Perché la temperatura dello stampo è così importante per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche?

1. Influenza sull'aspetto del prodotto:

Innanzitutto, una temperatura troppo bassa influirà sulla fluidità della plastica fusa, portando a un riempimento incompleto; la temperatura dello stampo influenza la cristallinità dei materiali plastici. Per i materiali ABS, se la temperatura è troppo bassa, il prodotto finale avrà una lucentezza inferiore. Rispetto al riempitivo, la plastica tende a spostarsi in superficie quando viene messa in condizioni di alta temperatura. Pertanto, una temperatura più elevata consentirà alla plastica di entrare in contatto più da vicino con la superficie dello stampo, garantendo così un riempimento migliore, nonché una maggiore luminosità e lucentezza. Tuttavia, iltemperaturadello stampo di iniezione di plastica non può essere troppo alto, altrimenti si verificherà l'aderenza alla cavità e appariranno anche punti luminosi in alcune aree locali della parte in plastica. D'altro canto, se la temperatura dello stampo è troppo bassa, la parte in plastica verrà serrata così strettamente che potrebbe danneggiarsi durante il rilascio dello stampo, in particolare la consistenza superficiale della parte in plastica.

L'iniezione multistadio è in grado di risolvere problemi di posizione. Ad esempio, possiamo impiegare l'approccio dell'iniezione multistadio per risolvere i segni di gas del prodotto causati durante il processo di riempimento. Nel settore dello stampaggio a iniezione di plastica, il livello di lucentezza di un prodotto con superficie liscia sarà più alto quando la temperatura dello stampo è alta e viceversa. Tuttavia, per i prodotti in PP testurizzati, maggiore è la temperatura, minore è la lucentezza e maggiore è la differenza di colore: la lucentezza è inversamente proporzionale alla differenza di colore.

Di conseguenza, uno dei problemi più comuni causati dalla temperatura dello stampo è la ruvidità della superficie del pezzo in plastica stampato a iniezione, dovuta principalmente al fatto che la temperatura superficiale dello stampo è troppo bassa.

2. Influenza sulle dimensioni del prodotto:

Se la temperatura dello stampo è troppo alta, la plastica fusa probabilmente si decomporrà e il tasso di restringimento del prodotto in plastica sarà maggiore quando esposto all'aria, portando a dimensioni del prodotto ridotte. Quando uno stampo viene utilizzato in condizioni di bassa temperatura, se le dimensioni del prodotto aumentano, la causa più probabile è la temperatura superficiale molto bassa dello stampo. Il motivo è che quando la temperatura superficiale dello stampo è troppo bassa, il prodotto stampato avrà un tasso di restringimento inferiore quando esposto all'aria, quindi le dimensioni sono maggiori, il motivo è che la bassa temperatura dello stampo accelererà la "tendenza al congelamento" delle molecole, creando uno strato congelato più spesso della plastica fusa all'interno della cavità dello stampo. Allo stesso tempo, la bassa temperatura impedirà anche il processo di cristallizzazione, quindi il tasso di restringimento del prodotto stampato diminuisce. Al contrario, una temperatura dello stampo più alta rallenterà il processo di raffreddamento della plastica fusa, con conseguente tempo di rilassamento più lungo e un livello di tendenza inferiore, facilitando anche la cristallizzazione. Pertanto, il tasso di restringimento effettivo del prodotto sarà più alto.

Se il processo di avviamento è molto lungo prima che le dimensioni si stabilizzino, significa che la temperatura non è adeguatamente controllata, perché lo stampo impiega molto tempo per raggiungere l'equilibrio termico.

Una radiazione termica non uniforme in alcune parti dello stampo estenderà notevolmente il ciclo di produzione, causando un aumento dei costi di stampaggio a iniezione. Una temperatura dello stampo costante è in grado di ridurre al minimo la fluttuazione del tasso di restringimento dello stampaggio, migliorando così la stabilità dimensionale. Per le plastiche cristalline, una temperatura elevata è utile per il processo di cristallizzazione, mentre una parte in plastica completamente cristallizzata è soggetta a cambiamenti dimensionali minimi durante lo stoccaggio o l'applicazione. Tuttavia, maggiore è la cristallinità, maggiore è il tasso di restringimento. Per i materiali plastici morbidi, si consiglia una bassa temperatura dello stampo nel processo di stampaggio, che è utile per la stabilità dimensionale. Per tutti i materiali, è vero che temperature dello stampo costanti e tasso di restringimento sono utili per migliorare la precisione dimensionale.

 

3. Influenza sulla deformazione del prodotto:

Se il sistema di raffreddamento dello stampo non è ragionevolmente progettato o la temperatura dello stampo non è adeguatamente controllata, la deformazione della parte sarà causata da un raffreddamento insufficiente. Per garantire un corretto controllo della temperatura dello stampo, la differenza di temperatura tra il lato della cavità e il lato del nucleo dovrebbe essere definita in base alle caratteristiche strutturali del prodotto in plastica. Possiamo compensare le differenze di restringimento causate dall'orientamento molecolare e quindi evitare la deformazione della parte orientativa controllando le diverse velocità di raffreddamento e restringimento in diverse parti dello stampo, considerando anche la caratteristica che la parte tende a deformarsi verso il lato in cui la temperatura è più alta dopo il rilascio dallo stampo.

Per parti completamente simmetriche, la temperatura dello stampo deve essere mantenuta costante per garantire l'equilibrio del raffreddamento all'interno dell'intera parte. Una temperatura dello stampo costante e un raffreddamento equilibrato sono in grado di ridurre al minimo la deformazione della parte. Al contrario, se la differenza di temperatura dello stampo è troppo grande, si verificherà un raffreddamento non uniforme della parte, con conseguente restringimento non uniforme, e lo stress interno così causato causerà la deformazione della parte in plastica. Ciò è particolarmente vero per le parti in plastica con uno spessore di parete non uniforme e una forma complicata. Il prodotto si deformerà sicuramente verso il lato dello stampo dove la temperatura è più alta. Si suggerisce di selezionare correttamente le temperature del lato della cavità e del lato del nucleo in base alle effettive esigenze. Fare riferimento alla tabella delle proprietà dei materiali per le temperature dello stampo.

4. Influenza sulle proprietà meccaniche del prodotto (stress interno):

Una bassa temperatura dello stampo porterà a evidenti linee di saldatura sulla parte in plastica, il che riduce la resistenza del prodotto; per quanto riguarda le plastiche cristalline, maggiore è la cristallinità, più è probabile che si verifichino crepe da stress sul prodotto in plastica. Per ridurre lo stress interno, la temperatura dello stampo dovrebbe essere mantenuta a un livello moderato (PP, PE). Per quanto riguarda i materiali plastici amorfi come il PC che possiedono un'elevata appiccicosità, le crepe da stress sono associate allo stress interno della parte in plastica. Quindi, aiuterà a ridurre lo stress interno aumentando la temperatura dello stampo, in modo da ridurre la tendenza alle crepe da stress. Lo stress interno è solitamente indicato da evidenti segni di stress.

Il motivo è: fondamentalmente, lo stress interno che si verifica in un processo di stampaggio è causato dalle diverse velocità di restringimento termico durante il raffreddamento. Dopo che il prodotto in plastica è stato stampato, il raffreddamento avrà luogo e si estenderà dalla superficie al nucleo. La superficie si restringe e si solidifica prima, e poi si estende gradualmente verso l'interno. Durante questo processo, lo stress interno è causato dalla differenza nella velocità di restringimento. Quando lo stress residuo all'interno della parte è superiore all'elasticità del materiale in resina o la parte è corrosa in un ambiente chimico, appariranno delle crepe sulla superficie della parte.

La ricerca sui materiali in resina trasparente PC e PMMA indica che lo stress residuo mostra una forma contratta sullo strato superficiale ma una forma allungata all'interno. Lo stress superficiale compressivo dipende dalle condizioni di raffreddamento superficiale. Uno stampo freddo è in grado di raffreddare la resina fusa in modo molto rapido, in modo che nel prodotto stampato venga prodotto un elevato livello di stress residuo. La temperatura dello stampo è una delle condizioni fondamentali per il controllo dello stress interno. Una leggera variazione della temperatura dello stampo può fare una grande differenza nello stress residuo. In generale, lo stress interno accettabile di ciascun prodotto e materiale in resina ha il suo limite più basso. Quando si stampa un prodotto a parete sottile o la distanza di flusso è lunga, la temperatura minima dello stampo dovrebbe essere superiore a quella applicata allo stampaggio comune.

5. Suggerimenti su come identificare le giuste temperature per la muffa:

Al giorno d'oggi, gli stampi stanno diventando sempre più complessi. Di conseguenza, sta diventando sempre più difficile per noi creare le condizioni appropriate per il controllo delle temperature degli stampi. Oltre a semplificare la parte, il sistema di controllo delle temperature degli stampi è solitamente una soluzione di compromesso. Pertanto, i seguenti suggerimenti servono solo come guida approssimativa.

 

Durante la fase di progettazione dello stampo, è necessario tenere in considerazione il controllo della temperatura della parte stampata. Ad esempio, quando si progetta uno stampo a iniezione di plastica di grandi dimensioni e basso volume, una delle considerazioni più importanti è la prestazione di raffreddamento. Per quanto riguarda gli stampi per la produzione di parti di precisione, o delle parti che devono soddisfare rigorosi standard di aspetto o di sicurezza, di solito viene applicata una temperatura più elevata (garantendo un tasso di restringimento inferiore, una superficie più lucida e prestazioni costanti). Per le parti che richiedono tecnologie inferiori e costi di produzione minimi, si dovrebbe applicare una temperatura inferiore durante il processo di stampaggio. Tuttavia, i produttori dovrebbero essere consapevoli delle rispettive debolezze delle scelte ed eseguire un'attenta ispezione delle parti, per assicurarsi che le parti prodotte siano ancora in grado di soddisfare i requisiti del cliente.