Diversi punti di attenzione durante la progettazione di stampi in plastica

Quando si progetta unstampo in plastica, dopo aver determinato la struttura dello stampo, ogni parte dello stampo può essere progettata in dettaglio, ovvero la dimensione di ogni modello e parte, la dimensione della cavità e del nucleo, ecc. In questo momento, i principali parametri di progettazione relativi al ritiro del materiale sarà coinvolto. Pertanto, la dimensione di ciascuna parte della cavità può essere determinata solo controllando il tasso di restringimento della plastica stampata. Anche se la struttura dello stampo selezionata è corretta, ma i parametri utilizzati non sono corretti, è impossibile produrre parti in plastica qualificate.

Ritiro plastico e fattori che lo influenzano

Le proprietà dei termoplastici sono che si espandono al riscaldamento, si restringono al raffreddamento e, naturalmente, si restringono di volume alla pressurizzazione. Nel processo di stampaggio a iniezione, la plastica fusa viene prima iniettata nella cavità dello stampo. Dopo il riempimento, il materiale fuso si raffredda e solidifica. Quando la parte in plastica viene estratta dallo stampo, si verifica il restringimento. Questo restringimento è chiamato restringimento da stampaggio. Durante il periodo di tempo in cui la parte in plastica viene estratta dallo stampo e stabilizzata, ci sarà ancora un piccolo cambiamento di dimensioni. Un cambiamento è continuare a ridursi, che si chiama post-ritiro.

Un altro cambiamento è che alcune plastiche igroscopiche si gonfiano a causa dell'assorbimento di umidità. Ad esempio, quando il contenuto di acqua del nylon 610 è del 3 percento, l'aumento dimensionale è del 2 percento; quando il contenuto di acqua del nylon 66 rinforzato con fibra di vetro è del 40%, l'aumento dimensionale è dello 0,3%. Ma il ruolo principale è il restringimento della formatura.

Attualmente, il metodo per determinare il tasso di restringimento di varie materie plastiche (ritiro in formazione più post restringimento) generalmente raccomanda le disposizioni della norma DIN16901 nella norma nazionale tedesca. Vale a dire, la differenza tra la dimensione della cavità dello stampo a 23 gradi ± 0,1 gradi e la dimensione della corrispondente parte in plastica misurata nelle condizioni di una temperatura di 23 gradi e un'umidità relativa del 50 ± 5 percento dopo essere stata posizionata per 24 ore dopo il calcolo della formatura.

Il tasso di restringimento S è rappresentato dalla seguente formula: S={(DM)/D}×100 percento (1)

Tra questi: S - restringimento; D - dimensione dello stampo; M - dimensione della parte in plastica.

Se la cavità dello stampo viene calcolata in base alle dimensioni note della parte in plastica e al tasso di restringimento del materiale, è D=M/(1-S). Per semplificare il calcolo nella progettazione dello stampo, viene generalmente utilizzata la seguente formula per calcolare la dimensione dello stampo:

D=M più MS(2)

Se è necessario un calcolo più preciso, viene applicata la seguente formula: D=M più MS più MS2(3)

Tuttavia, quando si determina il tasso di restringimento, poiché il tasso di restringimento effettivo è influenzato da molti fattori, è possibile utilizzare solo un valore approssimativo, quindi il calcolo della dimensione della cavità mediante la formula (2) soddisfa sostanzialmente i requisiti. Durante la produzione dello stampo, la cavità viene lavorata in base alla deviazione inferiore e l'anima viene lavorata in base alla deviazione superiore, in modo che possa essere adeguatamente rifilata quando necessario.

Il motivo principale per cui è difficile determinare con precisione il tasso di restringimento è che il tasso di restringimento di varie materie plastiche non è un valore fisso, ma un intervallo. Poiché i tassi di restringimento dello stesso materiale prodotto da stabilimenti diversi non sono gli stessi, anche i tassi di restringimento di lotti diversi dello stesso materiale prodotti da uno stabilimento sono diversi. Pertanto, ogni fabbrica può fornire agli utenti solo l'intervallo del tasso di restringimento della plastica prodotta dalla fabbrica. In secondo luogo, l'effettivo tasso di restringimento durante il processo di formatura è influenzato anche da fattori quali la forma della parte in plastica, la struttura dello stampo e le condizioni di formatura. L'influenza di questi fattori è descritta di seguito.

Forma plastica

Per lo spessore della parete delle parti formate, generalmente a causa del tempo di raffreddamento più lungo della parete spessa, anche il tasso di restringimento è maggiore, come mostrato nella Figura 1. Per le parti in plastica generiche, quando la differenza tra la dimensione L nella direzione di flusso fuso e la dimensione W perpendicolare alla direzione del flusso fuso è grande, anche la differenza nel tasso di restringimento è grande. Dal punto di vista della distanza del flusso di fusione, la perdita di pressione nella parte lontana dal punto di iniezione è elevata, quindi anche qui il tasso di ritiro è maggiore di quello vicino al punto di iniezione. Poiché le forme di nervature, fori, sporgenze e incisioni hanno resistenza al restringimento, il tasso di restringimento di queste parti è ridotto.

Struttura dello stampo

Anche la forma del cancello ha un effetto sul restringimento. Quando si utilizza un cancello piccolo, il tasso di restringimento della parte in plastica aumenta perché il cancello si solidifica prima della fine della pressione di mantenimento. Anche la struttura del circuito di raffreddamento nello stampo a iniezione è fondamentale nella progettazione dello stampo. Se il circuito di raffreddamento non è progettato correttamente, la differenza di restringimento si verificherà a causa della temperatura non uniforme delle parti in plastica e il risultato è che le parti in plastica sono fuori tolleranza o deformate. Nella parte a parete sottile, l'influenza della distribuzione della temperatura dello stampo sul tasso di restringimento è più evidente.

Condizioni di formazione

Temperatura della canna: quando la temperatura della canna (temperatura della plastica) è elevata, il trasferimento di pressione è migliore e la forza di restringimento è ridotta. Tuttavia, quando si utilizza un punto di iniezione piccolo, il tasso di restringimento è ancora elevato a causa dell'indurimento precoce del punto di iniezione. Per le parti in plastica a pareti spesse, anche se la temperatura del cilindro è elevata, il restringimento è ancora elevato.

Alimentazione: Nelle condizioni di formatura, l'alimentazione è ridotta al minimo per mantenere stabili le dimensioni della parte in plastica. Tuttavia, un'alimentazione insufficiente non sarà in grado di mantenere la pressione e aumenterà anche il tasso di restringimento.

Pressione di iniezione: la pressione di iniezione è un fattore che ha una grande influenza sul tasso di restringimento, in particolare sulla pressione di tenuta dopo il riempimento. In generale, quando la pressione è elevata, il tasso di restringimento è ridotto a causa dell'elevata densità del materiale.

Velocità di iniezione: la velocità di iniezione ha un effetto minore sul restringimento. Tuttavia, per parti in plastica con pareti sottili o punti di iniezione molto piccoli e quando si utilizzano materiali rinforzati, il tasso di ritiro è ridotto quando si aumenta la velocità di iniezione.

Temperatura dello stampo: di solito, il tasso di restringimento è maggiore quando la temperatura dello stampo è più alta. Ma per le parti in plastica a parete sottile, quando la temperatura dello stampo è elevata, la resistenza al flusso del fuso è ridotta e il tasso di restringimento è ridotto.

Ciclo di formatura: il ciclo di formatura non è direttamente correlato al tasso di restringimento. Tuttavia, va notato che quando il ciclo di formatura viene accelerato, anche la temperatura dello stampo, la temperatura di fusione, ecc. devono cambiare, il che influisce anche sulla variazione del ritiro. Nel test del materiale, dovrebbe essere formato secondo il ciclo di formatura determinato dall'output richiesto e le dimensioni delle parti in plastica dovrebbero essere ispezionate.

Un esempio di test di restringimento plastico che utilizza questo stampo è il seguente. Macchina per iniezione: Forza di chiusura 70t Diametro vite Φ35mm Velocità vite 80rpm Condizioni di stampaggio: Pressione massima di iniezione 178MPa Temperatura del cilindro 230(225-230-220-210) gradi 240({ {7}}) gradi 250(245-250 -240-230) gradi 260(225-260-250-240) gradi Velocità di iniezione 1425px3/s Tempo di iniezione 0.44-0.52s Tempo di mantenimento della pressione 6.0s Tempo di raffreddamento 15.0s

Dimensioni dello stampo e tolleranze di produzione

Oltre alle dimensioni di base calcolate dalla formula D=M(1 più S), anche le dimensioni di lavorazione della cavità e dell'anima dello stampo presentano un problema di tolleranza di lavorazione. Per convenzione, la tolleranza di lavorazione dello stampo è 1/3 della tolleranza della parte in plastica. Tuttavia, a causa delle differenze nell'intervallo e nella stabilità del ritiro plastico, la tolleranza dimensionale delle parti in plastica formate da plastiche diverse deve essere prima razionalizzata. Vale a dire, la tolleranza dimensionale delle parti stampate in plastica dovrebbe essere maggiore a causa dell'intervallo più ampio del tasso di restringimento o della minore stabilità del tasso di restringimento. In caso contrario, potrebbe esserci un gran numero di scarti fuori tolleranza.

A tal fine, i paesi hanno formulato standard nazionali o standard di settore appositamente formulati per le tolleranze dimensionali delle parti in plastica. La Cina ha anche formulato standard professionali a livello ministeriale. Ma la maggior parte di essi non ha la corrispondente tolleranza dimensionale della cavità dello stampo. Nello standard nazionale tedesco, lo standard DIN16901 per la tolleranza dimensionale delle parti in plastica e lo standard DIN16749 per la corrispondente tolleranza dimensionale della cavità dello stampo sono appositamente formulati. Questo standard ha una grande influenza nel mondo, quindi può essere utilizzato come riferimento per l'industria degli stampi per materie plastiche.

Informazioni sulla tolleranza dimensionale e sulla deviazione consentita delle parti in plastica

Al fine di determinare ragionevolmente la tolleranza dimensionale delle parti in plastica formate da materiali con differenti caratteristiche di ritiro, la norma introduca il concetto di differenza di ritiro di formatura △VS. △VS=VSR_VST(4)

Nella formula: Differenza di restringimento di formatura VS Ritiro di stampaggio VSR nella direzione del flusso di fusione Ritiro di formazione VST nella direzione perpendicolare al flusso di fusione.

Le caratteristiche di restringimento di varie materie plastiche sono suddivise in 4 gruppi in base al valore ΔVS della plastica. Il gruppo con il valore △VS più piccolo è il gruppo ad alta precisione, e così via, il gruppo con il valore △VS più grande è il gruppo a bassa precisione. Tecnologia di precisione, 110, 120, 130, 140, 150 e 160 gruppi di tolleranza sono preparati secondo le dimensioni di base. Si stabilisce che le tolleranze dimensionali delle parti in plastica con le caratteristiche di ritiro più stabili possono essere selezionate dai gruppi 110, 120 e 130. Utilizzare 120, 130 e 140 per le tolleranze dimensionali di parti stampate in plastica con caratteristiche di ritiro moderatamente stabili.

Se la tolleranza dimensionale di questo tipo di parti in plastica che formano la plastica viene selezionata come 110 gruppi, è possibile produrre un gran numero di parti in plastica con fuori tolleranza.

Le tolleranze dimensionali delle parti in plastica con scarse caratteristiche di restringimento sono selezionate dai gruppi 130, 140 e 150. Le tolleranze dimensionali delle parti in plastica con le peggiori caratteristiche di restringimento sono selezionate dai gruppi 140, 150 e 160. Si devono inoltre notare i seguenti punti quando si utilizza questa tabella di tolleranza. Le tolleranze generali nella tabella vengono utilizzate per le tolleranze dimensionali che non specificano le tolleranze. Le tolleranze che etichettano direttamente le deviazioni sono zone di tolleranza utilizzate per etichettare le dimensioni delle parti in plastica.

Le deviazioni superiore e inferiore possono essere determinate dal progettista. Ad esempio, se la zona di tolleranza è {{0}}.8 mm, è possibile selezionare le seguenti deviazioni superiore e inferiore. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5, ecc. Ci sono due insiemi di valori di tolleranza, A e B, in ogni gruppo di tolleranza. Tra questi, A è la dimensione formata dalla combinazione di parti dello stampo, che aumenta l'errore causato dalla non aderenza delle parti dello stampo. Questo aumento è di 0,2 mm. dove B è la dimensione direttamente determinata dalla parte dello stampo. La tecnologia di precisione è un insieme di valori di tolleranza appositamente stabiliti per le parti in plastica con requisiti di alta precisione. Prima di utilizzare le tolleranze delle parti in plastica, è necessario innanzitutto sapere quali gruppi di tolleranza sono applicabili alla plastica utilizzata.

Tolleranze di fabbricazione degli stampi

Lo standard nazionale tedesco ha formulato lo standard DIN16749 della corrispondente tolleranza di fabbricazione dello stampo per la tolleranza delle parti in plastica. Ci sono 4 tolleranze in questa tabella. Indipendentemente dal materiale delle parti in plastica, le tolleranze di fabbricazione dello stampo che non indicano tolleranze dimensionali utilizzano la tolleranza del numero di serie 1. Il valore di tolleranza specifico è determinato dall'intervallo di dimensioni di base. Indipendentemente dal tipo di materiale, la tolleranza di fabbricazione dello stampo della dimensione di precisione media della parte in plastica è la tolleranza del numero di serie 2. Indipendentemente dal tipo di materiale, la tolleranza di fabbricazione dello stampo della dimensione di precisione superiore della parte in plastica è la tolleranza del numero di serie 3. La tolleranza di fabbricazione dello stampo corrispondente della tecnologia di precisione è la tolleranza del numero di serie 4.

È possibile determinare ragionevolmente tolleranze ragionevoli di parti in plastica di vari materiali e corrispondenti tolleranze di produzione di stampi, il che non solo porta convenienza alla produzione di stampi, ma riduce anche gli sprechi e migliora l'efficienza economica.