Guida alla progettazione dello stampaggio a iniezione

Stampaggio a iniezione è un processo di produzione comune utilizzato per produrre parti in plastica su scala. Progettare correttamente i pezzi per lo stampaggio a iniezione è fondamentale per evitare difetti, controllare i costi e ottenere l'aspetto e le prestazioni desiderate. Questa guida completa alla progettazione illustra le considerazioni chiave relative alla geometria dei pezzi, alla selezione dei materiali, agli utensili e alle operazioni secondarie per ottimizzare i componenti stampati a iniezione.

Guida alla progettazione dello stampaggio a iniezione

Elementi critici di progettazione

Ci sono diversi elementi critici da tenere in considerazione quando si progettano pezzi per lo stampaggio a iniezione:

Linee di separazione

La linea di separazione è il punto in cui le due metà di uno stampo a iniezione si incontrano per espellere il pezzo raffreddato e solidificato. Le linee di divisione saranno sempre visibili sui pezzi finiti in una certa misura, a seconda della posizione, degli angoli di sformo consentiti e delle finiture superficiali. Il posizionamento strategico delle linee di divisione può contribuire a ridurre al minimo la visibilità.

Sottotagli

I sottosquadri si riferiscono a geometrie del pezzo che sporgono o causano un'interferenza tale che il pezzo non può essere espulso in modo pulito da un semplice stampo a iniezione in due parti. Esempi comuni sono i fori trasversali, le filettature e i ganci a scatto. I sottosquadri aumentano la complessità e i costi dell'attrezzaggio. Ove possibile, i pezzi dovrebbero essere progettati per evitare i sottosquadri utilizzando tecniche come gli angoli di sformo o le caratteristiche di rimodellamento. I sottosquadri inevitabili possono essere risolti con l'uso di anime ad azione laterale e altri inserti.

Angoli di sformo

Gli angoli di sformo sono essenziali su tutte le facce verticali di un pezzo per ridurre l'attrito e consentire un'espulsione pulita dallo stampo. Per la maggior parte degli elementi si raccomanda un angolo di sformo minimo di 1-2 gradi, mentre per le geometrie più alte o le finiture superficiali strutturate è necessario un angolo maggiore.

Spessore della parete

Uno spessore uniforme della parete in tutto il pezzo è ottimale per favorire il flusso del materiale, ridurre i rischi di deformazione, minimizzare i tempi di ciclo e ridurre i costi. Le specifiche tipiche dello spessore delle pareti variano da 0,060 a 0,180 pollici, a seconda del materiale utilizzato. Le transizioni graduali devono collegare le sezioni con spessori di parete diversi.

Raggi e angoli

Gli spigoli vivi concentrano le sollecitazioni e causano rotture precoci dei pezzi. Per mantenere la resistenza, è necessario applicare filetti e raggi generosi a tutti gli angoli interni ed esterni, ove possibile.

Considerazioni sulla progettazione avanzata

Oltre ai requisiti di base per la geometria e la bozza, le seguenti caratteristiche forniscono funzionalità aggiuntive per le parti e richiedono una maggiore diligenza nella progettazione:

I capi

I bocchettoni servono come punti di fissaggio per inserti o viti autofilettanti. Se possibile, sottili nervature o tasselli dovrebbero collegare i bocchettoni alle pareti principali per migliorare la stabilità ed evitare i segni di affondamento dovuti al ritiro del materiale.

Costole

Le nervature rinforzano i pezzi senza aumentare lo spessore delle pareti. Le nervature devono essere progettate in base ai limiti di spessore delle pareti e devono essere dotate di filetti alla base per evitare concentrazioni di sollecitazioni.

Si adatta a scatto

Gli snap fit consentono l'assemblaggio di parti stampate a iniezione senza elementi di fissaggio. Come altre proiezioni rispetto alla geometria della parete nominale, l'abbozzo è essenziale sulle pareti verticali degli snap fit per consentire lo sformaggio. Lo spessore rispetto alla parete nominale e il posizionamento richiedono un'analisi supplementare quando si progettano ganci a scatto o cantilever.

Cerniere per l'abitare

Le cerniere viventi fungono da connessioni sottili e flessibili tra segmenti di plastica rigida. La scelta del materiale è fondamentale, con polipropilene e polietilene, scelte comuni per i prodotti di consumo. Lo spessore della cerniera, i limiti di lunghezza e l'inclusione di spalle influenzano la durata dei cicli di vita previsti.

Considerazioni sui materiali

La scelta del materiale influenza l'aspetto del pezzo, i requisiti di prestazione, le opzioni di lavorazione e i processi di produzione richiesti. Alcune delle principali alternative in plastica sono:

• Polipropilene (PP) - Resina a basso costo con buona resistenza chimica, spesso utilizzata per prodotti di consumo e tubazioni.
• Acrilonitrile Butadiene Stirene (ABS) - Scelta comune quando sono necessarie maggiore resistenza e duttilità rispetto al PP. Utilizzato nelle custodie per il settore automobilistico ed elettronico
• Policarbonato - Opzione otticamente trasparente ad alta resistenza quando la resistenza agli urti e la stabilità dimensionale sono fondamentali
• Poliammide (Nylon) - Preferito per le parti meccaniche che necessitano di prestazioni più elevate in termini di resistenza, fatica e usura.

Finiture di superficie

Le superfici dei pezzi stampati a iniezione possono avere un aspetto estetico diverso a seconda del pretrattamento dello stampo e delle texture trasferite. Le alternative più comuni secondo gli standard SPI includono:

• SPI-A2 - Finitura lucida e a specchio ottenuta grazie alla lucidatura a stampo con diamante
• SPI-B1 - Finitura opaca satinata ottenuta utilizzando carta vetrata a grana 600 sullo stampo
• Texture dello stampo - Finiture granulose personalizzate applicate attraverso stampi di sabbiatura media

Operazioni secondarie

Le fasi successive allo stampaggio, come l'assemblaggio, l'etichettatura, la stampa, la saldatura o la lavorazione, possono estendere la funzionalità del pezzo secondo le necessità:

• Tampografia - Metodo per aggiungere loghi, etichette e grafica a colori su superfici curve stampate a iniezione
• Saldatura a ultrasuoni - Fonde insieme componenti stampati separati inducendo vibrazioni ad alta frequenza
• Lavorazione CNC - Consente di ottenere caratteristiche di maggiore precisione, difficili da integrare direttamente nei progetti stampati

Lista di controllo rapida per la progettazione

Quando si finalizzano i progetti di pezzi stampati a iniezione, la seguente lista comprende gli elementi chiave da esaminare:

• Spessore uniforme della parete da 0,060 a 0,180 pollici
• Angolo di sformo minimo di 1 grado applicato a tutte le facce verticali
• Raggi su tutti gli angoli interni ed esterni
• Aggiunta di nervature di supporto ai boss isolati
• Tasselli che collegano le nervature proiettate alle pareti nominali
• Ispezione delle posizioni di cancello, perno di espulsione e sfiato
• Eliminazione dei sottosquadri, ove possibile
• Finitura superficiale standard SPI specificata

Tenendo conto di queste considerazioni critiche sulla progettazione, si possono ottenere pezzi dimensionalmente precisi con difetti e costi di produzione inferiori. Contattateci per qualsiasi domanda sull'ottimizzazione del vostro prossimo componente o gruppo stampato a iniezione.