Dagli anni '50 ad oggi, lo stampaggio a iniezione ha dominato la produzione di prodotti di consumo, dandoci di tutto, dalle figure d'azione ai contenitori per la protesi. Nonostante la sua incredibile versatilità, lo stampaggio ad iniezione ha alcuni limiti di progettazione.
Il processo di stampaggio di iniezione di base è quello di riscaldare e pressurizzare i pellet di plastica fino a quando non scorrono nella cavità dello stampo; raffreddare lo stampo; Apri lo stampo; espellere la parte; e poi chiudere lo stampo. Ripeti e ripeti, in genere 10.000 volte per una corsa di produzione in plastica e un milione di volte durante la vita dello stampo. La produzione di centinaia di migliaia di parti non è facile, ma ci sono alcuni cambiamenti nella progettazione di parti di plastica, il più semplice delle quali è prestare attenzione allo spessore delle pareti del design.
Spessore della parete di stampaggio a iniezione Limiti
Se smontare eventuali utensili di plastica intorno alla tua casa, noterai che la maggior parte delle parti ha uno spessore della parete da circa 1 mm a 4 mm (il miglior spessore per lo stampaggio), con uno spessore della parete uniforme. Perché? Ci sono due ragioni.
Innanzitutto, le pareti più sottili si raffreddano più velocemente, riducendo il tempo di ciclo dello stampo e il tempo necessario per produrre ogni parte. Se la parte di plastica si raffredda più velocemente dopo che lo stampo è riempito, può essere eliminata in modo sicuro più velocemente senza deformare e poiché il tempo sulla macchina per iniezione è costoso, la parte è meno costosa da produrre.
Il secondo motivo è l'uniformità: durante il ciclo di raffreddamento, la superficie esterna della parte di plastica si raffredda per prima. Il raffreddamento causa il restringimento; Se la parte ha uno spessore uniforme, l'intera parte si ridurrà uniformemente dallo stampo mentre si raffredda e la parte verrà rimossa senza intoppi.
Tuttavia, se le sezioni spesse e sottili della parte sono adiacenti, il centro di fusione nell'area più spessa continuerà a raffreddarsi e ridursi dopo che l'area più sottile e la superficie si sono solidificate. Poiché questa spessa area continua a raffreddare, continua a ridurre e può solo estrarre il materiale dalla superficie. Il risultato è un piccolo rientro sulla superficie della parte, chiamato segno di lavandino.
I segni di lavandino indicano semplicemente una cattiva ingegneria nelle aree nascoste, ma su superfici decorative possono costare decine di migliaia di dollari da reinstallare. Come fai a sapere se la tua parte ha questi problemi di "parete spessa" durante il processo di stampaggio dell'iniezione?
Soluzioni a parete spesse
Fortunatamente, ci sono alcune soluzioni facili per pareti spesse. La prima cosa da fare è prestare attenzione all'area in cui si trova il problema. Nelle sezioni sottostanti puoi vedere due problemi comuni: lo spessore attorno al foro della vite e lo spessore nella parte in cui è necessaria la resistenza.
Per i fori sfruttati nelle parti stampate a iniezione, la soluzione consiste nell'utilizzare un "boss a vite": un piccolo cilindro di materiale che circonda direttamente il foro sfruttato, collegato al resto dell'alloggiamento usando una costola o una flangia di materiale. Ciò consente uno spessore della parete più uniforme e un minor numero di segni di lavandino.
Quando un'area di una parte deve essere particolarmente forte, ma il muro è troppo spesso, la soluzione è anche semplice: rinforzo. Invece di rendere l'intera parte spessa e difficile da raffreddare, la superficie esterna viene diluita in un guscio e quindi vengono aggiunte costole verticali di materiale per resistenza e rigidità. Oltre ad essere più facile da modellare, ciò riduce anche la quantità di materiale richiesto, riducendo i costi.
Dopo aver apportato queste modifiche, è possibile utilizzare nuovamente lo strumento DFM per verificare se le modifiche hanno risolto il problema. Naturalmente, quando tutto è risolto, le parti possono essere prototipate in una stampante 3D per testarli prima di continuare con la produzione.
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