La velocità di taglio è uno dei concetti più importanti da comprendere nello stampaggio a iniezione. Come un produttore di stampaggio a iniezione di plasticaOggi vedremo che l'ottimizzazione della velocità di taglio è fondamentale per produrre pezzi di alta qualità e proteggere gli stampi.
Che cos'è esattamente la velocità di taglio nello stampaggio a iniezione?
In parole povere, La velocità di taglio misura la variazione di velocità tra gli strati di plastica fusa che scorrono nello stampo.. Indica la velocità con cui il materiale viene "tranciato" durante il flusso.
La velocità di taglio è massima vicino alle pareti della cavità dello stampo, dove la plastica si muove più lentamente. Verso il centro del flusso, la velocità di taglio scende a zero poiché gli strati interni si muovono alla stessa velocità.
Il controllo della velocità di taglio è fondamentale perché livelli eccessivi possono degradare il polimero, causando difetti e scarse prestazioni.. Ognuno resina ha una finestra di lavorazione ottimale per la velocità di taglio. Se la velocità è troppo alta, si creano problemi; se è troppo bassa, il processo diventa inefficiente.
Perché capire la velocità di taglio è importante
Vediamo alcuni motivi per cui vale la pena conoscere la velocità di taglio:
Migliorare la qualità dei pezzi
Velocità di taglio eccessive generano calore attraverso la dissipazione viscosa, aumentando la temperatura della fusione. Questi picchi di temperatura lungo il fronte di flusso creano condizioni di squilibrio, con un impatto negativo su dimensioni, aspetto e proprietà meccaniche.
Le corrette velocità di taglio assicurano condizioni di fusione stabili e uniformi per ottenere pezzi di alta qualità.
Proteggere le muffe
Oltre ai difetti delle parti, un taglio eccessivo può letteralmente distruggere componenti come porte, perni e cavità a causa dell'usura erosiva. Riparazioni o sostituzioni costose della muffa possono cancellare rapidamente i vostri margini di guadagno.
L'utilizzo di velocità di taglio adeguate prolunga la durata degli utensili, consentendo di continuare a produrre pezzi.
Ottimizzare l'uso dei materiali
Ogni resina ha una finestra di lavorazione della velocità di taglio che bilancia qualità ed efficienza. Le operazioni che non rientrano in questa finestra di riferimento comportano uno spreco di materiali e di tempo.
Regolare le velocità di taglio del processo in base alla finestra del polimero riduce gli scarti e garantisce un funzionamento snello.
Standardizzare i processi
La documentazione delle linee guida ottimali per la velocità di taglio fornisce ai tecnici un obiettivo di lavorazione e aiuta a ridurre le variazioni da tiro a tiro. È possibile sviluppare nuovi stampi per soddisfare i limiti di velocità di taglio.
Il successo ripetuto dipende da procedure ben definite e standardizzate: la velocità di taglio è un tassello fondamentale di questo puzzle.
Come calcolare la velocità di taglio
Ora che sappiamo perché la velocità di taglio è importante, vediamo come viene calcolata.
Ci sono alcune equazioni che copriremo, a seconda di fattori quali:
- Geometria del canale: rotonda, rettangolare, anulare
- Tipo di resina - Newtoniana, non newtoniana
- Complessità dell'analisi - approssimazioni di base o modellazione avanzata
Ci concentreremo su due formule semplici e adatte alla maggior parte degli scopi.
Formula della velocità di taglio per canali rotondi
Per le sezioni trasversali circolari semplici, come le punte degli ugelli, le materozze e gli stampi a cancello diretto, l'equazione comune della velocità di taglio è la seguente:
g = (4 x Q) / (π x R3 x n)
Dove:
- g = Velocità di taglio (1/s)
- Q = portata volumetrica (m3/s)
- R = Raggio del canale (m)
- n = Indice della legge di potenza
Vediamo di analizzare rapidamente la situazione:
- La portata volumetrica è la quantità di plastica che scorre al secondo, calcolata in base alle dimensioni dei pallini e al tempo di riempimento.
- Il raggio deriva dalle dimensioni specifiche dell'utensile
- L'indice della legge di potenza definisce il modo in cui la viscosità del materiale plastico varia con la velocità di taglio.
Questo fornisce la velocità di taglio in base alla velocità con cui il materiale scorre attraverso un determinato canale circolare.
Formula per i canali rettangolari
Nel caso di sezioni non rotonde come porte a film, porte a fessura, porte a spigolo, questa versione rettangolare è migliore:
g = (6 x Q) / (H x W x n)
Dove:
- H = Altezza del cancello o del canale
- W = larghezza della porta o del canale
Le variabili qui funzionano allo stesso modo dell'equazione del canale circolare. Questo adattamento si adatta meglio alla geometria.
Esempio del mondo reale
Vediamo come utilizzare queste formule...
Per una parte in polipropilene con:
- Peso dei pallini da 30 grammi
- Tempo di riempimento di 0,8 secondi
- Diametro di 3 mm porta materozza diretta
- Indice di legge di potenza di 0,3
La portata volumetrica sarebbe di 30 grammi / 0,8 secondi = 37,5 cm3/s
Inserendo questo dato nell'equazione della velocità di taglio del canale circolare si ottiene:
g = (4 x 37,5 cm3/s) / (π x (0,3 cm)3 x 0,3)
= 10,753 1/s
Quindi il nostro processo genera una velocità di taglio di 10.753 1/s. Confronteremmo questo valore con le linee guida sulla velocità di taglio fornite dal fornitore della resina per assicurarci che rientri nell'intervallo raccomandato.
Il risultato
Il calcolo e il controllo delle velocità di taglio offrono agli stampatori incredibili vantaggi in termini di qualità, efficienza e standardizzazione.
Sebbene il concetto sia semplice, l'ottimizzazione della velocità di taglio richiede la conoscenza e l'analisi dei materiali. La collaborazione con il fornitore di resine per caratterizzare i nuovi polimeri è il modo migliore per determinare le raccomandazioni di lavorazione ideali.
Una volta stabiliti i limiti di velocità di taglio per la vostra particolare formulazione, diventa molto più facile sviluppare processi di stampaggio a iniezione robusti.
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