Quando si progetta uno stampo di plastica, dopo aver determinato la struttura dello stampo, le varie parti dello stampo possono essere progettate in dettaglio, ovvero verranno determinate le dimensioni di ciascuna sagoma e parte, la dimensione della cavità e del nucleo, ecc. In questa fase verranno coinvolti i principali parametri di progettazione come il tasso di ritiro del materiale. Pertanto, solo controllando in modo specifico il tasso di ritiro della plastica stampata è possibile determinare la dimensione di ciascuna parte della cavità. Anche se la struttura dello stampo selezionata è corretta, è impossibile produrre parti in plastica di qualità qualificata se i parametri utilizzati non sono appropriati.
Tasso di ritiro plastico e suoi fattori che influenzano
La caratteristica dei materiali termoplastici è che si espandono dopo il riscaldamento e si restringono dopo il raffreddamento. Naturalmente anche il volume si ridurrà dopo la pressurizzazione. Nel processo di stampaggio a iniezione, la plastica fusa viene prima iniettata nella cavità dello stampo. Una volta completato il riempimento, il materiale fuso si raffredda e solidifica. Quando la parte in plastica viene estratta dallo stampo, si restringe. Questo ritiro è chiamato ritiro da stampaggio. Durante il periodo che va dalla rimozione della parte in plastica dallo stampo alla stabilizzazione, la dimensione cambierà ancora leggermente. Un cambiamento è la contrazione continua, chiamata post-contrazione. Un altro cambiamento è che alcune plastiche igroscopiche si espandono a causa dell’assorbimento di umidità. Ad esempio, quando il contenuto di umidità del nylon 610 è del 3%, l'aumento dimensionale è del 2%; quando il contenuto di umidità del nylon 66 rinforzato con fibra di vetro è del 40%, l'aumento delle dimensioni è dello 0,3%. Tuttavia, il fattore principale è il ritiro dello stampaggio. Attualmente, il metodo per determinare il tasso di restringimento di varie materie plastiche (restringimento da stampaggio + post-restringimento) raccomanda generalmente le disposizioni della norma DIN16901 nello standard nazionale tedesco. Cioè, viene calcolato dalla differenza tra la dimensione della cavità dello stampo a 23 gradi ± 0,1 gradi e la corrispondente dimensione della parte in plastica misurata a 23 gradi e 50 ± 5% di umidità relativa dopo 24 ore di stampaggio.
Il tasso di ritiro S è espresso dalla seguente formula: S={(D-M)/D}×100%(1)
Dove: S-tasso di contrazione; 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 ritiro del materiale, allora D=M/(1-S). Per semplificare il calcolo nella progettazione dello stampo, per calcolare la dimensione dello stampo viene generalmente utilizzata la seguente formula:
D=M+MS(2)
Se è necessario un calcolo più accurato, viene utilizzata la seguente formula: D=M+MS+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. Pertanto, utilizzando la formula (2) per calcolare la dimensione della cavità è possibile soddisfare sostanzialmente i requisiti. Nella realizzazione dello stampo, la cavità viene lavorata secondo la deviazione inferiore e l'anima secondo la deviazione superiore, in modo da poter effettuare, quando necessario, un'adeguata rifilatura.
Il motivo principale per cui è difficile determinare con precisione il tasso di restringimento è che il tasso di restringimento delle varie plastiche non è un valore fisso, ma un intervallo. Poiché il tasso di restringimento dello stesso materiale prodotto da stabilimenti diversi è diverso, anche il tasso di restringimento dello stesso materiale prodotto da lotti diversi della stessa fabbrica è diverso. Mold Master WeChat: mojuren Pertanto, ogni fabbrica può fornire agli utenti solo l'intervallo del tasso di restringimento della plastica prodotta dalla fabbrica. In secondo luogo, il tasso di ritiro effettivo 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. Quella che segue è un'introduzione all'influenza di questi fattori.
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Forma della parte in plastica
Per lo spessore della parete della parte formata, il tasso di ritiro è generalmente maggiore perché il tempo di raffreddamento della parete spessa è più lungo, come mostrato nella Figura 1. Per le parti in plastica generali, quando la differenza tra la dimensione L nella direzione del flusso di fusione e la dimensione W perpendicolare alla direzione del flusso di fusione è grande, anche la differenza nel tasso di ritiro è grande. Dal punto di vista della distanza del flusso di fusione, la perdita di pressione della parte lontana dal punto di iniezione è elevata, quindi anche il tasso di ritiro è maggiore di quello della parte vicina al punto di iniezione. Poiché le forme come nervature, fori, sporgenze e intagli hanno resistenza al restringimento, il tasso di restringimento di queste parti è ridotto.
Struttura dello stampo
Anche la forma del cancello influisce sul tasso di ritiro. Quando si utilizza una porta piccola, il tasso di ritiro della parte in plastica aumenta perché la porta si solidifica prima della fine del mantenimento della pressione. 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 ritiro si verificherà a causa della temperatura non uniforme della parte in plastica, con conseguente dimensione della parte in plastica fuori tolleranza o deformata. Nelle parti con pareti sottili-, l'influenza della distribuzione della temperatura dello stampo sul ritiro è più evidente.
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Condizioni di stampaggio
Temperatura del cilindro: quando la temperatura del cilindro (temperatura della plastica) è elevata, la trasmissione della pressione è migliore e la forza di restringimento si riduce. Tuttavia, quando viene utilizzata una porta piccola, il ritiro è ancora notevole perché la porta si solidifica presto. Per le parti in plastica-con pareti spesse, anche se la temperatura del cilindro è elevata, il ritiro è comunque elevato.
Alimentazione: Nelle condizioni di stampaggio, provare a ridurre l'alimentazione per mantenere stabili le dimensioni della parte in plastica. Tuttavia, un'alimentazione insufficiente non sarà in grado di mantenere la pressione, il che aumenterà anche il restringimento.
Pressione di iniezione: la pressione di iniezione è un fattore che ha un impatto maggiore sul ritiro, in particolare la pressione di mantenimento dopo il riempimento. In generale, quando la pressione è elevata, il ritiro è ridotto a causa dell'elevata densità del materiale.
Velocità di iniezione: la velocità di iniezione ha poco effetto sul ritiro. Tuttavia, per parti in plastica a pareti sottili-o punti di accesso molto piccoli e quando si utilizzano materiali rinforzati, il ritiro è piccolo quando si aumenta la velocità di iniezione.
Temperatura dello stampo: generalmente, il ritiro è maggiore quando la temperatura dello stampo è più elevata. Tuttavia, per le parti in plastica a pareti sottili-, maggiore è la temperatura dello stampo, minore è la resistenza al flusso del materiale fuso e minore è il tasso di ritiro.
Ciclo di stampaggio: Non esiste una relazione diretta tra il ciclo di stampaggio e il tasso di ritiro. Tuttavia, va notato che quando il ciclo di stampaggio viene accelerato, la temperatura dello stampo, la temperatura di fusione, ecc. cambieranno inevitabilmente, il che influenzerà anche la variazione del tasso di ritiro. Quando si testano i materiali, lo stampaggio deve essere eseguito secondo il ciclo di stampaggio determinato dalla produzione richiesta e le dimensioni delle parti in plastica devono essere ispezionate. Quello che segue è un esempio dell'utilizzo di questo stampo per testare il tasso di ritiro della plastica. Macchina per iniezione: forza di serraggio 70t diametro vite Φ35mm velocità vite 80 giri/min condizioni di stampaggio: pressione massima di iniezione 178MPa temperatura canna 230 (225-230-220-210) grado 240 (235-240-230-220) grado 250 (245-250-240-230) grado 260 (225-260-250-240) gradi velocità di iniezione 57cm3/s tempo di iniezione 0,44-0,52s tempo di mantenimento 6,0s tempo di raffreddamento 15,0s
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Dimensioni dello stampo e tolleranza di produzione
Oltre a calcolare la dimensione di base tramite la formula D=M(1+S), la dimensione di lavorazione della cavità e del nucleo dello stampo presenta anche un problema di tolleranza di lavorazione. Per convenzione la tolleranza di lavorazione dello stampo è 1/3 della tolleranza del pezzo in plastica. Tuttavia, a causa delle differenze nell'intervallo di ritiro e nella stabilità delle materie plastiche, la tolleranza dimensionale delle parti in plastica formate da materiali plastici diversi deve essere prima determinata razionalmente. Cioè, la tolleranza dimensionale delle parti in plastica formate da materie plastiche con un intervallo di ritiro più ampio o con scarsa stabilità al ritiro dovrebbe essere maggiore. In caso contrario, potrebbero apparire numerosi prodotti di scarto di dimensioni eccessive. Per questo motivo, i paesi hanno formulato standard nazionali o standard di settore appositamente formulati per la tolleranza dimensionale delle parti in plastica. La Cina ha anche formulato standard professionali ministeriali. Tuttavia, la maggior parte di essi non presenta tolleranze dimensionali corrispondenti per le cavità dello stampo. La norma nazionale tedesca formula specificatamente la norma DIN16901 per la tolleranza dimensionale delle parti in plastica e la corrispondente norma DIN16749 per la tolleranza dimensionale delle cavità dello stampo. Questo standard ha una grande influenza nel mondo e può essere utilizzato come riferimento per l'industria degli stampi per materie plastiche. Mold People Magazine WeChat, il primo del settore!
Informazioni sulla tolleranza dimensionale e sulla deviazione consentita delle parti in plastica
Al fine di determinare ragionevolmente la tolleranza dimensionale di parti plastiche formate da materiali con caratteristiche di ritiro diverse, la norma introduce il concetto di differenza di ritiro da stampaggio △VS.
△VS＝VSR_VST(4)
Dove: VS－Differenza di ritiro dallo stampaggio VSR－Tasso di ritiro dallo stampaggio nella direzione del flusso di fusione VST－Tasso di ritiro dallo stampaggio nella direzione perpendicolare al flusso di fusione.
In base al valore △VS della plastica, le caratteristiche di ritiro delle varie plastiche sono divise in 4 gruppi. 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. In base alle dimensioni di base, alla tecnologia di precisione vengono compilati i gruppi di tolleranza 110, 120, 130, 140, 150 e 160. È inoltre stabilito che le tolleranze dimensionali delle parti in plastica costituite da materiali plastici con le caratteristiche di ritiro più stabili possano essere selezionate dai gruppi 110, 120 e 130.
Le tolleranze dimensionali delle parti in plastica formate da plastica con caratteristiche di ritiro moderatamente stabili sono selezionate dai gruppi 120, 130 e 140. Se le tolleranze dimensionali delle parti in plastica formate da questo tipo di plastica vengono selezionate dal gruppo 110, è possibile produrre un gran numero di parti in plastica con dimensioni fuori-da-tolleranza. Le tolleranze dimensionali delle parti in plastica formate da plastiche con scarse caratteristiche di ritiro sono 130, 140 e 150 gruppi.
Le tolleranze dimensionali delle parti in plastica formate da plastiche con le peggiori caratteristiche di ritiro sono 140, 150 e 160 gruppi. Quando si utilizza questa tabella di tolleranza, è necessario prestare attenzione anche ai seguenti punti. Le tolleranze generali nella tabella vengono utilizzate per tolleranze dimensionali che non indicano tolleranze.
Le tolleranze con deviazioni dirette vengono utilizzate per contrassegnare le bande di tolleranza per le dimensioni delle parti in plastica. Le deviazioni superiore e inferiore possono essere determinate dal progettista. Ad esempio, se la banda 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. In ciascun gruppo di tolleranza sono presenti due gruppi di valori di tolleranza, A e B. Tra questi, A è la dimensione formata dalla combinazione delle parti dello stampo, che aumenta l'errore causato dalla mancanza di tenuta nella giunzione delle parti dello stampo.
Questo valore aggiunto è di 0,2 mm. Tra questi, B è la dimensione determinata direttamente dalle parti dello stampo. La tecnologia di precisione è un insieme di valori di tolleranza stabiliti appositamente per le parti in plastica con requisiti di elevata precisione. Prima di utilizzare le tolleranze delle parti in plastica, è necessario innanzitutto sapere quali gruppi di tolleranza sono applicabili alla plastica utilizzata.
