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Lo stampaggio a iniezione di plastica era l’altezza della tecnologia quando è stata introdotta per la prima volta sul mercato decenni fa. Questa tecnica di produzione è semplice: basta sciogliere la plastica e spruzzarla nello stampo, giusto? Non così veloce, gestire il movimento dei polimeri e il cambiamento di fase è più complicato di quanto si pensi.  Delineerò un approccio per ottimizzare le 3 parti critiche del processo di stampaggio a iniezione (Riempimento – Confezione - Recupero)

Innanzitutto, cos’è l’iniezione in due fasi e perché è necessaria?

Se viene utilizzata una sola pressione (stadio), dovrà essere relativamente alta perché il polimero viene spinto attraverso un sistema a canale e deve riempire l’intero stampo. Utilizziamo 2 fasi in modo da poter proteggere lo stampo abbassando la pressione a un livello di imballaggio dopo che lo stampo è pieno. Tipicamente, la pressione inferiore di 2^° stadio viene usata per continuare ad aggiungere volume per compensare il restringimento del volume previsto che si verifica man mano che il polimero si raffredda.

Iniziamo questa discussione esaminando la fase di recupero della vite, in cui il materiale viene caricato per il ciclo successivo prima dell’iniezione.

Il dosaggio del materiale si ottiene mediante la rotazione della vite, che convoglia i pellet in stile coclea dalla ghiera di alimentazione, attraverso la camera di riscaldamento (cilindro) verso l'ugello nella parte anteriore del cilindro. Quando la vite gira, la valvola di non ritorno collegata alla punta anteriore della vite viene aperta forzatamente dal volume augurato in avanti, consentendo al materiale, che si fonde attraverso una combinazione di calore conduttivo e attrito dalla vite, di fluire attraverso di essa nell'area dell'ugello creando volume da iniettare il ciclo successivo.

Man mano che il volume nell'area dell'ugello aumenta, si forma una pressione (pressione di ritorno) che fa sì che la vite venga spinta indietro fino a raggiungere un volume sufficiente per riempire lo stampo durante l'iniezione successiva. La contropressione regola la densità del materiale preparato per l'iniezione; senza di esso, bolle d'aria o altre incoerenze sarebbero nel fuso.

Deve sempre esserci un po’ di materiale in più nel dosaggio in modo che durante l’iniezione sia disponibile materiale in eccesso da imballare nello stampo o trasferire la pressione nello stampo. Questo è chiamato cuscino, senza di esso la vite si abbassa perdendo la sua capacità di imballare i pezzi in modo coerente.

Quando inizia l’iniezione, la vite si sposta in avanti e la pressione della plastica spinge la valvola di non ritorno chiusa, impedendo il riflusso di materiale nel cilindro e forzandolo tutto verso lo stampo.

Fase di riempimento

Durante il riempimento (^primo stadio) il nostro obiettivo è passare costantemente dal punto A (posizione iniziale dell’iniezione) al punto B, la posizione di trasferimento tra il primo stadio e il secondo stadio impostata tipicamente dove lo stampo è pieno per circa il 95%. La posizione di trasferimento tra le 2 fasi deve sempre essere impostata appena prima che lo stampo sia completamente pieno. Lo facciamo in modo che la pressione di riempimento effettiva sia una misurazione della resistenza a spingere il polimero a quella data viscosità, ma non include il perforatore che si vedrebbe se il polimero si fermasse contro uno stampo completo (trasferimento troppo tardi). Controlliamo la velocità assicurandoci che l'impostazione della pressione di riempimento sia sufficientemente alta da riportare il setpoint di velocità e produrre tempi di riempimento ripetibili. Se impostato correttamente, il tempo di riempimento sarà costante ad ogni ciclo, con variazioni nella viscosità del materiale invece osservate nella pressione di riempimento effettiva monitorata che misura la resistenza passando dal punto A al punto B.

L'impostazione della posizione di trasferimento corretta è fondamentale in questa procedura; ciò può essere ottenuto rimuovendo qualsiasi confezione post-trasferimento o mantenendo la pressione e regolando la posizione di trasferimento fino a quando non si osserva una visualizzazione di una cavità completa al 95%, momento in cui la confezione o la pressione di mantenimento può essere nuovamente applicata. La plastica ha un volume maggiore quando è in stato di fusione, quindi non appena lo stampo è pieno e lo scioglimento entra in contatto con le pareti dello stampo, inizierà a ridursi.

Fase di imballaggio

Durante la fase di imballaggio o mantenimento (2^° ), dopo il trasferimento il nostro obiettivo è quello di compensare il restringimento che avrà luogo. Mantenendo una pressione di imballaggio dopo che lo stampo è stato riempito, forzamo più plastica attraverso il cancello e continuiamo a fondere il centro della parte per forzare le pareti di collasso verso l'esterno contro lo stampo con più volume. Ciò è altamente efficace nel ridurre il lavello, ma può anche introdurre sollecitazioni complesse stampate sotto la superficie che a volte creano ordito.

È meglio mantenere la pressione della confezione applicata fino a quando i cancelli non si sono congelati. Un semplice test è quello di continuare ad aggiungere il tempo di imballaggio fino a quando non viene rilevato un livellamento fuori dal peso del pezzo. Il congelamento del gate è stato realizzato nel punto di livellamento perché non è stato possibile forzare più volume nello stampo, quindi qualsiasi ulteriore pacchetto o tempo di mantenimento oltre quel punto è privo di merito. Ciò garantisce anche che il peso e il volume della parte siano costanti, un fattore importante nel controllo dimensionale.

Fase di monitoraggio

Quando la macchina è in funzione e stabile, ci concentriamo sul feedback dello schermo del monitor per ottenere dati di ciclo coerenti per il tempo di riempimento, il tempo di recupero, la pressione di riempimento e il cuscino. Scattando un'istantanea di queste variabili quando un lavoro funziona bene, è possibile rilevare indizi importanti sulla causa principale di un problema durante gli sforzi futuri di risoluzione dei problemi quando i dati cambiano.

Dalle materie prime alle resine termoplastiche ingegnerizzate, possiamo aiutarvi nelle vostre applicazioni di mercato finale specializzate e ad alto volume, come mobilità, E&E, sanità, imballaggio e altro ancora.

Ulteriori informazioni sulle soluzioni per il processo di stampaggio a iniezione.

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