Finiture di superficie dello stampaggio a iniezione

Introduzione

Lo stampaggio a iniezione è un processo efficace per la produzione di parti in plastica. Il vantaggio è che produce naturalmente pezzi di alta qualità e con finitura superficiale. Pertanto, per le parti stampate a iniezione utilizzate per la produzione di componenti interni, la finitura superficiale potrebbe non sembrare cruciale.

Tuttavia, per alcuni prodotti, ha una funzione che va oltre l'aspetto estetico. Può influenzare le prestazioni di un pezzo, la sua longevità, i costi correlati e molto altro ancora. Per questo motivo le aziende possono avere requisiti rigorosi in materia di finitura superficiale.

Questa guida dettagliata vi aiuterà a comprendere le finiture per lo stampaggio delle superfici e a prendere una decisione informata. Questo determinerà il successo del vostro prodotto, dandovi risultati elevati.

Capire la finitura superficiale dello stampaggio a iniezione

Nello stampaggio a iniezione, la finitura superficiale si riferisce alla struttura finale e alla levigatezza della superficie di un pezzo. Può variare notevolmente in base a:

• il design del pezzo
• materiale dello stampo
• alcuni parametri di stampaggio a iniezione

Ciò significa che non si tratta di un semplice ripensamento, ma è integrato nello stampo a iniezione stesso.

Se i produttori vogliono migliorare la finitura superficiale del pezzo, i progettisti e gli ingegneri di prodotto devono migliorare la finitura superficiale della cavità dello stampo. Per ottenere le finiture superficiali desiderate si applicano vari processi. Questi includono la levigatura, la lucidatura di precisione e la testurizzazione specializzata.

Le finiture superficiali variano da quelle lucide a quelle opache e strutturate. Pezzi diversi richiedono finiture diverse. Ad esempio, un pezzo può richiedere una finitura superficiale altamente lucida. In questo modo si ottiene una superficie riflettente, come quella di una lente ottica.

Ma i requisiti di finitura superficiale aggiuntivi possono aumentare i costi. Inoltre, può influire in vari modi, tra cui:

• Parametri di produzione. Questi includono il flusso di materiale nella cavità dello stampo, il tempo di ciclo, l'espulsione e i fattori correlati.
• Estetica
• Funzionalità ed ergonomia, come l'impugnatura e la sensazione al tatto del prodotto
• Procedure di post-elaborazione
• Presentano rischi e sfide di produzione, tra cui difetti e difficoltà di espulsione.

I principali standard di finitura

Standard di finitura superficiale SPI (Society of Plastics Industry)

Le finiture superficiali SPI sono i principali standard industriali per i pezzi stampati a iniezione. Sono definite dalla PIA (Plastic Industry Association), precedentemente nota come SPI (Society of Plastics Industry). In parole povere, si tratta di termini comuni e comprensibili. Per i non addetti ai lavori è più facile specificare i requisiti di finitura superficiale.

Secondo la SPI, esistono 12 standard per lo stampaggio a iniezione. A ciascuno di essi viene attribuita un'identità alfanumerica. A tutte queste identità specifiche sono associati valori medi di rugosità superficiale (RA) e un metodo di finitura. Questi sono suddivisi in 4 gradi principali, che vengono discussi in dettaglio. Si va dalle finiture lucide a quelle strutturate.

• Grado A - Lucido (A-1, A-2, A-3)

Il grado SPI A, che comprende le finiture superficiali A-1, A-2 e A-3, sembra essere altamente riflettente. Non tutti i materiali plastici possono raggiungere un grado di lucentezza così elevato. Plastiche come il policarbonato (PC) e gli acrilici sono più adatti a finiture superficiali lucide. Per il poliuretano termoplastico (TPU), tali finiture sono quasi impossibili. A causa della loro elevata resistenza all'abrasione, la lucidatura al diamante è inefficace su di essi. Il metodo utilizzato in questo caso è la lucidatura al diamante, che prevede l'uso di pasta diamantata con grani molto fini. In questo modo si ottengono superfici lucide ma piatte. Queste finiture sono utilizzate soprattutto su componenti come custodie trasparenti, lenti ottiche e parti mediche.

• Grado B - Semilucido (B-1, B-2, B-3)

Il grado SPI B, che comprende le finiture superficiali B-1, B-2 e B-3, è meno lucido del grado A. Ciò significa che è applicabile quando è richiesta una lucentezza media. Il processo di applicazione di queste finiture è la levigatura a grana fine, che nasconde efficacemente i segni di lavorazione. In questo caso, si utilizzano comunemente le grane 600, 400 e 320. Il numero di grana indica il controllo della finitura superficiale. La maggior parte delle materie plastiche si comporta bene con una finitura superficiale semilucida. Applicabile ai prodotti di consumo e alle parti di media lucidatura.

• Grado C - Opaco (C-1, C-2, C-3)

Il grado C SPI, che comprende le finiture superficiali C-1, C-2 e C-3, non sembra lucido, ma opaco. L'aspetto opaco del pezzo nasconde comunque i segni di lavorazione. Vengono applicate con pietre abrasive per i pezzi che richiedono una finitura superficiale uniforme e di alta qualità. Tra questi, tastiere, telai di laptop e altri componenti strutturali.

• Grado D - Testurizzato (D-1, D-2, D-3)

Il grado D SPI, che comprende le finiture superficiali D-1, D-2 e D-3, appare ruvido e strutturato. Lo scopo è quello di creare una superficie di attrito più adatta agli usi meccanici. Si ottengono con la sabbiatura, in cui il materiale abrasivo viene soffiato a pressione sulla superficie, creando disegni non direzionali sulla superficie che portano a finiture ruvide.

VDI/Mold-Tech Finiture strutturate

Altri due standard di finitura superficiale sono VDI 3400 e Mold Tech. Discutiamone in dettaglio:
VDI 3400: Si tratta di uno standard internazionale sulla struttura degli stampi, VDI (Verein Deutscher Ingenieure), presentato dalla Società degli ingegneri tedeschi. Si riferisce alle finiture di texture/superficie ruvida quando si utilizza l'elettroerosione (Electrical Discharge Machining) durante lo stampaggio a iniezione. Viene applicato con varie tecniche, ottenendo finiture superficiali a grana fine o grossolana. I suoi valori numerici sono correlati alla rugosità superficiale (Ra). Ad esempio, VDI 12 rappresenta una texture dello stampo più liscia ed è equivalente a SPI C-1.

Tecnologia dello stampo: È anche uno standard di finitura della texture dello stampo che fornisce finiture opache da fini a grossolane. Sono rappresentate dal codice MT, un numero di serie a 5 cifre. Le texture possono includere motivi geometrici/decorativi (ad esempio, sabbia, legno, quadretti). Le finiture superficiali Mold Tech sono classificate da A a D, e ciascuna di esse è associata alla profondità della texture e alla stesura consigliata.

Inoltre, se non viene specificata alcuna finitura, molti pezzi stampati sono realizzati con una finitura di tipo SPI B-2. Questo aiuta a sganciare più facilmente il pezzo. Questo aiuta il pezzo a staccarsi più facilmente. Inoltre, riduce i segni visibili degli utensili.

Una finitura non deve necessariamente coprire l'intero pezzo. È possibile applicarla solo dove l'aspetto è importante. Ad esempio, l'esterno di una parte opaca può utilizzare una finitura cosmetica personalizzata. La superficie interna può rimanere con la finitura predefinita. Una cavità dello stampo può utilizzare più di una finitura. Le diverse facce possono essere lucidate, strutturate o lasciate standard. Questo viene fatto quando il progetto lo richiede. Le parti trasparenti sono trattate in modo diverso. Spesso vengono lucidati su entrambi i lati. In questo modo si migliora la chiarezza e si riduce la foschia.

Fattori che controllano il raggiungimento del risultato finale

Selezione del materiale: Poiché i diversi polimeri possiedono proprietà chimiche e fisiche differenti, tendono a comportarsi in modo diverso. Le superfici molto lucide evidenziano le imperfezioni e i segni visibili. Allo stesso tempo, le finiture opache e spente le nascondono perfettamente. Pertanto, è sempre importante selezionare con cura il tipo di materiale.

Ad esempio, le resine amorfe hanno la capacità di creare cosmetici più uniformi e di sopportare perfettamente le superfici lucide. D'altro canto, i polimeri semicristallini sono sensibili al raffreddamento e al ritiro. Ciò comporta una minore uniformità visiva quando vengono lucidati ad alta brillantezza.

Parametri di elaborazione: Diversi parametri di stampaggio a iniezione entrano in gioco e possono influenzare la finitura superficiale. I principali sono la velocità di flusso, la temperatura e la pressione. Una velocità di iniezione più elevata, abbinata a temperature elevate, può consentire di ottenere superfici molto lucide. L'orientamento delle fibre indotto dal flusso è ridotto al minimo con riempimenti rapidi. Questo può ridurre le linee di saldatura, rendendole più visibili e dando luogo a finiture superficiali di qualità superiore. Allo stesso tempo, un riempimento lento darà sempre risultati scadenti.

Metodo e condizioni dell'utensile: Lo stampo stesso è la "superficie master". Pertanto, è molto importante il modo in cui viene realizzato l'utensile, utilizzando diverse tecniche di produzione (lavorazione, elettroerosione, sequenza di lucidatura, sabbiatura/incisione/testurizzazione al laser). Inoltre, lo stato in cui si trova influisce notevolmente sulla finitura superficiale. I migliori risultati si ottengono utilizzando utensili in metallo, come l'alluminio e l'acciaio temprato.

Conclusione

Per concludere, la finitura superficiale può indubbiamente servire a qualcosa di più della semplice estetica. È una parte critica del componente stampato a iniezione e può influenzare l'utente finale. Sebbene esista una vasta gamma di opzioni di finitura, essa può essere decisa in base al pezzo da progettare. Poiché i requisiti di finitura sono incorporati nella fase di progettazione dello stampo a iniezione, devono essere definiti in anticipo e con chiarezza. Ciò include le zone standard, di qualità e cosmetiche richieste. In questo modo, lo stampo può essere costruito, testurizzato e lucidato correttamente senza costose rilavorazioni successive.