Tipi di stampi a iniezione: Introduzione completa alle diverse categorie

Introduzione

Nella moderna produzione di plastica, stampaggio a iniezione è uno dei metodi preferiti per creare pezzi di plastica precisi, utilizzati in diversi settori industriali. I diversi tipi di stampi a iniezione svolgono un ruolo fondamentale in questo processo. Al di là delle macchine, uno stampo a iniezione - uno strumento con una serie di parti - modella la sensazione, la durata e le dimensioni dei prodotti.

Ogni tipo di stampo è destinato a un requisito specifico, che si tratti di design, materiale o volume. Gli stampi sono classificati in quattro tipi in base a:

• Il sistema Gating: Come la plastica fusa entra nello stampo
• Il numero di piastre: Numero di pezzi prodotti in un ciclo
• Il numero di carie: Come il nucleo dello stampo separa la cavità
• Tipi speciali

Conoscere i diversi tipi di stampi aiuterà le aziende a scegliere la soluzione giusta che si distingue in termini di qualità ed efficienza dei costi. Inoltre, aiuterà a incrementare l'efficienza produttiva, a ridurre i difetti e a proteggere i margini nei mercati competitivi. Vediamo quindi nell'articolo tutti i tipi di stampi a iniezione.

Che cos'è uno stampo a iniezione?

Prima di addentrarci nelle tipologie, cerchiamo di capire l'attrezzaggio degli stampi a iniezione.

Stampi a iniezione di plastica sono gli stampi personalizzati che aiutano a realizzare il processo di stampaggio a iniezione. Questi stampi sono progettati e ingegnerizzati per produrre parti in plastica e hanno un elevato impatto sul prodotto finale. Sono realizzati in acciaio o alluminio ad alta resistenza per sopportare gli elevati livelli di calore e pressione del processo di stampaggio a iniezione. La realizzazione degli stampi richiede tecniche di ingegneria esperte per produrre stampi di alta qualità, durevoli e con una durata maggiore. Gli stampi a iniezione sono costituiti da due parti principali:

• Stampi fissi: installati sulle piastre fisse delle formatrici
• Stampi mobili: installati sulle piastre mobili delle macchine di formatura.

Entrambi rimangono chiusi durante il processo di stampaggio. Gli operatori rimuovono i prodotti dagli stampi quando questi si aprono.

Componenti di base di uno stampo a iniezione

Gli stampi a iniezione sono costituiti da diversi componenti. Sebbene la struttura di base dello stampo rimanga la stessa, possono verificarsi variazioni. Ciò può essere dovuto alle caratteristiche del materiale, alla progettazione dello stampo e alla struttura del prodotto finale. Ogni componente svolge una funzione importante, quindi esaminiamoli in dettaglio.

Base dello stampo: La base dello stampo, che funge da fondamento per una struttura robusta, tiene allineati diversi componenti. Questi includono piastre, guide e tutti i sistemi di lavoro. In genere è realizzata in acciaio temprato per resistere alle alte pressioni del processo di stampaggio a iniezione. Una base standard comprende piastre fisse e mobili, piastre di supporto e pilastri di guida.

Cavità dello stampo: È lo spazio vuoto e preciso, situato nella metà fissa dello stampo, in cui viene iniettata la plastica fusa. Forma la geometria esterna della parte in plastica e include altri dettagli. Il design e la finitura della cavità influiscono sulla precisione, sull'aspetto e sulla tolleranza di ritiro. Possono esserci una o più cavità con un sistema di alimentazione bilanciato.

Nucleo dello stampo: Il nucleo forma le caratteristiche e le geometrie interne dello stampo. Comprende fori, canali, bocche e rientranze. Si accoppia con la cavità per creare il volume di separazione quando la cavità viene riempita con la plastica fusa. La lavorazione precisa dell'anima garantisce una formazione accurata del pezzo e una facile espulsione.

Runner System: Il sistema di canali comprende una serie di canali che dirigono la plastica fusa dalla materozza alle porte. È una parte importante della progettazione dello stampo per lo stampaggio a iniezione. I canali di scorrimento a freddo sono canali lavorati. I canali caldi mantengono la resina fusa nei collettori e negli ugelli riscaldati.

Sistema di espulsione: Il sistema di espulsione rilascia la parte stampata raffreddata dal nucleo. Gli elementi comuni comprendono perni di espulsione, manicotti, lame e un set di piastre di espulsione. Quando lo stampo si apre, il perno di espulsione aiuta ad espellere il pezzo dallo stampo. Una piastra di espulsione può essere utilizzata per spingere su superfici ampie per evitare segni di spine.

Sistema di raffreddamento: Il sistema è costituito da canali di raffreddamento che regolano la temperatura. Le linee di raffreddamento, riempite di acqua o di olio, assorbono il calore e riducono il tempo di ciclo per la solidificazione della parte in plastica. Un buon sistema di raffreddamento assicura una distribuzione efficace della temperatura.

Sistema di ventilazione: Gli sfiati consentono all'aria e ai gas intrappolati di fuoriuscire durante il processo di riempimento. Si tratta di terreni poco profondi in corrispondenza della linea di divisione o di micro-ventilatori in prossimità delle aree di fine riempimento. Una profondità adeguata evita l'infiammabilità e previene le bruciature e i colpi corti. Gli inserti porosi possono ventilare zone difficili da raggiungere.

Inserti: Si tratta di parti separate utilizzate per creare geometrie speciali inserendole negli stampi. Gli inserti non costituiscono il nucleo o la base dello stampo, ma funzionano separatamente. Comprendono perni d'anima, inserti filettati e blocchi cavità sostituibili.

Ugello e boccola del canale di colata: L'ugello di stampaggio a iniezione è sigillato con una boccola del canale di colata. L'ugello è la prima parte del percorso che guida la plastica liquida nella cavità dello stampo.

Quattro tipi di stampi a iniezione

Tipi di muffa per sistema di chiusura

Questa categoria classifica gli stampi a iniezione in base al modo in cui la plastica fusa entra nello stampo.

Stampi a canale freddo:

Uno stampo a iniezione a canale freddo utilizza canali non riscaldati per trasportare la plastica fusa. La plastica fusa passa dalla materozza alle porte, entra nelle cavità e si solidifica. Il sistema a canale freddo può essere progettato come sistema a due o tre piastre.

Il design a due piastre lascia il canale di scorrimento attaccato al pezzo per la rimozione manuale o automatica. Il design a tre piastre separa il canale di scorrimento dal pezzo durante l'apertura. È versatile e semplice e funziona con molti polimeri. Consente un rapido cambio di colore, con costi e manutenzione inferiori rispetto ai canali caldi. Tuttavia, questi stampi presentano alcuni svantaggi. Ad ogni ciclo di stampaggio, potrebbe essere necessario un nuovo sistema di canali, in quanto generano una quantità significativa di scarti di canali. Per l'uso ripetuto, necessitano di una gestione supplementare o di una riaffilatura. In genere, i cicli sono più lunghi rispetto ai sistemi riscaldati.

Stampi a canale caldo:

Gli stampi a canale caldo utilizzano canali di flusso riscaldati per mantenere la plastica al di sopra del punto di fusione mentre scorre dall'ugello della macchina a ciascuna cavità. Questi stampi a iniezione possono essere riscaldati internamente o esternamente con bobine o barre. In questo caso, i canali di scorrimento sono parte integrante dello stampo, per cui nessun canale si solidifica con il pezzo. Di conseguenza, i pezzi possono essere espulsi in modo pulito, senza alcuno scarto aggiuntivo.

Lo stampo è composto da due parti: un collettore caldo e una goccia. Il collettore distribuisce la massa fusa a ciascuna goccia mantenendo una temperatura impostata. Ogni goccia termina con un ugello e una porta riscaldati, che possono essere dotati di una punta calda o di una porta a valvola per un avvio e un arresto puliti. I controllori di zona regolano ogni riscaldatore e sensore per evitare il congelamento e la formazione di corde.

I vantaggi includono tempi di ciclo più brevi e tassi di scarto inferiori. Questa configurazione migliora l'estetica e stabilizza il bilanciamento cavità-cavità. I contropartiti sono un costo maggiore dell'utensile, una regolazione termica più rigida e un avvio/arresto più attento. Gli stampi a canale caldo richiedono la manutenzione di riscaldatori, sensori e guarnizioni.

Stampi per corridori isolati:

Gli stampi a canale isolato utilizzano canali di scorrimento extra spessi all'interno della piastra dello stampo. Questo mantiene il "nucleo" di plastica fusa durante il ciclo continuo. Lo strato esterno del canale si raffredda per primo e forma una pelle isolante. Il flusso interno rimane sufficientemente caldo per fluire verso le porte a ogni colpo. Non c'è un collettore o una goccia riscaldata; l'effetto deriva dalla geometria, dal tempo di ciclo e dal calore proprio della massa fusa.

Questo design riduce gli scarti dei canali rispetto ai canali a freddo standard. Tuttavia, costa meno ed è più semplice di un sistema completo di canali caldi. Supporta un gating flessibile e cambi di colore piuttosto rapidi, poiché non è necessario spurgare l'hardware riscaldato.

Tipi di muffa per numero di cavità

Questa categoria classifica gli stampi a iniezione in base al numero di pezzi prodotti in un colpo o in un ciclo.

Stampi a cavità singola

Uno stampo a cavità singola produce un pezzo per colpo. Pertanto, il controllo del processo è elevato e la risoluzione dei problemi è semplice. In questi stampi, il costo dell'attrezzaggio è inferiore e le modifiche alla progettazione sono più facili, il che aiuta i prototipi, i pezzi complessi e la domanda incerta. Il tempo di ciclo può essere più lungo e il costo per pezzo più elevato, ma il rischio di qualità è contenuto in una sola cavità. Questa configurazione si adatta a pezzi di grandi dimensioni, tolleranze strette e frequenti cambi di materiale o colore.

Stampi a più cavità

Uno stampo a più cavità produce diversi pezzi identici in ogni ciclo. Aumenta la produzione e riduce il costo unitario. I canali di scorrimento bilanciati, il raffreddamento uniforme e lo sfiato preciso mantengono i pezzi costanti in questi stampi. L'investimento iniziale per questi stampi è più elevato, ma sono adatti a programmi stabili e ad alto volume.

Stampi per la famiglia

Uno stampo familiare produce diverse parti dello stesso assemblaggio in un unico ciclo. Ad esempio, è possibile produrre le due parti (superiore o inferiore) dell'alloggiamento in plastica nello stesso ciclo. In questo modo si riduce il numero di utensili e si velocizza il kitting. Ogni cavità ha un volume diverso. Per questo motivo, tutte le parti devono condividere il materiale e profili di parete simili per evitare riempimenti sbilanciati e deformazioni. Quando si utilizzano questi stampi, il design del canale di colata, le dimensioni della porta e il raffreddamento vengono messi a punto. In questo modo, ogni pezzo può essere confezionato correttamente, senza lampi o colpi corti.

Il costo iniziale di questi stampi è elevato, ma è possibile produrre un gran numero di pezzi in una sola volta. In questo modo si può risparmiare molto in termini di costi e di tempo. Ricordate che questa scelta funziona quando si utilizza lo stesso materiale per tutti i pezzi e il colore corrisponde a quello del set.

Tipi di stampo per numero di piastre

Questa categoria classifica gli stampi a iniezione in base al modo in cui il nucleo dello stampo separa la cavità.

Stampi a due piastre

Uno stampo a due piastre è composto da due parti principali: il nucleo e la cavità. Un'unica linea di divisione divide lo stampo e si trova nel punto in cui l'anima e la cavità si incontrano. Il canale di colata e la parte si aprono insieme, quindi la chiusura avviene solitamente in corrispondenza della linea di divisione.

Il design dello stampo è semplice. Si tratta di uno dei tipi di stampo più utilizzati grazie al suo costo di attrezzaggio inferiore, in quanto ha meno parti mobili e tempi di produzione più brevi. I tempi di ciclo sono più rapidi e la manutenzione è semplice grazie al minor numero di piastre e azioni. Questi stampi sono più adatti per stampi a cavità singola.

Stampi a tre piastre

Uno stampo a tre piastre aggiunge una piastra di separazione del canale di colata. Questa crea due linee di separazione, permettendo al canale di scorrimento di separarsi automaticamente dal pezzo. L'aggiunta di piastre, perni e sequenze aumenta la complessità, le dimensioni e i costi di produzione.

Con questi stampi i tempi di produzione sono più rapidi, poiché non è necessario riciclare le guide e la separazione manuale. Un allineamento accurato, perni di estrazione robusti e un buon sfiato sono importanti per evitare bolle e usura. Vengono utilizzati con i sistemi a canale freddo per staccare le guide di scorrimento.

Stampi per piastre impilate

Gli stampi a pila posizionano due o più facce di separazione in parallelo. In questo modo si raddoppia o si triplica la produzione senza aumentare l'ingombro della pressa. Il tonnellaggio di chiusura della macchina è condiviso tra le facce. Spesso utilizzano apertura sincrona, meccanismi di indicizzazione e collettori centrali per mantenere uniforme il riempimento e l'espulsione.

La costruzione di questi stampi richiede più tempo e quindi un investimento più elevato. Gli stampi a piastre impilate possono produrre un gran numero di pezzi e possono accogliere diversi materiali in un unico ciclo. Inoltre, il costo operativo è inferiore grazie alla minore richiesta di tonnellaggio della pinza.

Tipi di stampi speciali

Stampi a due colpi/due colori

Due materiali o colori vengono stampati in sequenza in un unico ciclo. Consentono di ottenere impugnature morbide e incollate, guarnizioni o un aspetto estetico. Richiedono un'anima rotante, una piastra indice o un sistema di trasferimento.

Stampi per inserti

Gli inserti in metallo o plastica vengono inseriti nell'utensile e poi sovrastampati. In questo modo si aggiungono filettature, boccole o schermi senza un assemblaggio secondario. L'accuratezza del posizionamento e il trasferimento di calore devono essere gestiti quando si lavora con stampi per inserti.

Stampi a iniezione ad angolo retto

L'asse di iniezione è ruotato di 90 gradi per raggiungere le porte più difficili. In questo modo è possibile ottenere pareti sottili o gating laterale senza piastre aggiuntive. Ciò comporta un aumento dell'hardware e dell'ingombro intorno all'utensile.

L'importanza degli stampi a iniezione

Nello stampaggio a iniezione di materie plastiche, gli stampi a iniezione personalizzati sono di grande importanza, in quanto apportano diversi vantaggi al processo. Alcuni di questi sono i seguenti:

Con questi tipi di stampi si possono costruire numerosi pezzi. Le possibilità di creare pezzi personalizzati in plastica diventano quindi infinite. Dal semplice alloggiamento in plastica all'apparecchiatura medica di alto livello, è possibile creare pezzi più velocemente e con un'elevata precisione, per un'ampia gamma di applicazioni.

Tutte le resine plastiche hanno proprietà diverse. Con vari tipi di stampi, è possibile adattare diversi materiali plastici per ottenere i migliori risultati.

Trasformano l'intento progettuale in pezzi ripetibili e vendibili in scala. Uno stampo ben costruito controlla il flusso, il raffreddamento e l'espulsione, assicurando che i pezzi mantengano tolleranze strette e un'estetica pulita per lunghe tirature.

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