore minimo della parete: 0,7 mm
• Spessore della parete consigliato: 1 - 2 mm

Grazie alla sua elevata viscosità, il policarbonato può essere difficile da stampare a iniezione con pareti sottili inferiori a 1 mm. Tuttavia, con uno stampo robusto e un adeguato controllo del processo, è possibile ottenere uno spessore di 0,7 mm.

Polistirolo (PS)

• Spessore minimo della parete: 0,7 mm
• Spessore della parete consigliato: 1 - 2 mm

I tipi di PS per uso generale consentono di modellare pareti sottili fino a circa 0,7 mm. Tuttavia, per scendere sotto 1 mm potrebbe essere necessario utilizzare PS ad alta fluidità sviluppati specificamente per pareti sottili.

Etere chetone di polietere (PEEK)

• Spessore minimo della parete: 1 mm
• Spessore della parete consigliato: 1,5 - 4 mm

L'elevatissima viscosità di fusione del PEEK rende sostanzialmente impossibile lo stampaggio a iniezione con pareti inferiori a 1 mm. Inoltre, i pezzi di dimensioni superiori a 2 mm tendono a deformarsi e ad affondare. Lo spessore ideale delle pareti del PEEK è quindi di 1,5-2 mm.

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
• Spessore della parete consigliato: 1 - 1,5 mm

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.

Considerazioni sulla progettazione dello stampaggio a iniezione a parete sottile

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:

Mantenere uno spessore costante della parete

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.

Aggiungere nervature per il supporto strutturale

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.

Il posizionamento del cancello è fondamentale

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.

Includere gli angoli di sformo

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.

Consigli professionali per massimizzare le capacità delle pareti sottili

Se volete superare i limiti dello spessore delle pareti nello stampaggio a iniezione, ecco alcuni consigli da professionisti:

Selezionare un produttore esperto

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.

Ottenere la simulazione del flusso dello stampo

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.

Utilizzare resine ad alta fluidità

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.

Regolazione delle temperature di processo

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.

Conclusione

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.