Quando si tratta del design, gli stampi a iniezione multicavità per articoli in gomma comportano una serie di sfide critiche che possono influenzare significativamente la produzione in termini di efficienza, qualità degli articoli da stampare e costo complessivo del progetto. Nell’articolo di oggi, condivideremo con voi un elenco di fattori chiave da considerare e le principali sfide legate agli stampi a più cavità che uno stampista (costruttore di stampi) deve affrontare.
1. Gestione del Flusso dei Materiali
Innanzitutto, è necessario tenere sempre la mescola al centro del progetto. Quando parliamo di “mescola”, non stiamo solo parlando delle proprietà che possono migliorare le funzionalità del prodotto finale, ma anche della sua struttura chimica in sé e altri fattori fisici. Per esempio, come interagisce con altri materiali (es. con l’acciaio della piastra dello stampo), o l’idraulica, ovvero come si comporta il composto quando scorre attraverso i canali dello stampo sotto una certa pressione. Pertanto, quando si progettano stampi multicavità, vanno considerati con molta attenzione sia i canali di flusso che la viscosità della mescola stessa. Vi spieghiamo perché.
Canali di Flusso Complessi
Gli stampi multicavità richiedono la progettazione di percorsi spesso intricati per i canali, i condotti e le porte, per garantire che la gomma fusa fluisca uniformemente attraverso ogni cavità. E la complessità aumenta con l’aumentare del numero di cavità, rendendo pertanto difficile ottenere un riempimento uniforme e una pressione costante in tutto lo stampo.
Viscosità
L’uso di materiali con viscosità più bassa, come la gomma siliconica liquida (LSR), può aiutare a mitigare le sfide di flusso. Questi materiali tendono a riempire le cavità in modo più uniforme, riducendo il rischio di difetti causati da un flusso irregolare, ma richiedono un processo di produzione complesso e non sempre si adattano ai vincoli progettuali e di budget del cliente.
2. Controllo della Temperatura
La temperatura è un altro aspetto essenziale da considerare nella fase di progettazione di uno stampo. Pertanto, è fondamentale progettarlo in modo che l’operatore possa avere un controllo completo della temperatura e garantire un riscaldamento uniforme che eviti la formazione di grumi, bruciature della mescola o problemi di flusso che possono compromettere gravemente il risultato finale, se non danneggiare completamente lo strumento. Poiché ogni mescola ha tempi di indurimento specifici, che dipendono non solo dalle sue proprietà chimiche e strutturali, come evidenziato sopra, ma anche dalla geometria dello stampo stesso, le variazioni termiche vanno evitate a tutti i costi. A seconda del progetto (che può includere anche le specifiche della pressa su cui lo stampo andrà installato), un progettista di stampi potrebbe voler considerare come ottenere i migliori risultati calcolando il diametro e la profondità di ciascun canale, i percorsi delle cavità (in termini di lunghezza e curve), il materiale da utilizzare, il trattamento superficiale e altre caratteristiche sia dello stampo che della pressa (ad esempio, piastra riscaldante, spessore delle piastre dello stampo e conseguente propagazione della temperatura).
In sostanza, ci sono due aspetti cruciali da tenere sotto controllo quando si tratta di controllo della temperatura, e cioè le variazioni termiche e il raffreddamento dei canali.
Variazioni Termiche
Mantenere temperature costanti in tutte le cavità è cruciale. Le variazioni possono portare a differenze nei tempi di indurimento e nella qualità degli articoli, causando difetti come deformazioni, bolle, riempimento incompleto o addirittura ostruzioni della macchina che possono comportare una manutenzione straordinaria complessa con conseguenti tempi di inattività della produzione.
Canali di raffreddamento
Dei canali di raffreddamento efficaci devono essere progettati in modo tale da gestire la distribuzione del calore in modo uniforme in tutto lo stampo. Si potrebbe prendere in considerazione la possibilità, se il budget lo consente, di installare un CRB personalizzato. CRB sta per Cold Runner Block, ovvero blocchi a canali freddi termoregolati. Si tratta di un sistema di iniezione termoregolato specifico che consente di mantenere il composto a una temperatura costante. Lo sapevi? La nostra azienda produce CRB specifici per le esigenze di stampaggio dei clienti, e il nostro staff di esperti professionisti è a disposizione per lo sviluppo di CRB personalizzati e completamente compatibili con le specifiche del vostro stampo e progetto.
3. Progettazione del gate di iniezione
Il design delle porte di iniezione è forse uno dei passaggi più intriganti ma spesso sottovalutati nella progettazione di uno stampo. Questa piccola componente dello stampo è fondamentale e da essa può dipendere uno stampaggio dai risultati eccezionali o un fiasco totale. Le porte di iniezione sono estremamente importanti poiché possono aiutare a distribuire meglio la mescola all’interno della cavità dello stampo in base, tra le altre cose, alle dimensioni, al flusso della mescola, all’orientamento e all’angolo tra la cavità e i canali. Di conseguenza, non solo tipo e geometria delle porte sono di fondamentale importanza, ma anche il loro posizionamento strategico può svolgere un ruolo cruciale durante la stampaggio.
Posizionamento e Tipo di porta di iniezione
Un’ accurata progettazione delle porte di iniezione è essenziale per un flusso uniforme della mescola. Quando si tratta di tipologia e posizionamento delle porte di iniezione, esistono diverse tecniche e strategie che possono essere implementate. Tali scelte possono variare notevolmente a seconda del materiale lavorato (composti plastici vs. gomma) e delle specifiche del singolo progetto. Ad esempio, progettare uno stampo da zero è una cosa diversa rispetto al modificarne uno esistente. A titolo di esempio, quando si vuole modificare uno stampo a cavità singola per trasformarlo in uno stampo multicavità, le porte di iniezione esistenti potrebbero necessitare aggiustamenti e/o riposizionamenti per adattarsi a eventuali cambiamenti nell’orientamento e nelle dinamiche di flusso della mescola.
Inoltre, esistono diverse tipologie di porte di iniezione, ma si tratta di un argomento assai complesso, la cui discussione va oltre lo scopo del presente articolo. Rimandiamo pertanto ad un prossimo articolo la trattazione completa dei tipi di porte, del loro posizionamento e dei pro e contro che possono comportare a seconda delle specifiche del progetto.
4. Complessità e Costo degli Strumenti
Per ottenere uno stampo multi-cavità perfetto, è fondamentale tenere presente che tale impresa può comportare un investimento considerevole per il nostro progetto. Pertanto, è importante saper operare delle scelte oculate in base alle proprie esigenze e ai volumi di produzione. Sebbene gli stampi multicavità offrano vantaggi significativi in termini di efficienza produttiva e risparmio per lotti ad alto volume, comportano anche criticità che richiedono una pianificazione e un design accurati. Oltre all’investimento iniziale per la progettazione e la costruzione effettiva dello strumento, è necessario tenere in considerazione anche altri costi variabili come la manutenzione. Inoltre, data la complessità degli stampi multicavità, potresti voler tenere in considerazione nel tuo budget di progetto il costo per sviluppare una procedura di controllo qualità efficace per mantenere maggior coerenza durante tutto il ciclo di produzione e massimizzare l’efficacia dei tempi di produzione sul lungo termine.
Maggiore investimento iniziale
Gli stampi a più cavità richiedono tipicamente un investimento iniziale maggiore rispetto agli stampi a singola cavità a causa della loro complessità e dei materiali necessari per la costruzione. Questo li rende meno adatti per produzioni a basso volume, dove il costo per pezzo potrebbe non giustificare la spesa iniziale. Misure rigorose di controllo qualità sono fondamentali per monitorare tutti i fattori descritti sopra durante la produzione, così saprai sempre dove apportare modifiche quando necessario. Questo si traduce in una maggiore vita utile dello stampo, riduzione dei costi di manutenzione, minimizzazione degli sprechi e tempi di consegna più rapidi.
5. Coerenza e manutenzione della qualità
Mantenere lo stesso livello di qualità in tutti i pezzi prodotti per uno stampo multicavità può essere una sfida non da poco. La variabilità nel riempimento, nei tassi di raffreddamento e nelle proprietà dei materiali può portare a difetti come segni di rientranza o imprecisioni dimensionali. Inoltre, la manutenzione può rivelarsi ostica. La manutenzione degli stampi a più cavità può essere più impegnativa rispetto a quella degli stampi a singola cavità. Se una cavità sviluppa un difetto, infatti, questo può influenzare le prestazioni dell’intero stampo, portando a un aumento dei tempi di inattività e dei costi di riparazione.
Un partner fidato nella realizzazione di stampi
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