Utensili a gas assistito

Fase 1 – Riempimento mediante iniezione tramite pressa:
Il materiale plastico fuso viene iniettato in uno stampo da una macchina per lo stampaggio per riempire la cavità del pezzo. La quantità di materiale iniettato riempie circa il 60~90% del volume della cavità, a seconda del tipo di parte in cui è progettato il volume da svuotare con il gas.

Fase 2 – Riempimento mediante iniezione di gas:
Una volta terminata la fase di riempimento del materiale, il gas (solitamente azoto) viene iniettato al centro del materiale plastico fuso, spingendolo in avanti verso il resto dello spazio della cavità per riempire completamente la cavità della parte.

Fase 3 – Imballaggio, mantenimento e raffreddamento:
Il gas iniettato esercita una pressione uniformemente distribuita sul materiale plastico precedentemente riempito dall'interno del pezzo verso l'esterno contro la parete dello stampo. Al posto della vite della macchina, qui è il gas iniettato a fungere da fonte di pressione per l'imballaggio e il fissaggio, fornendo al contempo alla parte una pressione molto più uniforme e una fonte di pressione molto più vicina ed efficace. Il risultato è un gradiente di pressione molto inferiore e offre questo vantaggio di processo rispetto allo stampaggio a iniezione tradizionale, soprattutto dal punto di vista del controllo della dimensione della parte e dell'evitamento della deformazione della parte. Quando il gas iniettato esercita la pressione di impaccamento e di mantenimento, la parte si raffredda contemporaneamente.

Fase 4 – Rilascio del gas:
Dopo che il pezzo si è raffreddato e solidificato, il gas iniettato viene rilasciato o riciclato prima dell'apertura dello stampo per l'espulsione del pezzo.

È diverso progettare una parte nella sua geometria, forma, dimensione, spessore, ecc., per un processo di stampaggio a iniezione. In generale, le parti stampate possono essere classificate in due tipi come segue per l'applicazione del processo di stampaggio a iniezione assistito da gas.

(1) Parte simile alla maniglia:
La cosiddetta parte simile a una maniglia si riferisce a vari tipi di maniglie e braccioli di sedie. Questo tipo di pezzo è così spesso che il tempo ciclo di raffreddamento deve essere molto lungo se si utilizza il tradizionale processo di stampaggio a iniezione. Probabilmente comporta anche difetti estetici come segni di avvallamento causati dall'effetto di riempimento insufficiente su una parte così spessa. Per adattarsi al tradizionale processo di stampaggio a iniezione ed eliminare i problemi menzionati, questo tipo di parte è generalmente progettata come due metà divise, ciascuna con uno spessore nominale regolare (molto più sottile) della superficie della parte e nervature rinforzate alla struttura sottostante. Idealmente, sarebbero necessari due stampi e due macchine per produrre le due metà individualmente. Dopo che le due metà sono state stampate a iniezione, è necessario un processo secondario per unirle e farle diventare un prodotto finito.

Quando si applica un processo di stampaggio a iniezione assistito da gas su una parte di questo tipo, è il gas iniettato a spingere in avanti la massa fusa estraendo la porzione centrale della parte (Figura 2), seguito poi dalle azioni di compattazione e trattenimento esercitate dalla pressione del gas stesso in modo uniformemente distribuito da subito sotto lo spessore residuo su tutta la parte. Rispetto al design originale della parte solida prodotta mediante il tradizionale processo di stampaggio a iniezione, può comportare un tempo di ciclo molto più breve e nel frattempo senza problemi di segni di risucchio. Inoltre, rispetto alla progettazione di pezzi composti per metà da componenti, il risparmio di tempo e costi è significativo dal punto di vista degli utensili e della produzione del prodotto finito. Con la realizzazione di attrezzature a gas, richiede solo uno stampo meno complicato invece di due, una progettazione delle parti meno complessa con meno nervature rinforzate dalla struttura e necessita di una sola macchina di stampaggio e di una produzione di stampi invece di due che elimina la necessità della successiva processo secondario per unire le due metà componenti.

(2) Parte piatta:
La cosiddetta parte piatta si riferisce a vari tipi di tavoli, pannelli, parti di alloggiamento/copertura nei settori dei dispositivi elettronici, degli elettrodomestici, dell'automotive, ecc. Questo tipo di parte ha uno spessore nominalmente sottile rispetto alla lunghezza e larghezza complessive. Il problema più impegnativo nella produzione di tali parti mediante il tradizionale processo di stampaggio a iniezione è la deformazione. Per superare questo problema, il progettista di una parte deve progettare nervature rinforzate con la struttura sotto la superficie estetica della parte per resistere alla tendenza a deformarsi. Potrebbe essere necessario un design a più porte per l'utensileria assistita da gas per fornire un riempimento bilanciato del materiale fuso e un effetto di impaccamento/mantenimento. E potrebbe essere necessario un sistema a canale caldo per fornire alla parte una fonte più vicina ed efficace di pressione di impaccamento/mantenimento, ecc.

Quando si applica il processo di stampaggio a iniezione assistito da gas su una parte di questo tipo, invece della situazione in cui la parte centrale dell'intera parte viene svuotata come una parte simile a una maniglia, il gas viene guidato solo in un canale del gas appositamente progettato.

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Rispetto al tradizionale processo di stampaggio a iniezione, i vantaggi che comporta includono una fonte di pressione più vicina e più uniforme nelle fasi di imballaggio e trattenimento direttamente all'interno della parte, e sono necessarie meno nervature per rendere la parte altrettanto resistente. Entrambi facilitano l'evitamento del problema di deformazione con un minor costo dello stampo.

Per quanto riguarda la parte simile a una maniglia, la parte stessa ha già funzionato come un canale del gas. Se la posizione del punto di fusione, la posizione dell'inserto del gas e le condizioni di processo sono corrette, il gas iniettato è limitato; senza dubbio può fluire in una direzione solo all'interno della parte da un'estremità all'altra. Tuttavia non è il caso di una parte piana; il gas iniettato deve fluire selettivamente lungo il percorso progettato del canale del gas anziché svuotare la parte ovunque. E se non si progetta correttamente il numero/posizioni del punto di fusione, il numero/posizioni dell'inserto del gas e il layout del canale del gas, il gas non necessariamente fluirà dentro, lungo ed estrarrà il nucleo per l'intera lunghezza del canale del gas. In una situazione del genere, la porzione non riempita di gas del canale del gas è più simile a quella lavorata con il tradizionale processo di stampaggio a iniezione, ma con uno spessore della parte insolitamente molto più spesso alla base della nervatura. Tende a provocare gravi segni di avvallamento sulla superficie del pezzo e generalmente non è utile cercare di risolverlo regolando i parametri delle condizioni di processo. Per una parte piatta, è fondamentale che il layout del canale del gas sia fatto su misura per guidare accuratamente il flusso del gas iniettato dentro/attraverso l'intera rete del canale del gas; e il gas iniettato esiste solo all'interno del canale del gas senza penetrare nell'area adiacente.

Citato "DIECI REGOLE DI PROGETTAZIONE DELLE PARTI PER IL PROCESSO DI STAMPAGGIO A INIEZIONE ASSISTITA DA GAS" di Hank Tsai., Effinno Technologies Co., Ltd.

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