La capacità di iniezione, nota anche come capacità di iniezione, è un concetto cruciale per chiunque sia coinvolto nello stampaggio a iniezione. Come vedremo, la comprensione della capacità di iniezione consente di evitare problemi comuni come il sotto-riempimento, il cattivo controllo del processo e la degradazione del materiale.
In questa guida completa, come professionista produttore di stampaggio a iniezione di plasticaCominceremo con le basi:
- Che cos'è la capacità di tiro?
- Perché la capacità dei pallini è importante
- Calcolo della dimensione dei pallini
Approfondiremo anche argomenti più avanzati come:
- Utilizzo della capacità di ripresa
- Fattori che influenzano le dimensioni dei pallini di prodotto
- Diversi concetti di unità di iniezione
Immergiamoci in questa storia.
Che cos'è la capacità di iniezione nello stampaggio a iniezione?
La capacità di tiro (o capacità di iniezione) è la quantità massima di materiale che può essere iniettato in uno stampo durante un ciclo.
In particolare, si riferisce al peso o al volume totale di materiale che la vite di iniezione può erogare per ogni colpo.
La capacità di tiro è tipicamente misurata in:
- Centimetri cubi (cc)
- Pollici cubi (in3)
- Once (oz)
- Grammi (g)
Ad esempio, una macchina per lo stampaggio a iniezione può avere una capacità di iniezione di 8 once o 266 grammi.
Il peso/volume massimo dei pallini dipende da fattori quali:
- La dimensione della vite di iniezione
- Pressione idraulica disponibile
Vediamo ora perché è importante calcolare con precisione la capacità di tiro.
Perché capire la capacità di tiro è fondamentale
La giusta dimensione dei pallini è importante per evitare diversi problemi di stampaggio a iniezione, tra cui:
1. Degradazione dei materiali
I pallini di piccole dimensioni (capacità della canna inferiore a 20%) spesso danno origine a lunghi tempi di residenza.
Lunghi tempi di permanenza possono degradare il polimero attraverso il surriscaldamento, l'ossidazione o addirittura la combustione. Questo porta a:
- Parti scolorite
- Parti deboli
- Parti con odore
2. Riempimento insufficiente
Una dimensione inadeguata dei pallini significa che non c'è abbastanza materiale per riempire completamente lo stampo.
Questo riempimento insufficiente lascia una sezione non riempita all'interno del pezzo, causando problemi estetici.
3. Lampeggiante
D'altra parte, i pallini di grandi dimensioni (oltre la capacità della canna 65%) forniscono materiale in eccesso.
Il materiale in più fuoriesce dallo stampo, causando lampeggiante - plastica in eccesso attaccata al pezzo finito.
4. Scarso controllo del processo
Le dimensioni dei pallini, sia piccole che grandi, rendono estremamente difficile il controllo di fattori quali la temperatura e la pressione.
Ciò comporta incongruenze tra i cicli e gli scarti.
Vediamo ora come calcolare le dimensioni dei pallini per la vostra applicazione.
Come calcolare la dimensione del colpo nello stampaggio a iniezione
Per determinare la dimensione ottimale dei pallini è necessario tenere in considerazione:
- Volumi del sistema di alimentazione
- Volume della parte
- Restringimento del polimero
- Impatto di eventuali additivi
Ecco la formula di base:
Dimensione del prodotto/colpo di stampo = Volume del sistema di alimentazione + Volume del pezzo + Restringimento
Gli elementi principali del sistema di alimentazione sono:
- Abete rosso: Fissa il sistema di scorrimento all'ugello della macchina
- Corridore: Consegna il materiale dall'abete ai cancelli
- Cancelli: Controllo del flusso nelle cavità
Analizziamo più da vicino ogni fattore:
Volume del sistema di alimentazione
Il sistema di alimentazione comprende l'abete rosso, le guide e i cancelli.
Assicurarsi di calcolare il volume di ciascun componente del sistema di alimentazione in base alle sue dimensioni.
Ad esempio, un corridore con sezione trasversale di 8 mm x 3 mm e lunghezza di 35 mm avrebbe un volume di:
Volume = Sezione trasversale x Lunghezza
= 8 mm x 3 mm x 35 mm = 840 mm3 (0,84 cc)
Sommare i volumi dell'abete rosso, delle guide e dei cancelli per ottenere il volume complessivo del sistema di alimentazione.
Volume della parte
Quando si progetta o si seleziona un pezzo, prestare attenzione al volume delle cavità.
Ad esempio, un pezzo a forma di cubo che misura 25 mm x 25 mm x 25 mm ha un volume di:
Volume = Lunghezza x Larghezza x Altezza
= 25 mm x 25 mm x 25 mm = 15,625 mm3 (15,65 cc)
La determinazione accurata del volume è fondamentale, quindi, se necessario, collaborate con il progettista dello stampo.
Restringimento del polimero
Come sappiamo, i polimeri si restringono quando si raffreddano. Assicuratevi di tenere conto di questa riduzione di volume.
Ad esempio, polipropilene (PP) si restringe di circa 2% quando si solidifica.
Quindi, se il nostro pezzo ha un volume di 15,65 cc, ci aspettiamo che si riduca a:
15,65 cc x 0,02 = 0,313 cc
La quantità di ritiro dipende molto dal materiale. Per ottenere un numero preciso, è necessario rivolgersi al fornitore della resina.
Impatto degli additivi
Riempitivi, rinforzi, coloranti e altri additivi modificano la densità e la viscosità del polimero.
Considerare attentamente gli additivi quando si determina la dimensione dei pallini per evitare sorprese!
Mettere tutto insieme
Ad esempio, supponiamo di dover determinare la dimensione del colpo per una parte PP con:
- Volume del sistema di alimentazione: 25 cc
- Volume del pezzo: 15,65 cc
- 2% restringimento: 0,313 cc
La dimensione totale del nostro colpo sarebbe:
Dimensione del colpo = Volume del sistema di alimentazione + Volume del pezzo + Restringimento
= 25 cc + 15,65 cc + 0,313 cc = 40,96 cc
Questo numero ci dà la dimensione totale dei pallini in centimetri cubi.
Successivamente, esamineremo l'utilizzo della capacità di tiro, ovvero la quantità di canna da riempire.
Utilizzo della capacità di iniezione per lo stampaggio ad iniezione
Le linee guida generali suggeriscono:
- Resine di base (PP, PE): Utilizzare 20-80% di capacità totale di pallinatura.
- Resine tecniche (nylon, ABS): Utilizzare 30-50% della capacità totale dei pallini
In questo modo si evitano problemi di lunghi tempi di permanenza o di eccesso di materiale nel cilindro.
Ad esempio, supponiamo che la nostra canna abbia una capacità totale di 100 cc.
Per il polipropilene, vorremmo mantenere le dimensioni dei pallini tra i 20 e gli 80 cc.
E per l'ABS tra 30-50 cc.
Se si prevede di utilizzare materiali diversi, si consiglia di acquistare barili di diverse dimensioni per avere una certa flessibilità.
Vediamo ora alcuni dei fattori che determinano la quantità di materiale che è possibile iniettare nello stampo.
Quali sono i fattori che incidono sulla dimensione del colpo di prodotto?
La dimensione dei pallini del prodotto dipende in larga misura da:
1. Dimensioni del sistema di alimentazione
Le dimensioni e il design di componenti come materozze, guide e porte controllano la quantità di materiale che può raggiungere le cavità.
Ottimizzare questi percorsi significa ridurre la quantità di materiale intrappolato nel sistema di alimentazione.
2. Numero di cavità
Più cavità ci sono nello stampo, più materiale è necessario. Prestare attenzione a come le variazioni del numero di cavità influiscono sulle dimensioni dei pallini.
3. Proprietà dei materiali
Come già detto, la resina specifica scelta e gli eventuali additivi determinano il ritiro volumetrico e la viscosità, che hanno entrambi un impatto sul calcolo delle dimensioni dei pallini.
4. Requisiti per l'imballaggio
Se l'applicazione richiede tolleranze dimensionali ristrette, in genere è necessario utilizzare più materiale per tenere conto del ritiro post-stampaggio.
Valutare attentamente eventuali requisiti di precisione o stabilità.
Il primo passo è quello di capire che cosa si intende per dimensione del prodotto. Successivamente, analizziamo l'unità di iniezione che prepara ed eroga la dose.
Concetti di unità di iniezione per l'erogazione della capacità di iniezione
L'unità di iniezione è responsabile di:
- Riscaldamento e fusione della resina
- Miscelazione del polimero
- Fornire un colpo costante allo stampo
Questo è difficile con polimeri come i fluoropolimeri, che presentano problemi:
- Conducibilità termica
- Calore specifico
- Viscosità di fusione
Esistono alcune configurazioni comuni del sistema di iniezione:
1. Pistone o pistone monostadio
Utilizza uno stantuffo per iniettare il materiale senza pre-trattamento. Semplice ma inefficiente per il riscaldamento e la miscelazione.
2. Ram a doppio stadio
Tentativi di migliorare le prestazioni del singolo stadio, ma ancora inefficaci.
3. Vite con uno stadio
La vite fornisce miscelazione/riscaldamento. L'ariete fornisce la pressione per l'iniezione.
4. Combinazione vite/rame
L'opzione più avanzata. Ottimizzata sia per il riscaldamento/miscelazione (vite) che per la pressione di iniezione (ram).
Nonostante le differenze concettuali, le unità di iniezione sono valutate in base a:
- Pressione massima di iniezione
- Volume di iniezione disponibile
Tenete conto di queste specifiche quando scegliete un sistema.
Ora che avete compreso le basi della capacità di ripresa, ricapitoliamo alcuni punti chiave.
Conclusioni e sintesi
La determinazione della dimensione dei pallini e la capacità del cilindro di erogarli sono fondamentali per il successo dello stampaggio a iniezione.
Ricapitolando:
- La capacità del colpo è il materiale massimo per colpo in centimetri cubi o in altre unità di misura.
- Evitare problemi di degrado dei materiali, di flash e di controllo dei processi
- Calcolare attentamente i volumi del sistema di alimentazione, dei pezzi e del restringimento
- L'utilizzo tipico della capacità di pallinatura è di 20-80% per le resine di base.
Spero che questa guida vi abbia fornito una solida panoramica sulla capacità di iniezione nello stampaggio a iniezione. Fatemi sapere se avete altre domande!
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