Sei condizioni necessarie per lo stampaggio a iniezione di precisione

Lo stampaggio a iniezione di precisione si riferisce a un metodo di stampaggio a iniezione in cui la precisione di ripetizione delle dimensioni del prodotto stampato è molto elevata, tanto che è difficile soddisfare i requisiti utilizzando una macchina per stampaggio a iniezione generica e un processo di stampaggio a iniezione convenzionale.

Nella progettazione dello stampaggio a iniezione, oltre a considerare gli aspetti generali della progettazione dello stampo, è necessario considerare in particolare anche i seguenti aspetti:

1. Dimensioni e tolleranze adeguate dello stampo

1.1 Relazione tra la precisione dimensionale del prodotto e la precisione dimensionale dello stampo Disegnare il prodotto e considerare la progettazione dello stampo, la fabbricazione dello stampo e il processo di stampaggio.

Innanzitutto, dalle dimensioni del prodotto si possono ottenere le dimensioni del disegno dello stampo. In base alle dimensioni del disegno dello stampo, lo stampo viene realizzato per ottenere le sue dimensioni effettive. Questo stampo può essere utilizzato per ottenere un prodotto stampato e determinarne le dimensioni effettive. La questione è stabilire se queste dimensioni effettive rientrano nella tolleranza dimensionale richiesta dal disegno.

1.2 Ritiro adeguato Come già detto, anche con la stessa resina e lo stesso pigmento, il ritiro varia a seconda delle condizioni di stampaggio. Nello stampaggio di precisione, la variazione del ritiro deve essere ridotta e il ritiro previsto deve essere il più vicino possibile a quello effettivo. Il tasso di ritiro viene stimato principalmente analizzando i tassi di ritiro effettivi di prodotti simili realizzati in passato. In alcuni casi, il tasso di ritiro effettivo viene determinato utilizzando stampi sperimentali, dopodiché lo stampo di produzione viene progettato e realizzato apportando le necessarie correzioni. Tuttavia, è quasi impossibile stimare il tasso di ritiro in modo completamente appropriato, quindi la correzione dello stampo dopo lo stampaggio di prova è inevitabile. Come risultato della correzione, la parte concava aumenta di dimensioni, mentre la parte convessa diminuisce. Pertanto, il tasso di ritiro viene impostato su un valore ridotto per le dimensioni delle parti concave e su un valore elevato per le dimensioni delle parti convesse. Quando il diametro esterno dell'ingranaggio aumenta, l'ingranaggio non può ingranare; quando diminuisce, aumenta soltanto il gioco tra i denti. Pertanto, il tasso di ritiro deve essere impostato su un valore ridotto.

2. Prevenire il verificarsi di variazioni nel tasso di ritiro dello stampaggio

Lo stampaggio a iniezione di precisione deve basarsi sul presupposto che lo stampo possa essere realizzato secondo le dimensioni desiderate. Tuttavia, anche se le dimensioni dello stampo rimangono costanti, le dimensioni effettive del prodotto variano a causa del ritiro effettivo. Pertanto, nello stampaggio a iniezione di precisione, il controllo del ritiro è molto importante. L'adeguatezza della progettazione dello stampo determina il tasso di ritiro, che varia anche in base al lotto di resina. Se il pigmento cambia, varia anche il tasso di ritiro. Le differenze tra le macchine per stampaggio, le impostazioni delle condizioni di stampaggio, la riproducibilità e il funzionamento di ogni ciclo di stampaggio provocano variazioni nel tasso di ritiro effettivo, rendendo difficile controllarlo.

2.1 Principali fattori che influenzano il tasso di ritiro Il dimensionamento dello stampo si ottiene aggiungendo il tasso di ritiro alle dimensioni del prodotto; pertanto, nella progettazione dello stampo è necessario considerare i principali fattori che influenzano il tasso di ritiro.

I principali fattori che influenzano il tasso di ritiro durante lo stampaggio sono: pressione della resina, temperatura della resina, temperatura dello stampo, area della sezione trasversale del punto di iniezione, tempo di iniezione, tempo di raffreddamento, spessore della parete del prodotto, contenuto di materiale di rinforzo, orientamento e velocità di iniezione. Questi effetti variano in base ai cambiamenti di fattori quali la resina e le condizioni di stampaggio.

• Pressione della resina La pressione della resina influisce notevolmente sul tasso di ritiro. Se la pressione della resina è elevata, il tasso di ritiro diminuisce e le dimensioni del prodotto aumentano. Anche nella stessa cavità dello stampo, la pressione della resina varia in base alla forma del prodotto, provocando differenze nel tasso di ritiro. Negli stampi a più cavità, è probabile che la pressione della resina differisca in ciascuna cavità, determinando tassi di ritiro diversi.

(2) Temperatura dello stampo. Sia nel caso di resine amorfe sia nel caso di resine cristalline, se la temperatura dello stampo è elevata, il tasso di ritiro aumenta. Lo stampaggio di precisione richiede che la temperatura dello stampo venga mantenuta a un valore specifico. Nella progettazione dello stampo, è necessario prestare attenzione alla progettazione del circuito di raffreddamento.

(3) Area della sezione trasversale del punto di iniezione. In generale, quando cambia l'area della sezione trasversale del punto di iniezione, cambia anche il tasso di ritiro. Il tasso di ritiro diminuisce all'aumentare delle dimensioni del punto di iniezione, in relazione alla fluidità della resina.

(4) Spessore della parete del prodotto. Anche lo spessore della parete del prodotto influisce sul risultato. Nel caso delle resine amorfe, il tasso di ritiro aumenta; l'entità dell'effetto dipende dalla resina e dallo spessore della parete. Maggiore è lo spessore della parete, maggiore è il tasso di ritiro. Al contrario, minore è lo spessore della parete, minore è il tasso di ritiro. Nel caso delle resine cristalline, è necessario evitare variazioni particolarmente grandi dello spessore della parete. Negli stampi a più cavità, se lo spessore delle pareti delle cavità è diverso, anche il tasso di ritiro sarà diverso.

(5) Contenuto di materiale di rinforzo  Quando la resina viene rinforzata con fibra di vetro, maggiore è la quantità di fibra di vetro aggiunta, minore è il tasso di ritiro. Il tasso di ritiro nella direzione del flusso è inferiore a quello trasversale. La differenza è notevole a seconda della resina. Per prevenire deformazioni e imbarcamenti, è necessario considerare la forma, la posizione e il numero dei punti di iniezione.

(6) Direzionalità  Sebbene vi siano grandi differenze nella direzionalità, tutte le resine presentano una certa direzionalità. Le resine cristalline hanno una direzionalità particolarmente marcata, che varia in base allo spessore della parete e alle condizioni di stampaggio. Inoltre, si verifica un ritiro post-stampaggio. I principali fattori che influenzano il ritiro post-stampaggio sono: rilassamento delle tensioni interne, cristallizzazione, temperatura e umidità.

2.2 Misure adottabili

(1) Bilanciamento del canale di alimentazione e dei punti di iniezione  Come già detto, il tasso di ritiro varia con la pressione della resina. Nel caso di stampi a cavità singola con più punti di iniezione e di stampi a più cavità, è necessario bilanciare i punti di iniezione per ottenere lo stesso riempimento dello stampo. Il flusso della resina è correlato alla resistenza al flusso nel canale di alimentazione, quindi è consigliabile bilanciare prima il canale di alimentazione e poi i punti di iniezione. (2) Disposizione delle cavità Per facilitare l'impostazione delle condizioni di stampaggio, è necessario prestare attenzione alla disposizione delle cavità. Poiché la resina fusa riscalda lo stampo, nella disposizione generale delle cavità la distribuzione della temperatura dello stampo è concentrica rispetto al punto di iniezione. Pertanto, nella scelta della disposizione delle cavità di uno stampo a più cavità, è necessario considerare sia il bilanciamento dei canali di flusso sia la disposizione concentrica rispetto al punto di iniezione.

3. Prevenzione delle deformazioni durante lo stampaggio

La deformazione durante lo stampaggio è dovuta alle tensioni interne causate da un ritiro non uniforme, pertanto è necessario prevenire il ritiro non uniforme. Nel caso di un prodotto circolare con un foro al centro, come un ingranaggio, il punto di iniezione deve essere posizionato al centro. Tuttavia, quando il tasso di ritiro nella direzione del flusso della resina differisce notevolmente da quello nella direzione perpendicolare, si può produrre un'ellisse. Quando è richiesta una maggiore precisione di rotondità, sono necessari 3 o 6 punti di iniezione.

Tuttavia, è necessario prestare la massima attenzione al bilanciamento di ciascun punto di iniezione. Quando si utilizza un punto di iniezione laterale, un sistema a 3 punti aumenta il diametro interno del prodotto cilindrico. Se non sono ammessi segni dei punti di iniezione sulla superficie esterna e sulla superficie terminale, si possono ottenere buoni risultati utilizzando un numero ridotto di punti di iniezione interni distribuiti uniformemente.

4. Prevenzione delle deformazioni durante l'estrazione dallo stampo

I prodotti di precisione sono generalmente piccoli, con pareti sottili, e alcuni presentano numerose nervature sottili. La progettazione degli stampi deve tenere conto del fatto che i prodotti non si deformino e possano essere estratti correttamente dallo stampo. Per le resine a basso ritiro.

Quando la pressione di stampaggio è elevata, è necessario prestare attenzione al fatto che i prodotti tendono a rimanere nella cavità dello stampo. . Quando si stampano ingranaggi con resine a basso ritiro, è preferibile progettare la cavità della parte dentata sulla piastra del lato di espulsione.

Quando si utilizzano perni di espulsione, è necessario prestare attenzione al numero di perni, per evitare deformazioni, e alla posizione di espulsione. Gli ingranaggi con fori richiedono perni di anima. In questo caso, per facilitare l'espulsione parallela, devono essere posizionati sulla piastra del lato di espulsione. Per i prodotti angolari, per l'espulsione si possono utilizzare piastre di punzonatura; l'impiego di tali piastre può prevenire le deformazioni. In generale, i prodotti di precisione hanno un angolo di sformo ridotto. Per ridurre la forza di estrazione dallo stampo, è necessaria una lavorazione a specchio e la direzione di rettifica deve coincidere con la direzione di estrazione. È necessario predisporre un'anima a blocco facile da rettificare, orientata secondo la direzione di estrazione.

5. Errore minimo di fabbricazione dello stampo

5.1 Struttura dello stampo adeguata al metodo di lavorazione desiderato Per ottenere le dimensioni desiderate del prodotto con la precisione richiesta, è necessario disporre delle corrispondenti dimensioni dello stampo; inoltre, lo stampo deve essere lavorato con precisione estremamente elevata, nei limiti imposti dai macchinari di lavorazione di precisione.

Per mantenere la precisione dello stampo, è necessaria un'elevata resistenza all'usura, quindi è richiesta la tempra. La precisione degli stampi temprati lavorati con rettificatrici e macchine per elettroerosione può raggiungere valori inferiori a 0,01 mm.

Quando si lavorano gli stampi con macchine per elettroerosione, è necessario prestare attenzione all'aumento dell'usura dell'estremità dell'elettrodo. Quando si lavora la cavità dell'ingranaggio mostrata nella Figura 3 con macchine per elettroerosione a filo, è necessario progettare, per quanto possibile, una struttura lavorabile passante.

Per prevenire le deformazioni durante la rettifica e ridurre i tempi di lavorazione, è necessario scegliere un acciaio con una minore deformazione durante la tempra e progettare una forma che si deformi meno durante la tempra. Quando la forma è complessa, il raffreddamento durante la tempra non è facilmente uniforme e si verificano con maggiore facilità deformazioni da tempra.

5.2 Stampo completamente scomponibile

Per lavorare le parti temprate con una precisione maggiore, è necessario utilizzare una rettificatrice. Pertanto, è necessario utilizzare inserti per formare uno stampo scomponibile.

Questo tipo di stampo presenta le seguenti caratteristiche:

(1) Poiché è possibile selezionare materiali appropriati, si possono utilizzare materiali per stampi con la durezza adeguata.

(2) Si possono utilizzare materiali per stampi con elevata resistenza alla corrosione e all'usura.

(3) Il trattamento termico può essere eseguito separatamente, quindi è facile impostarne le condizioni.

(4) Si possono utilizzare materiali per stampi con una buona finitura a specchio; anche la lavorazione a specchio è semplice, consentendo di migliorarne la qualità.

(5) Poiché è facile rettificare nella direzione di estrazione dallo stampo, è vantaggioso utilizzare stampi con angoli di sformo ridotti.

(6) Grazie all'indurimento, è possibile prolungare il mantenimento della precisione dello stampo e ottenere una lunga durata dello stampo.

(7) È facile predisporre lo sfiato in qualsiasi posizione, quindi il riempimento dello stampo è agevole.

(8) La rettifica è semplice.

(9) È possibile migliorare la precisione dei componenti dello stampo, migliorando potenzialmente anche la precisione dei prodotti.

(10) La cavità e l'anima di ricambio possono essere realizzate con una tolleranza ridotta, quindi i componenti sono altamente intercambiabili e facili da manutenere.

(11) Poiché la rettifica è il processo principale, l'efficienza di lavorazione è elevata. (12) Sono presenti molti componenti e la precisione di lavorazione di ciascun componente deve essere notevolmente migliorata.

(13) Limitato a metodi di lavorazione specifici

(14) Utilizzare la tempra integrale

6. Prevenzione degli errori nella precisione dello stampo

Per garantire il posizionamento delle parti scorrevoli in ogni ciclo, è necessario prevenire variazioni nella precisione dello stampo. Per mantenere la precisione delle parti scorrevoli, queste devono essere temprate e rettificate. La parte scorrevole dell'anima laterale deve disporre di un elemento di posizionamento e di ritiro.