Strumento per lo stampaggio a iniezione è uno degli aspetti più significativi della produzione odierna di un'ampia gamma di componenti in plastica. Inoltre, ha diverse applicazioni sul mercato. Questi prodotti possono spaziare dalle parti di automobili agli utensili domestici e così via. Questo articolo vi aiuterà a fornire un'analisi più dettagliata degli strumenti per lo stampaggio a iniezione. Ci concentreremo sulle diverse categorie, su quelle attualmente presenti sul mercato e sui principali produttori.

Che cos'è lo stampaggio a iniezione?

Utensili per lo stampaggio a iniezione può essere definito come l'attrezzatura e gli strumenti utilizzati nel processo di stampaggio a iniezione. In questo modo, può aiutare a modellare la plastica fusa in pezzi finiti. Oltre a ciò, questo processo è molto importante per la produzione in serie di articoli in plastica complessi e offre un'elevata precisione ed efficienza. Questo processo può includere lo stampaggio della plastica utilizzando una varietà di design dei componenti. Inoltre, l'attrezzatura per lo stampaggio a iniezione è costituita da una base dello stampo, dal suo nucleo, dai canali di raffreddamento e da una piastra cavità. L'intera configurazione assicura che la plastica fusa venga modellata con precisione, quindi raffreddata ed espulsa dallo stampo.

Come vengono realizzati gli utensili per lo stampaggio a iniezione? Un processo completo

Ecco un processo corretto e dettagliato su come si formano gli utensili per lo stampaggio a iniezione.

1. Fase di progettazione

●       Progettazione concettuale: Si inizia con la progettazione dello stampo concettuale da parte di ingegneri e progettisti in base alle specifiche del prodotto. Queste specifiche possono essere la geometria del pezzo, i mezzi di flusso o i mezzi di raffreddamento.

●       Modellazione CAD: Poi il Lo strumento CAD viene utilizzato per costruire un modello 3D preciso dello stampo da produrre. I componenti principali includono la disposizione dei componenti, la stesura, il rivestimento e il sistema di raffreddamento.

●       Revisione del progetto: Una volta terminato e revisionato, viene nuovamente controllato per garantire che soddisfi i requisiti funzionali e di produzione. Per questo motivo, può trattarsi di una previsione del modo in cui il metallo scorre all'interno di uno stampo, del modo in cui lo stampo si raffredda o di dove e come i pezzi vengono espulsi.

2. Prototipazione

In questo caso, lo stampo prototipo è spesso realizzato con un materiale meno costoso, l'alluminio. Questo stampo prototipo viene generalmente utilizzato per testare il progetto e confermare la funzionalità dello stampo. Quindi, questa fase di solito aiuta a identificare potenziali problemi e ad apportare modifiche prima della produzione finale.

 3. Produzione di utensili

●       Selezione del materiale: Una volta finalizzato il progetto e le sue specifiche, il passo successivo è la selezione del materiale appropriato per gli utensili. I materiali più comuni possono essere l'acciaio per utensili (come P20, H13), l'acciaio inox o l'alluminio. La loro scelta dipende da fattori quali il volume di produzione, la complessità del pezzo e le considerazioni sui costi.

●       Lavorazione: I processi di lavorazione CNC vengono quindi utilizzati per tagliare e modellare i componenti stampati dal materiale selezionato. Questi processi sono solitamente la fresatura, la foratura e la rettifica di precisione. In questo modo si possono ottenere le dimensioni e le finiture superficiali richieste.

●       Trattamento termico: Successivamente, alcuni materiali per utensili sono sottoposti a processi di trattamento termico, ossia tempra e rinvenimento. Questi processi contribuiscono a ottimizzare le loro proprietà meccaniche, come la durezza e la tenacità.

4. Montaggio

●       Base dello stampo: Subito dopo la produzione, la base dello stampo, la cavità e gli altri componenti vengono assemblati. Quindi, comprende principalmente gli inserti di montaggio, le guide e tutti i meccanismi necessari per eseguire i processi di espulsione e raffreddamento dei pezzi.

●       Montaggio e allineamento:  Qui i componenti vengono montati e allineati con cura. Quindi, possono aiutare a eseguire operazioni precise durante lo stampaggio a iniezione.

5. Trattamento della superficie

In questo caso, le superfici critiche dello stampo, cioè la cavità e l'anima, vengono sottoposte a processi di finitura superficiale. In questo modo, possono ottenere la levigatezza e la consistenza desiderate. I processi di finitura possono includere la lucidatura, l'elettroerosione (Electrical Discharge Machining) o la testurizzazione. Tutti questi processi contribuiscono a conferire specifiche caratteristiche superficiali ai pezzi stampati.

6. Test e convalida

●       Prove: Una volta preparato completamente, lo stampo viene sottoposto a prove di collaudo. Questi vengono eseguiti utilizzando la macchina di stampaggio a iniezione e il materiale di destinazione in condizioni di produzione. Questa fase dimostra la funzionalità dello stampo, la qualità dei pezzi e le prestazioni.

●       Aggiustamenti: In caso di problemi con la muffa o con la superficie, sono necessari È possibile apportare regolazioni ai sistemi di raffreddamento, di gating o di espulsione. In questo modo, possono contribuire a ottimizzare la qualità dei pezzi e i tempi di ciclo.

Tipi di strumenti per lo stampaggio a iniezione

Diamo un'occhiata ai diversi tipi di strumenti per lo stampaggio a iniezione disponibili.

1. Stampi a cavità singola

Gli stampi a cavità singola possono formare un pezzo alla volta in un solo colpo. Questi stampi sono utilizzati in caso di produzione a bassa tiratura o quando è necessario produrre pezzi di prototipazione. Grazie alla loro struttura di base, gli stampi a cavità singola sono relativamente più economici e facili da costruire rispetto agli stampi a cavità multipla. Tuttavia, lavorano lentamente perché creano il pezzo una sola volta, in un unico ciclo. Vengono utilizzati in genere quando è necessaria una tolleranza ristretta o quando il pezzo può avere una designazione difficile da creare in uno stampo a più cavità.

2. Stampi a più cavità

Gli stampi multicavità hanno più cavità all'interno dello stesso stampo che forniscono vari pezzi identici in ogni ciclo di iniezione. Ciò contribuisce ad aumentare l'efficienza produttiva e rende gli stampi multicavità adatti alla produzione di grandi volumi. Inoltre, questi stampi sono più complessi e costosi da realizzare e progettare rispetto agli stampi a cavità singola. Tuttavia, contribuiscono ad aumentare la produzione e a ridurre i costi per pezzo. Pertanto, possono giustificare l'investimento iniziale quando si tratta di scenari di produzione di massa.

3. Le muffe della famiglia

Gli stampi familiari creano diverse cavità che producono una varietà di pezzi contemporaneamente in un unico ciclo. Ciò significa che ogni cavità dello stampo forma un pezzo e questo può essere l'ideale per gli ambienti di assemblaggio in cui spesso sono necessari numerosi pezzi tutti insieme. Gli stampi familiari sono spesso utilizzati per lo stampaggio di pezzi appartenenti a un gruppo specifico. Perché consentono lo stampaggio simultaneo dei componenti di questo gruppo, riducendo i tempi. Tuttavia, devono essere progettati molto bene in termini di tempi di riempimento e raffreddamento per tutte le cavità dello stampo. Questa condizione può renderli più difficili da produrre e sostenere rispetto agli stampi a cavità singola o multipla.

4. Stampi a due colpi

Gli stampi a due riprese, o stampi multimateriale o multicolore, consentono di stampare due materiali o colori diversi in un unico ciclo. Questa tecnica è la migliore per molti casi, come gli ingranaggi che richiedono l'incorporazione di vari colori o materiali. Così, si possono ottenere pezzi con maniglie o aree multicolore. Il processo prevede due cicli di iniezione separati: il primo materiale viene iniettato, quindi viene parzialmente raffreddato. In secondo luogo, il materiale viene iniettato sopra o intorno al primo materiale. La funzione e l'aspetto dei pezzi possono essere migliorati grazie al metodo di stampaggio a due colpi. Tuttavia, questo processo richiede attrezzature esclusive e una progettazione accurata degli stampi.

5. Stampi a canale caldo

Questi stampi utilizzano un sistema di riscaldamento per mantenere la plastica in uno stato fuso mentre scorre attraverso il sistema di guide fino alle cavità dello stampo. Questo approccio di copiatura as-cast riduce l'entità degli scarti di plastica, poiché non ci sono più corridori da sganciare e riciclare. I sistemi a canale caldo possono ridurre i tempi di ciclo e migliorare la qualità del pezzo, in quanto contribuiscono a mantenere la continuità della plastica fusa, migliorando così le garanzie di scarsa finitura superficiale. I sistemi a canale freddo sono più facili da progettare rispetto agli stampi a canale caldo, ma questi ultimi sono relativamente più costosi sia nella progettazione che nella produzione e nella manutenzione.

6. Stampi a canale freddo

Gli stampi a canale freddo sono dotati di canali attraverso i quali la plastica fusa scorre prima di entrare nelle cavità. I sistemi a canale freddo, invece, prevedono che i blocchi del canale si solidifichino con il pezzo e debbano essere rimossi e spesso riciclati o eliminati. Questi stampi sono generalmente più facili ed economici di quelli a canale caldo. Pertanto, sono adatti a un uso diffuso. Tuttavia, producono più scarti e il tempo di ciclo può essere più lungo a causa della necessità di rifondere e maneggiare i pattini solidificati.

Diversi parametri e valori chiave associati agli utensili per lo stampaggio a iniezione

Ecco alcuni parametri e valori chiave che sono generalmente associati a utensili per lo stampaggio a iniezione.

Quali sono i vantaggi della costruzione di stampi a iniezione?

●       Alta efficienza: Si può tuttavia notare che, una volta progettati e costruiti gli stampi, il processo di iniezione del materiale nello stampo è molto efficiente e consente di creare molti pezzi in un breve lasso di tempo.

●       Coerenza e precisione: Lo stampaggio a iniezione consente inoltre di ottenere un rilascio preciso e uniforme dello stampo, garantendo così tolleranze simili per le grandi tirature dello stesso pezzo.

●       Geometrie complesse: Il processo consente ai progettisti di creare disegni sfaccettati ed elaborati sui pezzi. Cosa che non sarebbe possibile con altre tecniche.

●       Stampi, Varietà: La maggior parte dei materiali è costituita da polimeri termoplastici e termoindurenti e da elastomeri. Perché presentano una certa flessibilità nella scelta.

●       Scarsa quantità di rifiuti: Lo stampaggio a iniezione è oggi ecologico, soprattutto grazie ai sistemi a canale caldo. Inoltre, non consente lo spreco di materiale.

●       Forza e durata: Consente di incorporare i riempitivi nel materiale iniettato per migliorare la resistenza e la durata dei pezzi.

●       Automazione: Lo stampaggio a iniezione può comportare un elevato livello di automazione, che tende ad avere un impatto sulla riduzione dei costi di manodopera e sull'aumento della produttività.

Quali sono gli svantaggi dello stampaggio a iniezione?

Ecco alcuni svantaggi e limiti della costruzione di stampi a iniezione.

●       Elevati costi iniziali di attrezzaggio: La creazione e lo sviluppo degli stampi comportano costi elevati, poiché i progetti possono essere complessi e spesso comportano costi molto elevati.

●       Tempi di consegna lunghi: Dalla progettazione alla produzione può passare molto tempo, il che, a dire il vero, è dispendioso in termini di tempo quando si tratta di progetti con tempi stretti.

●       Limitazioni del progetto: La sostituzione degli stampi è costosa e a volte richiede l'acquisto di nuovi stampi. 

●       Macchina; ha dei vincoli: Non è possibile utilizzare tutti i materiali quando si tratta di stampaggio a iniezione, il che restringe il tipo di materiale da utilizzare.

●       Limitazioni delle dimensioni dei pezzi: La produzione è limitata dalle dimensioni dello stampo e della macchina; è difficile per i pezzi di grandi dimensioni.

●       Manutenzione del complesso: D'altra parte, gli stampi necessitano di una manutenzione periodica per garantire produttività e durata.

●       Sfide del controllo qualità: Può essere impegnativo mantenerlo, soprattutto con le numerose produzioni nei mercati mondiali attuali. 

●       Impatto ambientale: Come processo di produzione, lo stampaggio a iniezione può produrre plastica e quindi creare rifiuti di plastica, richiedendo quindi misure di smaltimento dei rifiuti. 

Conclusione

In conclusione, gli strumenti per lo stampaggio a iniezione hanno un ruolo molto importante nella produzione moderna. Offrono versatilità ed efficienza nella produzione di parti in plastica. È quindi molto importante comprendere i diversi tipi di utensili e i fattori di scelta del produttore giusto. Oltre a ciò, anche la qualità e la precisione, l'assistenza ai clienti, i costi e i tempi di consegna sono considerazioni molto importanti nella scelta di un produttore. Inoltre, questo settore dello stampaggio a iniezione è in continua evoluzione e consente di ottenere prestazioni ottimali e sostenibilità nelle operazioni di produzione.

Domande frequenti

Q1. Quanto tempo occorre per produrre utensili per lo stampaggio a iniezione?

Il lead time è il tempo necessario per la fabbricazione del prodotto. Può durare da poche settimane a diversi mesi, a seconda della complessità del progetto. Inoltre, può cambiare nel tempo.

Q2. Quali sono i fattori da considerare nella scelta di un produttore di utensili?

Questi fattori possono essere l'esperienza, la qualità, il servizio clienti, il prezzo, il tempo e la capacità di lavorare determinati materiali. Oltre a ciò, è necessario prendere in considerazione anche le parti più complesse.

Q3. Quali sono i problemi più comuni nello stampaggio a iniezione?

Tali problemi includono difetti dei pezzi, ad esempio deformazioni o segni di avvallamento, variazioni di qualità e il requisito della localizzazione per un controllo rigoroso dei fattori di iniezione.