8 difetti comuni di stampaggio a iniezione e come evitarli

Introduzione

Quando si tratta di una produzione di massa efficiente di pezzi identici, stampaggio a iniezione è il metodo preferito. È possibile produrre rapidamente centinaia di migliaia di pezzi a un prezzo conveniente. Ma in questo caso è necessario notare che c'è molto più spazio per errori costosi in questo processo. Errori apparentemente minori nelle prime fasi della produzione di stampi a iniezione possono portare a difetti significativi.

Questi difetti non solo degradano la qualità del prodotto finale, ma possono anche interrompere l'intero processo di stampaggio a iniezione, riducendo in ultima analisi la velocità e l'efficienza del sistema. La questione non finisce qui: questi difetti possono aumentare gli scarti e le rilavorazioni. Ciò aumenta i tempi di produzione e i costi totali. Ma volete sapere quali sono le cause dei difetti? Le ragioni possono essere diverse.

Questo articolo è una guida essenziale per comprendere i difetti più comuni, le loro cause e le soluzioni. Aiuterà sicuramente ingegneri e operatori ad adottare un approccio proattivo alla mitigazione dei rischi. Inoltre, li aiuterà a ridurre tali difetti.

Difetti comuni dello stampaggio a iniezione

Fondamentalmente, lo stampaggio a iniezione richiede una notevole competenza tecnica. Esistono diversi tipi di difetti che possono insorgere per varie ragioni. Quando si verificano errori nel processo di produzione dello stampaggio a iniezione, come parametri di processo errati, problemi con gli utensili o una progettazione inadeguata, si osservano difetti negli stampi. Inoltre, alcuni difetti derivano da problemi di flusso e raffreddamento del materiale.

Ecco alcuni difetti comuni dello stampaggio a iniezione:

Linee di flusso

Le linee di flusso sono striature o linee ondulate visibili sulla superficie del pezzo. Si presentano come regioni di colore o lucentezza leggermente diversi rispetto all'area vicina.

Le linee di flusso si formano quando la plastica fusa scorre a velocità diverse o si raffredda a velocità diverse all'interno della cavità. Questo accade spesso in prossimità di porte, cambiamenti improvvisi nello spessore delle pareti, angoli acuti o ostruzioni del flusso.

Segni di bruciatura

Le bruciature appaiono per lo più alla fine dei percorsi di flusso, delle prese d'aria o delle sezioni sottili delle parti in plastica stampate. Sembrano nerastre o color ruggine. Ma non compromettono l'integrità del pezzo, a meno che non sia bruciato fino al punto di degradarsi.

Quando l'aria compressa e altri gas vengono intrappolati o surriscaldati nella resina durante il processo di stampaggio a iniezione, compaiono queste bruciature. Altre cause sono l'eccessiva temperatura di fusione o la velocità del processo di stampaggio a iniezione, con conseguente surriscaldamento.

Segni di lavandino

Nella maggior parte dei casi, le sezioni spesse dei pezzi stampati a iniezione impiegano più tempo a raffreddarsi. Ciò può far sì che quella sezione del pezzo si comprima o si restringa dal lato interno e che il rivestimento esterno non riesca a resistere alla trazione. Ecco perché si notano leggere depressioni, piccole rientranze o ammaccature sulla superficie esterna dello stampo. Si tratta dei cosiddetti segni di affondamento. Questi difetti si notano di solito sulle sezioni spesse, sulle nervature, sulle bugne e intorno alle viti. Influenzano la resistenza del pezzo.

I segni di affondamento possono avere lo stesso aspetto dei vuoti, ma il loro effetto e il loro impatto sono inversi a quelli dei segni di affondamento. Invece di raffreddare rapidamente le superfici esterne dello stampo, queste sezioni si raffreddano più lentamente, dando luogo a depressioni.

Linee di saldatura

Le linee di saldatura si presentano spesso come linee sottili, simili a capelli, o come cuciture deboli sulla superficie dello stampo. Spesso appaiono dove due flussi di resina fusa si incontrano mentre si muovono attraverso la geometria. Questo difetto si riscontra solitamente in un pezzo con un foro.

Quando l'impostazione della temperatura non è corretta, il materiale fuso riempie o avvolge lo stampo intorno al foro e l'area in cui i due flussi si incontrano appare come una linea di saldatura. Ciò avviene perché il materiale non si fonde correttamente a causa di una differenza di temperatura tra i due fronti stampati, con conseguente solidificazione parziale. Questi difetti vengono anche chiamati linee di saldatura. Influenzano la resistenza e la geometria complessiva del pezzo, rendendolo più debole e meno durevole.

Jetting

Le linee a ghirigori che appaiono sulla superficie del pezzo finito sono solitamente note come difetti di jetting. Anche questi difetti derivano da una solidificazione parziale e spesso iniziano appena a valle della regione del gate.
Ciò accade quando il "getto" iniziale o il flusso stretto di materiale dello stampo si spara nello spazio aperto e si solidifica rapidamente, lasciando l'intera cavità riempita in modo improprio. Si forma un movimento serpeggiante e ondulato che riduce la resistenza del pezzo. 
La causa principale di questo difetto è l'eccessiva pressione di iniezione. Quando il materiale fuso viene iniettato ad alta pressione attraverso la piccola porta, spesso schizza invece di riempire l'intera cavità. A questo punto inizia a raffreddarsi rapidamente, causando difetti di getto. La "stringa" congelata viene poi coperta dalla fusione successiva.

Colpo corto

I corti sono tipi di difetti che si verificano a causa del riempimento incompleto della cavità. La causa principale di questi difetti è una progettazione imprecisa o una scarsa manutenzione dello stampo.

Quando le porte strette o bloccate limitano il flusso, il materiale fuso non riesce a raggiungere alcune aree, con conseguente riduzione della gittata. Altri motivi sono la pressione di iniezione insufficiente, una sacca d'aria intrappolata, una bassa velocità di iniezione o un volume di iniezione insufficiente. I pezzi finali sono incompleti e inutilizzabili, con sezioni mancanti o bordi arrotondati e non formati.

Deformazione

Il warping è la distorsione o la torsione del pezzo dopo l'espulsione. Il pezzo finale non corrisponde alla forma prevista e potrebbe non adattarsi o assemblarsi correttamente. La deformazione è solitamente causata da un ritiro non uniforme durante il raffreddamento. Le diverse regioni si raffreddano e si ritirano a velocità diverse, introducendo così tensioni interne che piegano il pezzo.

Bolle/Voidi

Le bolle e i vuoti sono sacche di gas all'interno del pezzo o appena sotto la superficie. Possono apparire come bolle chiare, macchie bianche o fori interni visibili dopo il taglio del pezzo. Si tratta di difetti minori che non influiscono in modo significativo sul pezzo stampato a iniezione. I vuoti e le sacche d'aria più grandi hanno invece un impatto significativo, in quanto indeboliscono la struttura del pezzo.

Possono formarsi quando l'aria o i volatili sono intrappolati e non possono uscire durante il riempimento. Si verificano anche quando la superficie si congela precocemente e il materiale interno si restringe, lasciando vuoti interni invece di lavandini superficiali.

Come evitare i difetti dello stampaggio a iniezione?

Linee di flusso

Per ridurre le linee di flusso, ecco alcune soluzioni:

• Mantenere lo spessore della parete uniforme ed evitare brusche variazioni di spessore.
• Utilizzate percorsi di flusso più fluidi e angoli arrotondati e posizionate dei cancelli per mantenere il flusso diretto e bilanciato.
• Le soluzioni di processo comprendono l'aumento della temperatura della colata, l'aumento della temperatura dello stampo e l'aumento della velocità e della pressione di iniezione. Questi cambiamenti aiutano la colata a rimanere fluida più a lungo e a riempire la cavità con un flusso più uniforme.

Segni di bruciatura

Ecco alcune soluzioni per evitare di provocare bruciature:

• Lo sfiato dovrebbe essere migliorato alla fine della sezione sottile o dei nuclei.
• Per facilitare la fuoriuscita dei gas e dell'aria, ridurre la velocità e la pressione di iniezione.
• Per evitare il surriscaldamento durante lo stampaggio a iniezione, mantenere una temperatura più bassa.
• Riduzione dei periodi di ciclo per evitare il surriscaldamento dei gas. 

Segni di lavandino

Ecco alcune implementazioni che gli operatori possono seguire per evitare i segni di sprofondamento:

• Una buona progettazione dei pezzi è la prima difesa contro i segni di affondamento. I progettisti possono ridurre lo spessore della parete e della nervatura dello stampo a iniezione rispetto alla parete principale. Nella progettazione complessiva, provare a ridurre lo spessore delle sezioni massicce.
• I segni di affondamento indicano che il pezzo ha bisogno di più tempo per raffreddarsi. Per assicurarsi che il pezzo si sia raffreddato correttamente, l'operatore deve aumentare il raffreddamento.
• L'abbassamento della temperatura e l'aumento della pressione di mantenimento possono consentire un raffreddamento efficace del pezzo.

Linee di saldatura

I modi più comuni per prevenire le linee di saldatura sono

• Dal punto di vista della progettazione, evitare ostacoli inutili nel percorso del flusso o riprogettare nervature e fori per facilitare il flusso attorno ad essi.
• Polimeri diversi hanno punti di fusione diversi, quindi scegliete resine con viscosità e punti di fusione più bassi per garantire una fusione corretta ed evitare linee di saldatura.
• L'aumento della temperatura del materiale fuso può aiutare a prevenire la solidificazione parziale.
• Aumentando la velocità e la pressione di iniezione, il processo di raffreddamento può essere abbreviato.

Jetting

Per evitare difetti di getto, ecco alcune implementazioni comuni:

• La causa principale è l'eccessiva pressione, che richiede la riduzione della pressione di iniezione della plastica fusa attraverso le porte strette. In questo modo si eviteranno riempimenti graduali.
• Inoltre, aumentare le dimensioni del gate per rallentare la velocità del getto.
• Per quanto riguarda il design del gate, utilizzare un gate che dirige il flusso lungo una parete, come un edge gate, piuttosto che un gate che passa direttamente in un volume aperto.
• Utilizzare materiali plastici a bassa viscosità per evitare la formazione di getti.
• Aumentare la temperatura del materiale fuso e dello stampo per evitare una solidificazione parziale. 

Colpi brevi

Per correggere gli scatti brevi, ecco alcuni modi:

• Aumentare la pressione e la velocità di iniezione entro i limiti di sicurezza.
• Verificare che la dimensione dei pallini sia adeguata e che la vite si riprenda completamente prima dell'iniezione.
• L'aumento della temperatura della massa fusa riduce la viscosità e migliora il flusso in regioni sottili o distanti.
• Una migliore ventilazione e cancelli più grandi o meglio posizionati aiutano il materiale a raggiungere tutte le parti della cavità.

Avvolgimento

Ecco alcuni modi per ridurre la deformazione:

• Per quanto riguarda la progettazione, utilizzare uno spessore uniforme delle pareti e una geometria bilanciata.
• Evitare ampie zone piatte senza nervature o supporti ed evitare brusche variazioni di spessore.
• Le azioni di processo comprendono l'ottimizzazione del tempo di raffreddamento, l'utilizzo di una temperatura uniforme dello stampo e il bilanciamento della disposizione dei canali di raffreddamento.
• La riduzione della pressione di riempimento e la modifica della posizione della porta possono anche ridurre le tensioni residue che portano alla deformazione.

Bolle/vuoti

Per controllare le bolle e i vuoti, applicare le seguenti tecniche:

Quando il difetto è dovuto all'aria intrappolata:

• Migliorare lo sfiato e ridurre la velocità di iniezione per consentire l'uscita dell'aria.
• Asciugare adeguatamente i materiali igroscopici per rimuovere l'umidità che si trasforma in vapore.
• Per evitare difetti come vuoti interni dovuti al ritiro:
• Aumentare la pressione di confezionamento e il tempo di confezionamento in modo che il nucleo della sezione sia completamente confezionato.
• Utilizzare uno spessore di parete e una struttura delle nervature adeguati e garantire un raffreddamento adeguato per ottenere un restringimento più uniforme.

Conclusione

Ora che si conoscono i difetti dello stampaggio a iniezione, le loro cause e le soluzioni, i produttori e gli operatori possono adottare un approccio proattivo per evitarli applicando misure preventive. La comprensione dell'aspetto di ciascun difetto, della causa principale e dei rimedi di base consente di migliorare la progettazione dello stampo, l'impostazione dei parametri e la selezione dei materiali. È sempre meglio ottenere la giusta progettazione dello stampo a iniezione per il processo di stampaggio in primo luogo, piuttosto che spendere per misure costose. Per questo, un partner affidabile ed esperto nello stampaggio a iniezione può fare tutto per voi. Dagli stampi a iniezione stabili alla scelta del materiale giusto, fino allo sviluppo di nuovi prodotti e alla prototipazione, MoldPartner può fornire una soluzione personalizzata per la vostra azienda. Quindi, contattaci ora!