Come realizzare stampi in plastica: guida passo passo

Tipi comuni di stampi in plastica

In questa sezione forniremo una panoramica approfondita degli stampi in plastica e dei loro tipi di base. Gli stampi in plastica consentono una produzione di massa efficiente garantendo stabilità dimensionale e ripetibilità. L'adozione dell'uso degli stampi in plastica rivoluziona il processo di produzione, portando a una maggiore produttività e a costi ridotti.

1. Stampi ad iniezione

stampaggio ad iniezione è un processo di produzione che prevede l'iniezione di materiale fuso, tipicamente plastica, nella cavità dello stampo. Il materiale fuso viene forzato nello stampo ad alta pressione, dove si raffredda e solidifica, assumendo la forma dello stampo. Questo processo consente la produzione in serie di parti in plastica complesse e precise con qualità costante ed elevata efficienza produttiva. Lo stampaggio a iniezione è ampiamente utilizzato in vari settori grazie alla sua versatilità, convenienza e capacità di produrre progetti complessi.

Gli stampi sono costituiti da due metà, il nucleo e la cavità, che vengono lavorate con precisione per creare la forma del prodotto desiderata. La plastica fusa viene iniettata ad alta pressione nella cavità dello stampo, dove si raffredda e si solidifica, assumendo la forma dello stampo. A causa della corrosione ad alta pressione e temperatura subita dagli stampi a iniezione durante il processo di stampaggio a iniezione, è necessario che siano realizzati con acciai per stampi più duri. Anche la superficie interna dello stampo richiede spesso un trattamento superficiale resistente al calore e alla corrosione. Inoltre, per garantire la precisione dopo migliaia o addirittura milioni di cicli di iniezione, anche la struttura dello stampo è relativamente complessa.

2. Stampi per soffiaggio

Lo stampaggio per soffiaggio è un processo di produzione specializzato utilizzato per creare oggetti cavi come bottiglie, contenitori e componenti automobilistici. Implica la fusione della resina plastica e il successivo gonfiaggio nella cavità dello stampo utilizzando aria compressa. Lo stampo, noto come stampo per soffiaggio, è uno strumento in due pezzi costituito da un nucleo e una cavità, progettato per modellare la plastica fusa nella forma desiderata. L'aria compressa espande la plastica contro le pareti dello stampo, permettendole di raffreddarsi e solidificarsi nella forma del prodotto finale. Lo stampaggio per soffiaggio offre vantaggi come il rapporto costo-efficacia, ritmi di produzione elevati e la capacità di creare geometrie complesse.

Rispetto agli stampi a iniezione, la pressione operativa del soffiaggio è relativamente bassa e i requisiti di precisione sono relativamente bassi, inoltre il processo di soffiaggio non riscalda la plastica fino allo stadio fuso e quindi anche la temperatura operativa è inferiore. Tutto ciò si traduce in stampi più semplici e quindi relativamente meno costosi.

3. Stampi a compressione

Gli stampi a compressione vengono utilizzati per lo stampaggio di materie plastiche termoindurenti. Consiste nell'immissione di una quantità precisa di materiale plastico nella cavità dello stampo, seguita dall'applicazione di pressione per distribuire uniformemente il materiale. Viene quindi applicato il calore per avviare il processo di polimerizzazione, trasformando la plastica allo stato solido. Dopo la polimerizzazione, lo stampo viene aperto e la parte finita viene rilasciata. Gli stampi a compressione sono ideali per produrre componenti in plastica resistenti e complessi con eccellente precisione dimensionale e finitura superficiale. Lo stampaggio a compressione viene generalmente utilizzato per gomma, plastica termoindurente, gomma siliconica e altri materiali che non possono essere rimodellati una volta induriti.

Con alcune eccezioni, i requisiti di precisione degli stampi a compressione normalmente non sono molto elevati. Il meccanismo di apertura e chiusura è molto più semplice. Poiché non è prevista l'iniezione ad alta pressione, la struttura dello stampo è molto più debole e leggera. Il costo è molto più economico rispetto ad altri stampi per processi di plastica.

4. Stampi rotazionali

Gli stampi rotazionali, detti anche stampi a rotore, vengono utilizzati per produrre parti in plastica cave e di grandi dimensioni. Il processo di produzione inizia con uno stampo riscaldato che ruota su due assi. Il materiale plastico liquido viene versato nello stampo e la rotazione distribuisce la plastica in modo uniforme sulle superfici interne. Una volta che lo stampo si raffredda, la plastica si solidifica, ottenendo la forma desiderata. Lo stampaggio rotazionale è un metodo ideale per creare forme complesse con uno spessore di parete costante, rendendolo adatto alla produzione di serbatoi, contenitori di stoccaggio e attrezzature per parchi giochi. I suoi vantaggi includono flessibilità di progettazione, uniformità e eliminazione dei processi di assemblaggio.

5. Stampi per termoformatura

Stampi per termoformatura vengono utilizzati in un processo di produzione chiamato termoformatura o formatura sotto vuoto. Questo processo prevede il riscaldamento di un foglio di plastica finché non diventa flessibile e quindi il suo posizionamento su uno stampo. Applicando il vuoto o la pressione, il foglio di plastica viene modellato nella forma desiderata dello stampo. Dopo il raffreddamento, la parte in plastica formata viene espulsa dallo stampo. Gli stampi per termoformatura sono comunemente utilizzati per la produzione di materiali di imballaggio, vassoi e tazze usa e getta.

Nel processo di formatura sotto vuoto, la plastica deve solo essere ammorbidita e non deve essere fusa, quindi i requisiti di resistenza alla temperatura dello stampo non sono elevati. Poiché il prodotto viene formato a bassa pressione, lo stampo non deve sopportare troppa pressione e i requisiti di precisione sono inferiori. Pertanto non è necessario che lo stampo sia in acciaio, ma è possibile utilizzare legno, alluminio, ecc. Anche il processo di lavorazione è più semplice e veloce rispetto ad altri tipi di stampi. Pertanto, il costo dello stampo è basso.

Nelle sezioni seguenti, prendiamo come esempio gli stampi a iniezione per introdurre i passaggi per realizzare stampi in plastica.

Come realizzare stampi a iniezione? -7 passaggi

Passaggio 1. Selezionare il materiale di stampaggio appropriato per l'applicazione desiderata.

La selezione del materiale di stampaggio appropriato è un passaggio fondamentale nella realizzazione di stampi in plastica. La scelta del materiale dipende dall'applicazione desiderata e dai requisiti specifici. I fattori da considerare includono proprietà meccaniche, resistenza chimica, resistenza alla temperatura, stabilità dimensionale e costo. I materiali di stampaggio comuni includono materiali termoplastici, come polietilene, polipropilene e polistirene, che offrono flessibilità, durata e facilità di lavorazione. Per applicazioni specializzate, possono essere adatte plastiche termoindurenti come le resine epossidiche o fenoliche, che forniscono resistenza al calore e stabilità dimensionale. Inoltre, i tecnopolimeri come ABS, nylon o policarbonato offrono resistenza e prestazioni migliorate. Un'attenta considerazione delle proprietà del materiale garantisce che lo stampo possa produrre efficacemente parti di alta qualità che soddisfano i requisiti funzionali ed estetici dell'applicazione.

Passaggio 2. Progetta i concetti e crea un modello 3D dello stampo.

Tutte le progettazioni degli stampi partono dal modello 3D delle parti in plastica da realizzare. Una volta scelto il materiale, si conosce il tasso di restringimento. I moderni software CAD possono facilmente creare progetti di stampi da modelli 3D di parti in plastica. Naturalmente, il progettista dello stampo deve ancora considerare molti aspetti tecnici, come lo spessore della parete del pezzo, il tasso di restringimento, se c'è spazio sufficiente per il cursore, dove la linea di giunzione non influirà sull'aspetto, ecc. Stampi più complessi è inoltre necessario utilizzare un software professionale per il flusso dello stampo per l'analisi del flusso dello stampo per garantire che non si verifichino problemi di qualità nel processo di produzione delle parti. Anche la scelta del materiale per l'anima dello stampo richiede un giudizio professionale e i fattori che influenzano includono la durata dello stampo, la corrosività dei materiali plastici e così via. Capable Machining dispone di un team di progettisti di stampi professionisti con decenni di esperienza nella progettazione di stampi, stampiamo semplicemente nel modo giusto.

Passaggio 3. Realizzare lo stampo utilizzando la lavorazione CNC, l'elettroerosione e altri processi.

La moderna produzione di stampi è da tempo specializzata. La base dello stampo è stata standardizzata e esistono anche produttori professionali specializzati nella produzione di vari accessori per stampi come piastre, ditali e cilindri. Anche la fornitura delle materie prime per le anime è stata semi-standardizzata. Vari fogli di acciaio per stampi con una precisione fino a 10um vengono lavorati da fornitori professionali e quindi inviati ai produttori di stampi (come noi).

A seconda delle parti in plastica e dei requisiti dello stampo, i produttori utilizzeranno la lavorazione CNC (per acciaio non temprato) o l'elettroerosione (per acciaio temprato o forme complicate) per realizzare la cavità dello stampo. A volte dobbiamo anche realizzare accessori per stampi non standard.

Passaggio 4. Preparare la superficie dello stampo lucidando o applicando rivestimenti.

In base ai diversi requisiti dei materiali per lo stampaggio a iniezione, delle strutture superficiali e della durata complessiva dello stampo, la cavità dello stampo spesso richiede vari metodi di trattamento superficiale per migliorare l'aspetto delle parti stampate a iniezione o migliorare la resistenza alla corrosione dello stampo. I metodi comuni di trattamento superficiale includono l'incisione della struttura, la sabbiatura, la lucidatura e vari tipi di rivestimenti.

Passaggio 5.Assemblaggio dello stampo: allineare e fissare i componenti dello stampo per uno stampaggio preciso.

Il processo di assemblaggio inizia con l'attento posizionamento e allineamento delle piastre dello stampo, che formano la struttura esterna dello stampo. Il passo successivo prevede l'installazione di nuclei e cavità, che definiscono la forma della parte stampata. Questi componenti devono essere posizionati con precisione e fissati saldamente per garantire uno stampaggio accurato.

Inoltre, l'assemblaggio prevede l'integrazione di sistemi di espulsione, che facilitano la rimozione del pezzo stampato dalla cavità dello stampo. Durante l'assemblaggio vengono installati anche canali di raffreddamento, atti a regolare la temperatura dello stampo durante il processo di iniezione. Altri elementi, come perni guida, viti e connettori, sono incorporati per garantire il corretto allineamento e la stabilità dei componenti dello stampo. Durante il processo di assemblaggio, viene prestata particolare attenzione all'adattamento e allo spazio tra i componenti per ridurre al minimo qualsiasi potenziale di disallineamento o interferenza. Una volta posizionati tutti i componenti, vengono fissati saldamente, in genere utilizzando bulloni, viti o sistemi di bloccaggio.

L'assemblaggio degli stampi a iniezione richiede tecnici qualificati o produttori di stampi che possiedano una profonda conoscenza della progettazione e della funzionalità degli stampi. La loro esperienza garantisce il preciso allineamento dei componenti, la corretta integrazione dei sistemi e la funzionalità complessiva dello stampo. Uno stampo a iniezione ben assemblato è fondamentale per ottenere parti in plastica di alta qualità, uniformi e prive di difetti durante il processo di stampaggio a iniezione.

Passaggio 6.Test dello stampo: condurre test approfonditi e convalida dello stampo.

Analogamente ad altri lavori di ingegneria, gli stampi devono essere sottoposti a test per garantirne la corretta funzionalità. Il processo di collaudo degli stampi è simile al processo di produzione dello stampaggio a iniezione. Il materiale plastico viene aggiunto alla macchina per lo stampaggio a iniezione e vari parametri della macchina vengono regolati per lo stampaggio a iniezione. Se il prodotto stampato non soddisfa le aspettative desiderate, sono necessari miglioramenti allo stampo. Con anni di esperienza nella produzione di stampi, abbinati a un moderno software di progettazione degli stampi e di analisi del flusso dello stampo, abbiamo ridotto significativamente il verificarsi di problemi importanti durante la fase di prova dello stampaggio. Tuttavia, a volte sono ancora necessari aggiustamenti occasionali dello stampo. Completando questi passaggi, il produttore garantisce che la parte in plastica soddisfi le specifiche previste e sia pronta per l'uso o l'assemblaggio.

Passaggio 7. Ripetere il processo per ulteriori stampi o cicli di produzione.

L'ultimo passaggio prevede la ripetizione dell'intero processo di creazione di stampi aggiuntivi o di esecuzione di cicli di produzione. Una volta utilizzato con successo uno stampo per produrre una parte in plastica, è possibile riutilizzarlo per produrre più parti. Questa fase prevede la preparazione dello stampo, l'impostazione della macchina di formatura, l'iniezione o la colata del fuso materiale plastico, applicando pressione o raffreddamento, aprendo lo stampo e rimuovendo le parti finite. Ripetendo questo processo, i produttori possono produrre in serie parti in plastica, garantendo una qualità costante e soddisfacendo i volumi di produzione richiesti. Consente la produzione efficiente ed economica di grandi quantità di componenti in plastica per vari settori e applicazioni.

In conclusione, comprendere i tipi comuni di stampi in plastica e imparare a realizzare stampi in plastica come realizzare stampi a iniezione con il processo passo passo è fondamentale per il successo della fabbricazione degli stampi. Il processo di realizzazione degli stampi a iniezione richiede un'attenta considerazione della selezione dei materiali, della progettazione precisa dello stampo, della fabbricazione mediante tecniche avanzate, del trattamento superficiale, dell'assemblaggio meticoloso, dei test approfonditi e della ripetizione per la produzione di massa. Seguendo questi passaggi, i produttori possono creare stampi di alta qualità che consentono una produzione efficiente ed economica di parti in plastica. Una realizzazione di stampi di successo garantisce la realizzazione di progetti precisi e il soddisfacimento di requisiti applicativi specifici, contribuendo al progresso di vari settori.