Come ridurre il tempo di raffreddamento nello stampaggio a iniezione?

La riduzione dei tempi di raffreddamento è fondamentale per le operazioni di stampaggio a iniezione. La fase di raffreddamento spesso occupa la maggior parte del tempo di ciclo complessivo. L'ottimizzazione del raffreddamento può quindi portare a grandi guadagni di produttività.

In questa guida completa, vi insegnerò diverse tecniche per ridurre i tempi di raffreddamento come professionisti. produttore di stampaggio a iniezione di plastica. Alla fine, saprete esattamente come migliorare l'efficienza del raffreddamento nel vostro processo di stampaggio a iniezione.

Perché il tempo di raffreddamento è importante nello stampaggio a iniezione

Il processo di raffreddamento è il momento in cui la plastica fusa si solidifica nella sua forma finale all'interno della cavità dello stampo. Un tempo di raffreddamento sufficiente consente al materiale di solidificarsi completamente prima dell'espulsione.

Quindi il tempo di raffreddamento ha un impatto:

Parte Qualità

Un raffreddamento inadeguato può causare problemi come deformazioni, ritiri e avvallamenti. Un raffreddamento adeguato riduce al minimo le sollecitazioni interne per ottenere pezzi dimensionalmente precisi.

Tempo di ciclo

Poiché il raffreddamento può rappresentare oltre 80% del tempo di ciclo totale, la riduzione del tempo di raffreddamento accelera direttamente la produzione.

Costi di produzione

Cicli più brevi significano una maggiore produzione oraria. Questo riduce i costi per pezzo grazie alle economie di scala.

È evidente che l'ottimizzazione dei tempi di raffreddamento è fondamentale per uno stampaggio a iniezione redditizio. Ora analizziamo alcune tecniche per ridurre i tempi di raffreddamento.

Come ridurre il tempo di raffreddamento nello stampaggio a iniezione

Ecco i principali metodi utilizzati dai principali stampatori per migliorare l'efficienza di raffreddamento:

1. Ottimizzare i canali di raffreddamento

I canali di raffreddamento fanno circolare il fluido per sottrarre calore allo stampo e alla plastica in fase di solidificazione.

Una progettazione strategica dei canali di raffreddamento può migliorare notevolmente le velocità di raffreddamento. Ecco come:

• Posizionare i canali vicino alla cavità per ridurre al minimo la distanza di trasferimento del calore conduttivo. Ciò consente un raffreddamento più rapido e uniforme.
• Utilizzare canali conformi che seguono la geometria del pezzo invece di canali diritti. I layout conformi garantiscono un migliore contatto con la superficie per la rimozione del calore.
• Incorporare più canali in prossimità di sezioni spesse e intorno a elementi critici che richiedono un raffreddamento supplementare.

Grazie ai canali di raffreddamento ottimizzati, è possibile ridurre i tempi di raffreddamento di 30% o più.

2. Selezionare materiali di raffreddamento più veloci

La scelta del materiale influisce in modo significativo sul comportamento di raffreddamento. Alcune linee guida generali per la scelta dei materiali per un raffreddamento più rapido:

• Privilegiare le materie plastiche con una maggiore conducibilità termica, come PBT o POM per migliorare il trasferimento di calore.
• Considerare materiali caricati con vetro o minerali per migliorare la conduttività termica rispetto alle varianti non caricate.
• Per le sezioni molto sottili, i materiali amorfi spesso si raffreddano più velocemente dei semicristallini che richiedono un tempo di cristallizzazione aggiuntivo.

3. Utilizzare tecniche di raffreddamento rapido

Il raffreddamento rapido prevede l'estrazione aggressiva del calore per ridurre il tempo di raffreddamento. I possibili approcci includono:

• Getti d'acqua ad alta pressione diretti sulla superficie della cavità dello stampo.
• Soffi d'aria o tubi a vortice per creare un flusso d'aria turbolento e ad alto trasferimento sulle superfici dello stampo.
• Linee d'acqua a diretto contatto con gli stimolatori di turbolenza per il massimo trasferimento di calore.

Le tecniche di raffreddamento rapido possono ridurre i tempi di raffreddamento di 50% o più rispetto ai metodi convenzionali.

4. Riscaldare la superficie dello stampo prima dell'iniezione

Il preriscaldamento della superficie della cavità dello stampo prima dell'iniezione riduce la differenza di temperatura iniziale tra la plastica e lo stampo.

Questo minore delta-T aiuta la plastica adiacente alle pareti dello stampo a solidificarsi più rapidamente. I risparmi sui tempi di raffreddamento dipendono da fattori quali il materiale, lo spessore delle pareti e le condizioni di stampaggio.

5. Temperatura di espulsione più bassa

La prassi convenzionale è quella di raffreddare i pezzi al di sotto della temperatura di deflessione termica del materiale prima dell'espulsione. Tuttavia, in alcuni casi può essere sufficiente un raffreddamento di 5-10°C al di sopra di questa soglia per mantenere la stabilità dimensionale.

Poiché i tassi di raffreddamento decadono esponenzialmente al diminuire della temperatura, una leggera riduzione della temperatura di espulsione può ridurre il tempo di raffreddamento. Qualsiasi riduzione deve essere convalidata per evitare di introdurre difetti nei pezzi.

6. Analizzare e ottimizzare i parametri di processo

La messa a punto dei parametri di processo consente di risparmiare ulteriormente sui tempi di raffreddamento:

• Temperature di fusione più basse comportano un differenziale di temperatura più elevato per un raffreddamento più rapido. Ma le temperature assicurano proprietà di flusso adeguate.
• Le velocità di riempimento più rapide comportano una minore perdita di calore durante l'iniezione, riducendo i tempi di raffreddamento successivi.
• Pressioni di mantenimento più elevate comprimono la plastica per contrastare l'abbassamento dovuto al ritiro, consentendo una più rapida apertura dello stampo.

La ricerca del bilanciamento ottimale dei parametri massimizza l'efficienza di raffreddamento.

Conclusione

Spero che questa guida vi dia diverse idee su come ridurre i tempi di raffreddamento. Per riassumere, concentratevi su:

• Ottimizzazione del layout dei canali di raffreddamento. I progetti conformi consentono di ridurre notevolmente i tempi.
• Scegliere materiali a raffreddamento più rapido, quando è opportuno. I materiali plastici ad alta conducibilità termica aiutano a dissipare il calore.
• Sfruttare approcci di raffreddamento rapido come i getti d'acqua o i tubi a vortice d'aria.
• Analizzare attentamente i parametri di processo per creare condizioni di raffreddamento più rapide.

Con le giuste ottimizzazioni del raffreddamento, è possibile ottenere sostanziali guadagni in termini di produttività e qualità dei pezzi grazie a tempi di ciclo più brevi.

Analizzate quindi il vostro attuale processo di raffreddamento e implementate alcune delle tecniche qui condivise. Le operazioni di stampaggio a iniezione diventeranno più rapide ed efficienti.