Stampaggio a iniezione di plastica

Lo stampaggio a iniezione di plastica è un metodo di produzione utilizzato per la produzione in grandi volumi di parti in plastica identiche. In questo processo di iniezione di plastica, la plastica fusa viene inserita in uno stampo per produrre un componente nella forma della cavità dello stampo. Lo stampaggio a iniezione di plastica viene spesso utilizzato per soddisfare i seguenti criteri:

• quando è necessario produrre grandi quantità di componenti in tempi rapidi
• Quando il costo per pezzo deve essere mantenuto al minimo
• Quando tutti i pezzi prodotti hanno lo stesso design

Lo stampaggio a iniezione di materie plastiche è estremamente conveniente per volumi di produzione elevati, solitamente da migliaia a centinaia di migliaia di componenti. Un ulteriore vantaggio dello stampaggio a iniezione di plastica è che può essere realizzato con un'ampia gamma di materiali e colori, il che offre ai progettisti una maggiore libertà di progettazione.

Lo stampaggio a iniezione di materie plastiche è un processo di produzione molto efficace per i prodotti di molti settori diversi. Ecco alcuni degli esempi più comuni:

• I prodotti di consumo, come i contenitori, sono spesso realizzati con lo stampaggio a iniezione utilizzando plastiche durevoli e a basso costo come il PVC.
• I componenti del settore aerospaziale, come gli ingranaggi delle pompe, le pale delle turbine e le sedi delle valvole, possono essere realizzati con lo stampaggio a iniezione utilizzando tecnopolimeri come il PAI e il PEEK, che resistono alle temperature estreme degli aeroplani.
• Le parti elettroniche, come i connettori e i cavi metallici, sono spesso realizzate con sovrastampaggio utilizzando plastiche per la dissipazione statica, come le miscele di ABS.
• Le parti utilizzate nei dispositivi medici, nei bracci di supporto dei monitor, nelle pompe di infusione e altro ancora, sono realizzate con lo stampaggio a iniezione utilizzando plastiche come PEEK, policarbonato e polistirene, perché possono essere facilmente sterilizzate e non assorbono l'umidità.
• Lo stampaggio a iniezione può essere utilizzato per produrre componenti nell'industria dell'energia, come valvole a inserto, guarnizioni, rivestimenti per tubi e altro ancora, con plastiche resistenti al calore come il PEEK e il PTFE.
• Lo stampaggio a iniezione è spesso utilizzato nell'industria automobilistica per produrre parti come pannelli delle porte, componenti del motore e molto altro. I materiali più comuni utilizzati per questi componenti sono il nylon caricato a vetro, il PBT, il PPE-PS e il polietere imide.

Il processo di stampaggio a iniezione della plastica inietta la plastica fusa in uno stampo, che successivamente si raffredda e si solidifica in un pezzo. Il processo di stampaggio a iniezione prevede quattro fasi fondamentali:

• Serraggio - Le metà dello stampo metallico sono tenute insieme saldamente mediante morsetti, in modo da poter sopportare la pressione esercitata dall'iniezione del materiale plastico fuso.
• Iniezione - I pellet di resina vengono riscaldati allo stato fuso e iniettati nello stampo. Dopo che la maggior parte della plastica è stata iniettata, l'imballaggio e la tenuta esercitano una pressione per far sì che la plastica riempia tutte le parti dello stampo.
• Raffreddamento - Al termine dell'iniezione, la plastica fusa si raffredda e forma un pezzo solido.
• Espulsione - Al termine del raffreddamento, il pezzo solido in plastica viene espulso e il processo si ripete.

Le macchine per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche sono costituite da tre parti principali: l'unità di iniezione, lo stampo e l'unità di chiusura/espulsione. L'utensile dello stampo a iniezione contiene il sistema di materozze e guide, le porte, le due metà della cavità dello stampo e le azioni laterali opzionali.

Cavità dello stampo

Le cavità dello stampo hanno un lato A e un lato B. Il lato B, noto anche come "nucleo", è di solito il lato interno non cosmetico che ospita i perni di espulsione utilizzati per spingere il pezzo finito fuori dallo stampo. Il lato A, noto anche come "cavità", è l'altro lato dello stampo che viene riempito di plastica fusa. Le cavità dello stampo contengono prese d'aria che consentono all'aria calda di dissiparsi per evitare il surriscaldamento dei pezzi.

Sistema di guide

Il sistema di canalizzazioni convoglia la plastica fusa dall'alimentazione della vite alla cavità. Negli stampi a canale freddo, la plastica si solidifica nel sistema di canali e nelle cavità del pezzo. Ciò significa che i canali vengono espulsi insieme ai pezzi. Molti sistemi a canale freddo espellono automaticamente il pezzo e le guide separatamente tramite uno stampo a tre piastre. Con uno stampo a tre piastre, il canale di colata viene separato utilizzando una piastra aggiuntiva tra il punto di iniezione e la porta del pezzo. Al contrario, gli stampi a canale caldo non creano corridori attaccati al pezzo, poiché il materiale di alimentazione viene mantenuto in uno stato fuso fino alla porta del pezzo. I sistemi a canale caldo sono vantaggiosi perché riducono gli scarti e migliorano il controllo dello stampaggio.

Canali di colata

Le materozze convogliano la plastica fusa dall'ugello. Le materozze si intersecano con un canale di colata, che conduce al gate dove la plastica fusa entra nelle cavità. Il canale di colata ha un diametro maggiore di quello del canale di scorrimento, che consente il passaggio di una quantità sufficiente di materiale dall'unità di iniezione.

Cancelli

Una porta è una piccola apertura che consente alla plastica fusa di entrare nella cavità dello stampo. Di solito i gate sono visibili sul pezzo stampato perché appaiono come una piccola zona ruvida o una depressione chiamata vestigia del gate.

Linea di separazione

La linea di separazione di un pezzo in plastica stampato a iniezione si vede nel punto in cui le metà dello stampo si chiudono per l'iniezione. È una sottile linea di plastica che copre il diametro esterno del pezzo.

Azioni laterali

Le azioni laterali consistono in inserti posizionati negli stampi che fanno scorrere il materiale intorno ad essi per creare caratteristiche di sottosquadro. È importante ricordare che le azioni laterali devono essere progettate per consentire una corretta espulsione del pezzo.

Sono tre i tipi di plastica più comunemente utilizzati nello stampaggio a iniezione per il loro basso costo e la loro durata: policarbonato, polipropilene e nylon. Diamo un'occhiata più da vicino a queste tre plastiche e ad altre utilizzate nello stampaggio a iniezione.

• Il policarbonato (PC) è resistente agli agenti chimici e alle abrasioni e ha un'elevata resistenza agli urti.
• Il polipropilene (PP) è una plastica durevole ed estremamente resistente all'umidità e alle sostanze chimiche. È anche sicuro per gli alimenti ed è un efficace isolante elettrico.
• La poliammide (nylon) è desiderabile per la sua durata, l'elevato punto di fusione, la resistenza termica e la resistenza chimica.
• L'acrilonitrile butadiene stirene (ABS) è durevole e resistente ai graffi. Offre inoltre un'eccellente stabilità dimensionale.
• Il polietilene ad alta densità (HDPE) è durevole e leggero, il che lo rende ideale per molte applicazioni. Inoltre, offre un'elevata resistenza alla trazione, una buona resistenza chimica e un eccellente isolamento elettrico.
• Il PC-ABS è una miscela di ABS e PC che offre tenacità e resistenza al calore. Inoltre, offre una buona stabilità dimensionale.
• Altre materie plastiche utilizzate nello stampaggio a iniezione sono polistirene (PS), SAN, PVC, PET, PBT, PEI, PPS, PMMA, TPU e TPE.