Dalla sfida al vantaggio: soluzioni sottosquadro nello stampaggio a iniezione

Alcune caratteristiche di sottosquadro sono inevitabili

Nel processo di stampaggio a iniezione, è importante evitare progetti con caratteristiche di sottosquadro, poiché possono causare problemi durante la rimozione del prodotto dallo stampo. Ma a volte questi sottosquadri sono necessari affinché il prodotto funzioni correttamente. Pertanto, i progettisti di prodotto devono apprendere i metodi di stampaggio a sottosquadro. Comprendendo questo, i progettisti sapranno cosa è possibile, cosa no e come ciò influisce sul costo di realizzazione dello stampo e dello stampaggio a iniezione. Questo articolo spiegherà diversi modi per creare questi sottosquadri negli stampi.

I modi per gestire lo stampaggio a iniezione sottosquadro includono la regolazione della linea di giunzione, l'inclusione di fessure, l'utilizzo di tiranti, meccanismi di scorrimento, sollevatori, nuclei sacrificali, bump-off, nuclei caricati manualmente, meccanismi di svitamento e nuclei pieghevoli. Maggiori informazioni su ciascuno di questi metodi verranno fornite di seguito.

Regolazione della linea di divisione

Una linea di giunzione per uno stampo stampaggio a iniezione è il confine o la linea di demarcazione tra le due metà di uno stampo, noto come "nucleo" e "cavità". Questa linea segna il punto di separazione in cui queste metà dello stampo si incontrano e si separano per rilasciare il prodotto stampato finito. Spostare la linea di giunzione dello stampo fino al punto in cui inizia il sottosquadro e, così facendo, il sottosquadro cesserà di essere un sottosquadro. Questo metodo è adatto solo per i sottosquadri all'esterno della parte. Non può risolvere i sottosquadri all'interno della parte. La regolazione della linea di giunzione difficilmente aumenta i costi di produzione dello stampo. Questo metodo dovrebbe essere applicato quando possibile.

Incorporando slot

Anche la creazione di una scanalatura nella parte inferiore del sottosquadro e la rimozione della plastica che ostruisce può risolvere il problema del sottosquadro. Inoltre, questo metodo difficilmente aumenta il costo di produzione dello stampo, ma la scanalatura può influire sull'aspetto, sulla resistenza e talvolta sulla funzionalità della parte. Non è adatto a tutte le situazioni.

Tiri del nucleo

Come mostrato nella Figura 1, il lato inferiore della parte forma un sottosquadro. I nuclei laterali sono azionati da un meccanismo pneumatico o idraulico. Questo meccanismo è collegato all'idraulica o pressione pneumatica della macchina per lo stampaggio a iniezione durante il processo di stampaggio a iniezione. Prima di aprire lo stampo o prima che la parte venga espulsa, l'anima viene estratta e quindi la parte viene espulsa.

Per corse del nucleo più lunghe o quando è necessaria una forza maggiore, viene utilizzata la retrazione idraulica del nucleo. Quando è richiesto lo stampaggio a iniezione rapida e la distanza di spostamento è ridotta, viene spesso utilizzata un'azionamento pneumatico. Questa struttura di estrazione del nucleo richiede alcune parti aggiuntive per supportare il meccanismo di retrazione del nucleo, ma rappresenta comunque un approccio di progettazione dello stampo relativamente semplice. Rispetto ad altre strutture, è relativamente semplice e non aumenta in modo significativo il costo di produzione dello stampo. Anche il costo aggiuntivo dei cilindri, siano essi idraulici o pneumatici, è ragionevole.

Tuttavia, durante il processo di produzione, è importante prestare attenzione a potenziali perdite di olio o aria.

Meccanismi di sollevamento e meccanismi di scorrimento

I meccanismi di sollevamento sono generalmente progettati come elementi mobili all'interno dello stampo. Quando lo stampo si apre, durante il processo di espulsione, questi meccanismi si muovono in direzione verticale, sollevando la parte stampata lontano dalle caratteristiche del sottosquadro, consentendone così l'espulsione sicura dallo stampo. Questo movimento aiuta a liberare il pezzo dallo stampo senza causare danni o deformazioni. I sollevatori vengono solitamente utilizzati per risolvere i sottosquadri interni.

I cursori funzionano spostandosi orizzontalmente all'interno dello stampo. Quando lo stampo si apre, questi cursori si muovono parallelamente alla linea di giunzione dello stampo, consentendo alla parte stampata di fuoriuscire agevolmente dalle aree di sottosquadro. Scorrendo dentro e fuori, creano lo spazio necessario affinché la parte venga espulsa senza rimanere bloccata o danneggiata durante il processo. I cursori vengono solitamente utilizzati per risolvere i sottosquadri esterni.

Sia i sollevatori che i cursori coinvolgono strutture di stampi complesse e aumentano notevolmente i costi di produzione degli stampi. Tuttavia, questi meccanismi sono considerati il ​​metodo più affidabile per lo stampaggio a iniezione con sottosquadro. Quindi sono molto popolari nella progettazione di stampi.

Bump-off

I bump-off implicano la creazione di una caratteristica o di un componente mobile nello stampo che può spingere o “sbalzare via” la parte stampata da un sottosquadro durante il processo di espulsione. Ciò consente la rimozione corretta della parte dallo stampo, anche in presenza di sottosquadri, garantendo un processo di stampaggio a iniezione di plastica regolare ed efficiente.

Quando si utilizzano bump-off nella progettazione dello stampo per lo stampaggio a iniezione di plastica, il prodotto in plastica potrebbe subire una leggera deformazione o flessione durante l'apertura dello stampo. Il meccanismo bump-off è progettato per applicare una forza controllata per rilasciare la parte stampata, soprattutto se sono presenti sottosquadri complessi. Questa forza controllata può causare deformazioni o flessioni temporanee nel prodotto in plastica. Tuttavia, la plastica generalmente riacquista la forma prevista una volta completamente rilasciata dallo stampo grazie alle sue proprietà elastiche. Il grado di deformazione e la capacità del materiale di flettersi dipende da vari fattori quali le proprietà del materiale, il design e lo specifico meccanismo di rimozione utilizzato nello stampo.

I bump-off dovrebbero essere utilizzati per materiali piuttosto flessibili, il materiale duro e fragile potrebbe rompersi. E l'angolo di 'bump-off' dovrebbe essere di 30~45 gradi. Il materiale rinforzato con fibre generalmente non è adatto per i bump-off, la fibra di vetro o la fibra di carbonio rendono la plastica fragile e facile da rompere con i bump-off.

I design bump-off sono relativamente economici rispetto alla soluzione con sollevatore o cursore, ma l'utilizzo è limitato dalla complessità del materiale e delle parti stampate a iniezione.

Nuclei caricati a mano

Il core caricato a mano è un metodo alternativo al sollevatore o allo slider. Invece di sollevare o far scorrere gli elementi ad incastro del nucleo, si trasforma in una parte rimovibile o in un inserto. Dopo l'espulsione del prodotto, l'inserto viene rimosso manualmente. Poiché l'inserto deve essere inserito manualmente nello stampo a iniezione e rimosso dopo l'iniezione, questo metodo aumenta il costo della manodopera e il tempo del ciclo di stampaggio a iniezione. Risparmia sui costi dello stampo rispetto al design del sollevatore o del cursore. Non tutti i sottosquadri possono essere risolti in questo modo. Per la produzione in piccoli volumi o per sottosquadri complessi, questo metodo è una buona soluzione.

Meccanismi di svitamento

Le filettature delle viti in una parte stampata a iniezione creano sottosquadri. Per affrontare questo problema è necessario un nucleo in svolta. L'azione di rotazione è alimentata dall'azione di apertura dello stampo o da un cilindro idraulico.

All'apertura dello stampo, prima dell'azione di apertura, il cilindro idraulico ruota attraverso una serie di ingranaggi, ruota, svita ed estrae l'anima girevole. In modo che la filettatura della vite non venga strappata dall'azione di apertura dello stampo.

Il meccanismo di svitamento è specificamente progettato per risolvere le caratteristiche di sottosquadro della filettatura della vite. Richiede 3 o più marce extra e un paio di cuscinetti nel meccanismo. Gli operatori devono prestare molta attenzione alla manutenzione dello stampo e assicurarsi che gli ingranaggi non siano danneggiati o disallineati. Sia la manutenzione che i meccanismi aggiuntivi aumentano il costo dello stampo. Ma è ancora il metodo più comune per risolvere i problemi di sottosquadro della filettatura.

Nuclei pieghevoli

Le anime pieghevoli sono componenti specializzati utilizzati nello stampaggio a iniezione di materie plastiche per gestire sottosquadri o geometrie di parti complesse. Sono progettati per creare caratteristiche interne o cavità all'interno di una parte in plastica che in genere impedirebbero una facile espulsione dallo stampo.

Ecco come funzionano:

1. Forma iniziale: Inizialmente, il nucleo pieghevole ha una forma più grande che si adatta allo stampo, consentendo l'iniezione di plastica attorno ad esso.

2. Iniezione: Il materiale plastico viene iniettato nello stampo attorno all'anima collassabile, assumendo la forma dello stampo e la forma iniziale dell'anima collassabile.

3. Retrazione: Dopo che il materiale plastico si è raffreddato e solidificato, il nucleo pieghevole viene retratto o collassato verso l'interno. Ciò crea le caratteristiche di sottosquadro interne o le cavità nella parte stampata.

4. emissione: Una volta retratta l'anima pieghevole, la parte stampata con le caratteristiche interne viene facilmente espulsa dallo stampo.

Le anime pieghevoli sono particolarmente utili per creare parti complesse con sottosquadri interni, filettature, fori o altre caratteristiche complesse che altrimenti sarebbero difficili da produrre utilizzando le tecniche di stampaggio convenzionali. Consentono una produzione efficiente di parti complesse garantendo al tempo stesso un'espulsione regolare dallo stampo.

I nuclei pieghevoli comportano strutture complesse realizzate con componenti metallici altamente precisi, che contribuiscono in modo significativo alle spese aggiuntive per gli stampi. Di conseguenza, vengono utilizzati in modo più efficace in scenari di produzione di volumi elevati o nei casi in cui progetti di stampi alternativi faticano a soddisfare le esigenze dello stampaggio a iniezione per una parte particolare.

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