Le linee di saldatura, note anche come linee di maglia, sono un difetto comune dello stampaggio a iniezione che può compromettere l'aspetto e le prestazioni delle parti in plastica stampate. In questa guida completa, come produttore di stampaggio a iniezione di plasticaIn questo articolo, tratteremo tutto quello che c'è da sapere sulle linee di saldatura, comprese le cause, i modi per prevenirle e per ridurne al minimo l'impatto.
Cosa sono le linee di saldatura?
Le linee di saldatura nello stampaggio a iniezione si verificano quando due fronti di flusso di plastica fusa convergono ma non si fondono completamente nella cavità dello stampo. Ciò lascia una linea visibile, una decolorazione o una depressione superficiale nel punto in cui i due fronti si incontrano.
Il termine tecnico per questo fenomeno è "saldatura a freddo", perché la plastica inizia a raffreddarsi e a solidificarsi prima che i due fronti si fondano completamente. Il risultato è un legame imperfetto che crea un punto debole nel pezzo.
Le linee di saldatura si formano spesso intorno a fori, angoli, inserti, variazioni di spessore delle pareti e altre ostruzioni nello stampo. Quando la plastica scorre intorno a questi oggetti, si divide in flussi separati per poi ricongiungersi sull'altro lato.
Cosa provoca la formazione di linee di saldatura?
Esistono diverse cause potenziali dei difetti della linea di saldatura:
Pressione insufficiente - Se la pressione di iniezione è troppo bassa, i due fronti di flusso in plastica non avranno abbastanza forza per fondersi completamente.
Raffreddamento precoce - La plastica fusa troppo fredda non si fonde correttamente quando i flussi si ricollegano. Ciò può accadere se la velocità di iniezione è troppo bassa o se si verifica un calo imprevisto della temperatura.
Raffreddamento non uniforme - Se un lato dell'ostruzione si raffredda più velocemente dell'altro, si finisce per avere due fronti a temperature diverse che non si fondono correttamente.
Gas intrappolato - L'aria e i gas emessi dalla plastica durante l'iniezione possono rimanere intrappolati nel punto di saldatura, impedendo al materiale di fondersi.
Contaminanti - Le impurità nella resina plastica possono causare irregolarità di flusso che impediscono la corretta fusione dei fronti.
Scarsa ventilazione - Uno sfiato inadeguato provoca l'intrappolamento dei gas lungo la linea di saldatura.
Riempimento sbilanciato - Portate non uniformi tra le sezioni dello stampo possono portare a un raffreddamento prematuro su un lato della saldatura.
In che modo le linee di saldatura influiscono sulle parti?
Nella maggior parte dei casi, le linee di saldatura sono un problema puramente estetico che non influisce sulle prestazioni. Tuttavia, in alcuni casi possono causare debolezze:
- Riduzione della forza, della durata e della resistenza agli urti
- Creazione di percorsi di perdita
- Introduzione dei punti di concentrazione delle sollecitazioni
La gravità dipende dall'ampiezza e dalla profondità della linea di saldatura, dal grado di compenetrazione delle catene polimeriche attraverso il confine e dal fatto che si trovi in un punto ad alta sollecitazione.
Le linee di saldatura profonde, con un legame molecolare scarso o nullo, hanno maggiori probabilità di compromettere il funzionamento. Ma anche le linee poco profonde possono potenzialmente dare origine a cricche in determinate condizioni.
Come ridurre la linea di saldatura nello stampaggio a iniezione
Anche se con alcuni stampi non è possibile evitare completamente le linee di saldatura, ecco alcune soluzioni per ridurre al minimo i difetti:
Ottimizzare la progettazione dei pezzi
- Utilizzare spessori di parete uniformi, quando possibile, per favorire un flusso uniforme.
- Posizionare gli inserti necessari in modo da favorire lo schema di flusso.
- Considerare l'aggiunta di un filetto o di un raggio generoso nelle giunzioni delle pareti.
Migliorare la progettazione degli stampi
- Verificare che lo sfiato sia sufficiente nelle aree problematiche. Se necessario, allargare gli sfiati.
- Individuare le porte in modo che il flusso continui insieme dopo la convergenza.
- Ridurre le ostruzioni nel percorso del flusso, come nervature o fori.
Regolazione delle impostazioni di processo
- Aumentare la velocità e la pressione di iniezione.
- Aumentare leggermente la temperatura della botte e dello stampo.
- Prolungare il tempo di confezionamento per aumentare la pressione della linea di magliatura.
- Ridurre al minimo l'uso di agenti distaccanti con i siliconi.
Prestando attenzione a queste aree, gli stampatori a iniezione possono ridurre l'insorgere di linee di saldatura e produrre pezzi di plastica più resistenti e dall'aspetto migliore. Un'adeguata ventilazione, una chiusura, pareti uniformi e condizioni di riempimento ottimali fanno una grande differenza. Potrebbero essere necessarie alcune prove per trovare l'equilibrio migliore per un determinato stampo.
Come prevenire le linee di saldatura
Eliminare completamente le linee di saldatura è solitamente impossibile senza rimuovere le caratteristiche necessarie dello stampo. Tuttavia, è possibile adottare misure per ridurre al minimo la loro presenza e gravità:
Ottimizzare la posizione del cancello - Posizionare le paratoie in modo che la plastica entri parallelamente alle ostruzioni, con uno spazio sufficiente affinché i flussi si fondano a valle.
Layout del corridore di equilibrio - Bilanciare le lunghezze e i diametri del flusso in modo che la plastica arrivi contemporaneamente su entrambi i lati della linea di saldatura.
Aumento dello spessore della parete - Il materiale in più rallenta il raffreddamento per dare più tempo ai fronti di flusso di fondersi.
Aggiungere prese d'aria e linguette di troppopieno - Lo sfiato migliorato consente ai gas di fuoriuscire anziché rimanere intrappolati tra i flussi.
Lucidare gli inserti per stampi - Le superfici più lisce degli inserti riducono l'attrito e il riscaldamento da taglio che possono contribuire a un raffreddamento non uniforme tra i fronti di flusso.
Utilizzare corridori caldi - I canali caldi mantengono la plastica fusa per un riempimento più rapido, una minore variazione di raffreddamento e una migliore fusione dei fronti di flusso.
Ottimizzare le impostazioni di elaborazione - L'impostazione ottimale di temperatura, pressione, velocità e tempo aiuta a bilanciare il flusso e a ridurre il raffreddamento prematuro.
Come risolvere i problemi di saldatura esistenti
Per i pezzi che presentano già difetti delle linee di saldatura, ecco alcune modifiche di lavorazione da provare:
Aumentare la velocità di iniezione - Un riempimento più rapido riduce il tempo di raffreddamento e facilita la corretta compenetrazione delle catene polimeriche attraverso i confini del flusso. Ma non aumentate la velocità a tal punto da causare altri problemi con il flusso della fontana, il getto o la combustione.
Aumentare le temperature di fusione e stampaggio - La plastica più calda riempie la cavità più velocemente, rimanendo fusa più a lungo in modo che le catene possano interdiffondersi sulla linea di saldatura per una maggiore resistenza. Basta attenersi alle raccomandazioni del produttore della resina.
Aggiungere la contropressione a vite - Una contropressione più elevata produce una fusione di plastica più omogenea per un flusso più uniforme e costante.
Forza di serraggio inferiore - Una minore forza di serraggio consente una piccola quantità di "flash" che permette ai gas di fuoriuscire liberamente dai punti di saldatura.
Ottimizzare il Pack & Hold - Un'attenta regolazione della pressione dell'impacco, del tempo e della profilatura può migliorare la fusione nei siti di saldatura.
Ridurre al minimo l'aspetto delle linee di saldatura
Anche se spesso inevitabile, esistono metodi per ridurre la visibilità delle linee di saldatura:
Posizionamento del cancello - La collocazione dei cancelli lontano da superfici sensibili dal punto di vista estetico spinge le linee di saldatura in aree meno visibili.
Selezione del materiale - Materiali traslucidi come il cristallo polistirolo nascondono naturalmente le linee di saldatura meglio dei materiali lucidi. Oppure utilizzare gradi speciali che migliorano il flusso dello stampo.
Colorazione - I colori scuri della resina nascondono meglio le linee di saldatura rispetto ai colori chiari.
Decorazione - La verniciatura, la stampa, la testurizzazione o l'aggiunta di etichette/loghi possono camuffare efficacemente le linee di saldatura superficiali.
Operazioni post-stampaggio - La lavorazione secondaria, la rettifica, la lucidatura, la smerigliatura o la lavorazione a flusso abrasivo possono eliminare le linee di saldatura superficiali.
In sintesi, le linee di saldatura sono un difetto molto comune nello stampaggio a iniezione che si verifica quando i fronti di flusso della plastica convergono in modo errato. La chiave del successo è innanzitutto capire cosa le provoca, quindi esplorare diversi modi per prevenirle, minimizzarle o nasconderne gli effetti in base a ciò che è più critico per la vostra applicazione.
Domande frequenti sulle linee di saldatura dello stampaggio a iniezione
Ecco le risposte ad alcune domande comuni sui cordoni di saldatura:
È possibile eliminare completamente le linee di saldatura?
Nella maggior parte dei casi, no. Un certo livello di linee di saldatura è generalmente inevitabile nello stampaggio a iniezione convenzionale, quando il flusso di plastica deve dividersi e ricongiungersi intorno alle ostruzioni. Tuttavia, spesso è possibile ridurre al minimo la loro presenza grazie all'ottimizzazione.
Quando le linee di saldatura indeboliscono effettivamente le parti in plastica?
La maggior parte è puramente estetica. Ma se l'intreccio delle catene polimeriche è molto scarso lungo il confine dell'intersezione, quel punto avrà proprietà meccaniche inferiori alla norma. L'unico modo per sapere se c'è una perdita significativa di resistenza alla trazione o all'urto è eseguire dei test reali.
Come si fa a sapere se una linea di saldatura può essere un problema?
I fattori che tendono a renderli più problematici sono linee più larghe e profonde, punti ad alta sollecitazione, resine cristalline, materiali riempiti di vetro e interdiffusione molecolare inadeguata. È meno probabile che linee di maglia corte e poco profonde in aree non critiche compromettano le prestazioni.
La modifica della posizione del cancello può eliminare le linee di saldatura?
A volte. La cosa migliore è posizionare i cancelli in modo che la plastica entri in un modo che permetta ai flussi divisi di fondersi a valle con un'ampia distanza per fondersi completamente. Ma riposizionando i cancelli si rischia di creare nuove linee di saldatura o altri difetti.
Perché alcune resine nascondono meglio di altre le linee di saldatura?
I polimeri amorfi come ABS, PC e PMMA si diffondono naturalmente meglio tra i fronti di flusso. Le resine semicristalline come il nylon, il PET e il PP fanno più fatica a mescolarsi e a mascherare i confini della saldatura.
Come si può rafforzare una linea di saldatura debole?
Se la revisione della geometria del pezzo, degli utensili e della lavorazione non riesce a fondere adeguatamente il limite, potrebbe essere necessario specificare un materiale più fluido, aggiungere nervature di rinforzo o tasselli intorno alla regione, passare a inserti in metallo/composito o evitare sollecitazioni elevate in prossimità del punto.
In sintesi
Per concludere, la comprensione del cosa, del perché e del come delle linee di saldatura consente di stampare più rapidamente pezzi funzionali e durevoli grazie a un'ottimizzazione proattiva piuttosto che a una risoluzione reattiva dei problemi. Per qualsiasi altra domanda sulle linee di saldatura, contattateci!
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