Per chiunque lavori nel settore dello stampaggio a iniezione, la messa a punto delle macchine è un'attività quotidiana. Ma riuscire a ottimizzare ogni macchina alla perfezione, che siate veterani esperti o apprendisti alle prime armi, rappresenta sempre una vera sfida. Perché? Perché materiali, temperatura dello stampo, condizioni della macchina, utensili e persino l'ambiente di lavoro hanno esigenze diverse. Un prodotto di qualità e un'elevata efficienza sono gli obiettivi finali della messa a punto. Ed è proprio questo che andremo ad approfondire in questo articolo, prendendo questi obiettivi come guida.
Stampaggio a iniezione Controlli della macchina
1. Capacità di tiro
Controlla direttamente sulla macchina. La targhetta di solito indica il volume massimo di erogazione. Se non è presente una targhetta, imposta il volume di erogazione al massimo, esegui un'erogazione completa, espelli il materiale fuso e pesalo. Questa è la capacità massima di erogazione effettiva della tua macchina.
Nota: la capacità di sparo varia in base alla densità del materiale: alcuni materiali sono più densi di altri.
2. Integrità della tenuta della vite e della valvola di non ritorno
Una buona tenuta tra la vite e la valvola di non ritorno è essenziale per parametri di processo stabili.
Come controllare:
Dopo aver montato lo stampo, eseguire un normale ciclo semiautomatico. Quando inizia il raffreddamento, passare alla modalità manuale. Plastificare nuovamente fino a riempire la vite, quindi iniettare manualmente. Osservare la posizione della vite. Rilasciare la pressione di iniezione e verificare se la vite torna indietro. Se torna indietro, la tenuta è buona e la vite e la valvola di non ritorno sono a posto.
Per una maggiore precisione, è possibile utilizzare una piastra d'acciaio al posto dello stampo. Basta premere l'ugello contro la piastra, iniettare manualmente e verificare che non ritorni indietro. Assicurarsi inoltre che non vi siano perdite di materiale fuso dall'ugello.
Se la vite non Se la molla torna indietro, è probabile che la valvola di non ritorno sia difettosa e necessiti di essere ispezionata e riparata.
3. Test della pressione di iniezione
Setup: Posizionare un sensore di pressione su una piastra d'acciaio, con una piastra di alluminio sopra il sensore. Premere l'ugello contro la piastra di alluminio.
Procedura: Impostare la pressione di iniezione della macchina come segue, effettuando tre iniezioni per ogni livello:
- 10 bar (3x)
- 50 bar (3x)
- 90 bar (3x)
- 130 bar (3x) — esegui test più frequentemente se utilizzi regolarmente questo intervallo di pressione
- 150 bar (3x)
Verificate ogni volta che la pressione effettiva visualizzata sul manometro corrisponda alla pressione impostata. Annotate tutto.
Se la deviazione supera il 5%, è necessario regolare il valore visualizzato dalla macchina oppure l'apparecchiatura richiede assistenza.
4. Prova della temperatura di fusione
I test di temperatura si dividono in due tipologie:
- Temperatura di essiccazione (tramoggia)
Utilizzate una sonda di temperatura per misurare la temperatura sopra e sotto la tramoggia. È un'operazione semplice e la maggior parte delle apparecchiature di essiccazione visualizza già questo dato. (Se avete bisogno di maggiori dettagli, lasciate un messaggio: saremo lieti di parlarne.)
- temperatura di fusione dell'iniezione
La situazione è più complessa. L'apparecchio visualizza 4-5 zone di temperatura, ma durante il funzionamento non è facile verificare l'accuratezza delle letture: ci si affida principalmente al display. Un controllo da parte di terzi è difficile.
Un metodo approssimativo: ritrarre l'unità di iniezione, spurgare il materiale fuso e misurare immediatamente la temperatura del materiale estruso. Confrontare la lettura con l'impostazione della temperatura della prima zona. Se la differenza è superiore al 10% circa, è probabile che le letture della temperatura della macchina siano errate: sostituire la termocoppia o ricalibrare.
Misurare il interno La temperatura di fusione è ancora più difficile da raggiungere. Bisognerebbe smontare la vite e l'ugello, quindi inserire una sonda in profondità nel cilindro utilizzando un apposito dispositivo.
Detto questo, una precisione estrema non è sempre fondamentale: la maggior parte del calore proviene infatti dalla sollecitazione di taglio della vite, non solo dai riscaldatori della canna.
Attento: Nelle macchine più vecchie, le resistenze riscaldanti possono superare significativamente la temperatura impostata durante la fase di riscaldamento. Ciò può causare scolorimento (ingiallimento/bruciatura) del materiale in alcune zone. Questo accade spesso quando resistenze, termocoppie o schede di controllo sono state sostituite con componenti non compatibili e non calibrati, provenienti da lotti diversi, con conseguente scarsa uniformità della temperatura.
Manutenzione degli stampi
Esistono molti tipi di stampi: a piastra singola, a doppia piastra, a estrazione laterale e altri ancora. La scelta finale dello stampo è determinata in ultima analisi dal prodotto stesso.
Uno stampo ben progettato semplifica il nostro lavoro. Al contrario, uno stampo mal progettato può causare infiniti grattacapi. Ma alla fine, la soluzione ideale si riduce solitamente alla comunicazione o alla modifica dello stampo.
Una corretta manutenzione per la rimozione delle muffe è essenziale, ed è un aspetto che possiamo controllare. Pertanto, dovremmo occuparcene nel miglior modo possibile.
Dopo la produzione
Una volta terminata la produzione, assicurati di:
- Utilizzare una pistola ad aria compressa per espellere eventuali residui di acqua o liquido di raffreddamento presenti all'interno dello stampo.
- Sigillare le aperture con tappi per impedire l'ingresso di ruggine o corpi estranei durante il rimessaggio.
- Applicare olio antiruggine sulla superficie dello stampo per prevenire la corrosione superficiale.
- Conservare lo stampo su un apposito supporto, mai direttamente sul pavimento.
Nota di sicurezza: Quando si spostano gli stampi, è fondamentale prestare sempre la massima attenzione. La sicurezza e la salute vengono prima di tutto: sono alla base del proprio lavoro. Se qualcosa vi sembra pericoloso (o potenzialmente pericoloso), prestate attenzione e intervenite per risolvere la situazione.
Manutenzione interna degli stampi
Durante la produzione, all'interno dello stampo possono accumularsi grandi quantità di gas e detriti. Nel tempo, ciò può compromettere il movimento fluido dei perni di espulsione e degli inserti, nonché lo sfiato. Può anche causare la comparsa di macchie nere sui pezzi e, nei casi più gravi, persino bloccare i perni di espulsione.
Per questo motivo, ogni componente deve essere smontato e pulito prima e dopo ogni ciclo di produzione.
Il grasso e i residui sui perni e sugli inserti dell'estrattore possono essere ostinati e difficili da rimuovere. Il metodo più efficace che ho trovato finora è l'utilizzo di carta vetrata.
Non ho ancora trovato un detergente in grado di rimuovere rapidamente questo tipo di olio ostinato. Gli acidi forti potrebbero funzionare, ma i fumi sono sgradevoli: i nostri tecnici specializzati nella rimozione della muffa non li sopportano, quindi preferiscono ancora la carta vetrata. Inoltre, i detergenti chimici sono difficili da smaltire correttamente e possono causare problemi con le autorità di controllo ambientale.
Manutenzione di Regolatori di temperatura per stampi (termometri ad acqua/olio)
Il regolatore di temperatura dello stampo (termolatore) ha il compito di dissipare il calore dallo stampo durante la produzione. L'impostazione della temperatura è determinata sia dall'aspetto del pezzo che dall'efficienza del ciclo, pertanto il regolatore di temperatura dello stampo riveste un ruolo fondamentale.
Controllo della temperatura
La temperatura deve essere controllata utilizzando un termometro a flusso d'acqua. Installare il termometro sia all'ingresso che all'uscita dello stampo. Ciò consente di monitorare completamente sia lo stato della temperatura che la portata.
Per verificare il comportamento del flusso, collegare un tubo trasparente all'uscita. Questo permette di osservare se il flusso è turbolento o laminare:
- flusso turbolento— si può vedere chiaramente l'acqua che si muove e si mescola.
- Flusso laminare— l'acqua appare immobile o si muove in modo fluido senza mescolarsi.
Ciò di cui ha bisogno la muffa è flusso turbolentoIl flusso laminare non è in grado di dissipare efficacemente il calore dallo stampo.
Mezzo di raffreddamento
La scelta del mezzo di raffreddamento fa una grande differenza:
| Medio | Temperatura massima |
| Acqua pura | 100 ° C (212 ° F) |
| Acqua con serbatoio pressurizzato | 120 ° C (248 ° F) |
| Olio | 180 ° C (356 ° F) |
Tieni a mente: Durante le tubazioni si verifica sempre una certa dispersione di calore, pertanto la temperatura effettiva nello stampo potrebbe essere leggermente inferiore alla temperatura impostata.
Parametri chiave del processo di stampaggio a iniezione
1. Temperatura della canna
La plastica può essere iniettata nello stampo solo allo stato fuso. Il cilindro viene riscaldato da resistenze che trasferiscono calore alla plastica al suo interno per fonderla. A seconda della lunghezza del cilindro, possono essere installate più resistenze e la temperatura di ciascuna zona deve essere impostata individualmente in base al materiale da lavorare. Queste temperature impostate influenzano in definitiva la temperatura di fusione effettiva. Inoltre, anche la sollecitazione di taglio generata dalla rotazione della vite ha un impatto significativo sulla temperatura di fusione. Le temperature di fusione consigliate possono essere richieste al fornitore del materiale.
2. Temperatura dello stampo
Lo stampaggio a iniezione è un processo di trasferimento termico: il materiale fuso si raffredda gradualmente all'interno dello stampo. La temperatura dello stampo viene impostata tramite un termostato (termolatore) che fa circolare un fluido termovettore come acqua o olio. In genere, si utilizza acqua per temperature dello stampo inferiori a 100 °C, mentre l'olio viene utilizzato per temperature più elevate. In alcuni casi possono essere utilizzate anche resistenze elettriche. Alcune presse a iniezione consentono il controllo diretto di queste unità di controllo della temperatura dello stampo dal pannello di controllo. Le temperature dello stampo consigliate possono essere richieste al fornitore del materiale.
3. Velocità di iniezione
La velocità di iniezione si riferisce alla velocità lineare con cui la vite spinge la plastica fusa nello stampo.
La velocità di iniezione deve essere la più elevata possibile, garantendo che il materiale fuso rimanga tale fino al completo riempimento della cavità. Una volta riempito lo stampo, l'iniezione termina.
4. Pressione di iniezione
La pressione di iniezione è la pressione applicata al fuso all'estremità della vite per mantenere la velocità di iniezione impostata. Se la viscosità della plastica aumenta, aumenta anche la forza (o pressione) necessaria per mantenere la velocità impostata. Pertanto, mantenere una velocità costante durante l'iniezione è molto importante. Per un processo affidabile, la macchina deve sempre disporre di una pressione sufficiente. Un test di caduta di pressione può essere utilizzato per ottimizzare la pressione di iniezione.
5. Pressione di confezionamento
La fase di compattazione è la prima sottofase della fase di compensazione. Dopo il riempimento dello stampo durante l'iniezione, è necessario immettere ulteriore plastica per compensare il successivo ritiro. La pressione applicata al fuso in questa fase è detta pressione di compattazione. La pressione di compattazione è uno dei parametri più importanti per determinare il ritiro e le dimensioni del pezzo.
6. Tempo di imballaggio
Il tempo di confezionamento è la durata durante la quale viene applicata la pressione di confezionamento. Il test di congelamento del gate può essere utilizzato per ottenere dati utili all'ottimizzazione del tempo di confezionamento.
7. Pressione di mantenimento
La fase di mantenimento della pressione è la seconda sottofase della fase di compensazione. Si tratta della pressione applicata al fuso per garantire che quest'ultimo non riempia eccessivamente la cavità né fuoriesca da essa. Teoricamente, durante questa fase non si verifica alcun flusso plastico fino al congelamento del canale di iniezione.
8. Tempo di mantenimento
Il tempo di mantenimento è la durata per la quale viene applicata la pressione di mantenimento. Per ottimizzare il tempo di mantenimento è possibile utilizzare anche il test di congelamento del cancello.
9. Velocità della vite
La velocità della vite si riferisce alla velocità di rotazione della vite durante la plastificazione (recupero della vite). In generale, i materiali cristallini richiedono velocità della vite superiori rispetto ai materiali amorfi. Attualmente non esiste una tecnologia matura per ottimizzare direttamente la velocità della vite. Si utilizzano tipicamente metodi indiretti, come la misurazione della temperatura del fuso e il controllo della presenza di particelle bruciate o non fuse nel fuso.
10. Contropressione
La contropressione è la pressione applicata dietro la vite durante la plastificazione per favorire una fusione uniforme e rimuovere le sostanze volatili. Attualmente, non esiste una tecnologia matura per ottimizzare la contropressione.
11. Tempo di raffreddamento
Il tempo di raffreddamento è il periodo durante il quale lo stampo rimane chiuso mentre la plastica si raffredda fino alla temperatura di estrazione. Al termine della fase di raffreddamento, lo stampo si apre e il pezzo viene espulso. Tuttavia, il tempo di raffreddamento impostato non corrisponde al tempo di raffreddamento effettivo. Il raffreddamento inizia non appena il fuso entra in contatto con la superficie dello stampo. Pertanto, il tempo di raffreddamento effettivo è pari a: tempo di iniezione (tempo di riempimento) + tempo di compattazione impostato + tempo di mantenimento impostato + tempo di raffreddamento impostato. Il tempo di raffreddamento può essere ottimizzato anche mediante esperimenti mirati.
12. Dimensione dell'iniezione (dosaggio)
La dimensione della dose è anche nota come dosaggio. La posizione zero della vite si ha quando la vite si trova nella parte anteriore del cilindro. Man mano che la vite si sposta all'indietro, accumula plastica fusa. La distanza predefinita percorsa dalla vite all'indietro è chiamata dimensione della dose. La dimensione della dose è espressa in distanza lineare o volume. La dimensione della dose può essere calcolata in base al peso totale di iniezione e alla densità del fuso. Tuttavia, poiché la densità del fuso dipende dalla temperatura, che è difficile da misurare con precisione, la dimensione della dose calcolata è solitamente solo una stima. La dimensione della dose deve inoltre essere regolata durante il riempimento e il mantenimento in base al cuscino effettivo.
13. Posizione di trasferimento (Punto di commutazione)
Il punto in cui la fase di iniezione passa alla fase di compensazione è chiamato punto di trasferimento. Quando questo passaggio è innescato dalla posizione della vite, viene chiamato punto di trasferimento o punto di commutazione. La commutazione può essere innescata anche dal tempo, dalla pressione idraulica o da un segnale esterno. Teoricamente, lo stampo dovrebbe essere riempito al 100% con il materiale fuso nel punto di trasferimento. In pratica, tuttavia, lo stampo viene spesso riempito leggermente meno del 100% prima dell'inizio della fase di compensazione.
Altri parametri (meno critici)
I seguenti parametri non necessitano di essere regolati con la stessa frequenza dei 13 parametri sopra menzionati, né hanno un impatto sostanziale sulla qualità del prodotto.
Distanza di decompressione o di risucchio
Poiché la plastificazione (recupero della vite) avviene sotto contropressione, il fuso nella parte anteriore della vite viene compresso e subisce una pressione interna. Durante il recupero della vite, il pezzo stampato e il canale di colata sono ancora all'interno dello stampo. Una volta aperto lo stampo, il canale di colata si separa dall'ugello, la pressione nel fuso viene rilasciata e il fuso può fuoriuscire dall'ugello. Pertanto, al termine del recupero della vite, quest'ultima dovrebbe arretrare di una breve distanza per alleviare la pressione interna. Questa distanza è chiamata distanza di decompressione o distanza di aspirazione. In genere, questa distanza è breve (inferiore a 10 mm). Un'aspirazione eccessiva può causare difetti superficiali sul pezzo.
Velocità di imballaggio
La velocità di compattazione è la velocità lineare della vite durante la fase di compensazione. Su alcune presse a iniezione, questo è solo un parametro opzionale.
Nota finale
Osservando il pannello di controllo di una moderna pressa a iniezione, si potrebbe rimanere sorpresi dalla quantità di parametri e opzioni disponibili. Le macchine spesso dispongono di diverse schermate di monitoraggio per tenere traccia della qualità del prodotto e dell'efficienza produttiva. A volte, i produttori di macchine includono anche funzioni di controllo superflue. Ad esempio, alcune macchine offrono dieci livelli di pressione selezionabili per le fasi di compattazione e mantenimento. Nella maggior parte dei processi di stampaggio a iniezione sistematici, due livelli di pressione dovrebbero essere sufficienti. Tuttavia, in alcuni casi, per compensare difetti di progettazione del pezzo o dello stampo, gli ingegneri di processo potrebbero dover ricorrere a processi a più fasi.
Conclusione
Il processo di messa a punto di una macchina può sembrare una semplice operazione di regolazione di viti e parametri, ma in realtà si tratta di un dialogo profondo con materiali, attrezzature, stampi e ambiente. Ogni macchina ha una sua personalità. Ogni materiale si comporta in modo diverso. Solo attraverso l'osservazione, la registrazione e la sintesi continue è possibile acquisire una vera padronanza di questo dialogo.
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FAQ
Con quale frequenza devo controllare la tenuta della valvola di non ritorno?
Controllalo quando cambi i materiali. Controllalo se il processo inizia a deviare. Osserva il peso del pezzo: se oscilla, è un segnale. Molti tecnici eseguono un test di tenuta durante i cambi di stampo. Intervieni prima che produca pezzi difettosi, non dopo.
Perché la mia temperatura di fusione non corrisponde alla temperatura impostata per il cilindro?
Possono verificarsi due cose. Innanzitutto, le impostazioni del cilindro sono solo una parte del problema. La vite, ruotando, taglia la plastica, generando calore reale. In secondo luogo, l'hardware potrebbe fornire letture errate. Le macchine vecchie con resistenze riscaldanti non compatibili o termocoppie difettose possono dare letture errate. Utilizza una sonda per misurare la temperatura di fusione effettiva. Questo ti dirà cosa sta realmente succedendo.
Posso usare l'acqua per temperature della muffa superiori a 100 °C?
No. L'acqua bolle a 100 °C a pressione atmosferica. Se hai bisogno di una temperatura più alta, hai due opzioni. Un sistema di acqua pressurizzata innalza il punto di ebollizione. Oppure puoi passare all'olio. I sistemi a olio funzionano fino a 180 °C. Questa è la temperatura standard per le applicazioni ad alta temperatura.
Come posso prevenire la formazione di muffa e ruggine durante il rimessaggio?
Soffia aria compressa in tutti i canali di raffreddamento. Quindi tappa le porte. Rivesti tutte le superfici esposte con olio antiruggine: cavità, nucleo, piastre di montaggio. Non appoggiare mai lo stampo sul pavimento. Usa un supporto. Mantienilo asciutto. La ruggine inizia nel momento in cui smetti di prestare attenzione.
