Lo stampaggio a iniezione consiste nell’iniettare a pressione elevata un polimero fuso (cd. “plastica”) all’interno di uno stampo con il fine di poterlo modellare.
Le diverse fasi sono molto brevi; solitamente l’intero processo di stampaggio ad iniezione può durare da 2 secondi a qualche minuto.
Di seguito vedremo più nello specifico i quattro step di cui si compone il ciclo di stampaggio:
1. Serraggio o Chiusura dello stampo
Prima che il materiale venga iniettato all’interno dello stampo a iniezione, entrambe le sue metà (il maschio/ punzone e la femmina/matrice) devono essere chiuse. Questa azione viene svolta da un’unità di serraggio. Entrambe le metà dello stampo vengono prima fissate sulla pressa ad iniezione (il maschio sarà la parte che potrà scorrere).
Successivamente l’unità di serraggio spinge le due metà ad unirsi, mantenendole saldamente chiuse.
Nota: più le presse ad iniezione sono grandi e maggiore sarà la loro forza di chiusura, a discapito però di un tempo più lungo per chiudere e serrare lo stampo.
2. Iniezione
La plastica in granuli viene movimentata per mezzo di una tramoggia verso la camera di plastificazione della pressa ad iniezione. In questa camera i granuli vengono fusi grazie al calore generato da resistenze termiche ed elettriche e si trasformano in sostanza liquida. Sfruttando il movimento della vite di plastificazione, che si trova all’interno della camera e grazie alla pressione di iniezione, questo liquido viene iniettato all’interno dello stampo. Solitamente la fase di iniezione termina quando il 95% -99% dello stampo viene riempito.
Nota: Il tempo di iniezione è una variabile complessa da stabilire a priori in maniera precisa poiché il flusso della plastica è sempre dinamico e variabile.Tuttavia, è possibile stimare questa fase del processo utilizzando fattori come la pressione, la potenza e il volume di iniezione.
3. Raffreddamento
La plastica fusa iniettata all’interno dello stampo inizia a raffreddarsi dopo essere entrata in contatto con le cavità interne dello stampo. Man mano che la plastica si raffredda, questa torna allo stato solido assumendo la forma dell’oggetto desiderato.
Una volta trascorso il periodo di raffreddamento è possibile aprire lo stampo.
Durante il processo di raffreddamento, la plastica subisce una variazione dimensionale (cd. “ritiro post-stampaggio” ).
Il ritiro post-stampaggio:
- deve essere previsto già in fase di progettazione dello stampo;
- è differente a seconda del tipo di polimero impiegato e viene influenzato anche dal ciclo di stampaggio impiegato;
- è differente a seconda dello spessore dei pezzi e delle proprietà termodinamiche tipiche di ogni polimero.
Nonostante il dato di ritiro nominale sia indicato nelle schede tecniche di ogni polimero, sono ancora l’esperienza e la conoscenza del comportamento della plastica a determinate condizioni di stampaggio a fare la differenza e ad evitare problemi di deformazione o di variazioni dimensionali indesiderate sugli articoli stampati.
4. Espulsione o Estrazione
L’ultima fase è l’espulsione o estrazione del pezzo stampato.
Una volta che lo stampo a iniezione si apre, la parte viene espulsa grazie ad un sistema di punzoni metallici (cd. estrattori) che fuoriescono dalla cavità “scollando” il pezzo in plastica dallo stampo.
Una volta staccato il pezzo, lo stampo può essere richiuso per ricominciare da capo un nuovo ciclo di stampaggio.
Ecco un breve video del ciclo del processo di stampaggio a iniezione appena descritto:
Conclusione
La progettazione dello stampo a iniezione è un fattore chiave per determinare la qualità del prodotto finito: la resistenza, la durata, la forma e le dimensioni dipendono tutte da come viene pensato a monte lo stampo.
Caratteristiche imprescindibili di uno stampo sono la robustezza e la capacità di sopportare le pressioni in gioco durante il processo di iniezione.
Lo stampo deve anche essere attentamente progettato per consentire il trasferimento di calore e per controllare il processo di raffreddamento.
Inoltre, il polimero deve poter scorrere correttamente lungo le pareti dello stampo senza incontrare alcuna apertura indesiderata che può causare bave ed inestetismi sul pezzo finito.
Si tratta di un processo molto complesso e che indubbiamente richiede persone altamente qualificate per supervisionarne ogni fase. In Csplast facciamo del nostro meglio per realizzare prodotti in plastica di qualità in una vasta gamma di settori di produzione.
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