Il futuro dello stampaggio a iniezione

Processo di stampaggio a iniezione di qualità in Essentra Components

Tempo di lettura: 10 minuti | Pubblicato il: 2 agosto 2024

Approfondimenti

In questa "guida definitiva", illustreremo il processo di stampaggio a iniezione, cosa rende un prodotto stampato a iniezione di alta qualità, scoprirete se i componenti stampati a iniezione sono la scelta giusta per le vostre esigenze e quali considerazioni devono essere fatte prima di effettuare l'ordine.

Se state valutando l'acquisto di componenti industriali per lo stampaggio a iniezione e come trovare i migliori per i vostri prodotti, questa guida vi fornirà tutto il necessario per prendere una decisione basata su informazioni.

Processi di lavorazione dello stampaggio a iniezione

Cos'è lo stampaggio a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione è un processo di produzione comunemente utilizzato per creare componenti in plastica.

La sua capacità di produrre rapidamente migliaia di parti complesse lo rende il processo ideale per la produzione di massa di componenti in plastica. In sostanza, il processo comporta l'iniezione di plastica ad alta velocità e la pressione in uno stampo che viene fissato sotto pressione e raffreddato per formare la parte finale.

Fondendo la termoplastica e iniettandola in uno stampo in alluminio ad alta velocità e pressione, i produttori possono creare più parti complesse contemporaneamente. Quando i parametri del processo sono controllati correttamente, non è necessario rifinire ed elaborare frequentemente la parte prodotta, rendendola così più economica ed efficiente.

Anche se è uno dei più antichi processi di produzione, la sua velocità ed efficienza in termini di costi è ciò che continua a renderla una scelta popolare tra i produttori di tutto il mondo. Le odierne macchine per lo stampaggio a iniezione sono veloci, accurate e producono componenti di alta qualità su larga scala.

Come funziona lo stampaggio a iniezione?

Sebbene il processo possa sembrare semplice, vi sono molti elementi che possono alterare e rovinare la qualità complessiva del componente in plastica prodotto. Per realizzare una parte di alta qualità, i produttori esperti scelgono la giusta termoplastica (il materiale utilizzato per creare la parte), lo stampo (che forma la parte), la temperatura e le pressioni di iniezione per garantire che la parte finale soddisfi le esigenze dei clienti.

Parametri che devono essere controllati quando si utilizza lo stampaggio a iniezione

Prima di parlare dei parametri specifici che devono essere controllati all'interno del processo, vediamo come funziona effettivamente lo stampaggio a iniezione.

Fase 1: Alimentazione e riscaldamento della plastica

Per iniziare, una termoplastica o una combinazione di materiali termoplastici vengono inseriti in una macchina per lo stampaggio a iniezione. Le plastiche, che diventano liquide quando sono riscaldate, vengono inserite nella tramoggia nella parte superiore della macchina sotto forma di pellet solido.

I pellet passano attraverso la macchina ed entrano in un cilindro a temperatura controllata chiamato cilindro della macchina. In questo caso, i pellet di plastica vengono riscaldati fino a quando la termoplastica non viene fusa.

Le temperature del cilindro e della plastica devono essere attentamente monitorate per garantire che la termoplastica non si surriscaldi e non bruci o non si bruci la parte finale.

Fase 2: Processo di pre-iniezione

Prima di iniettare la plastica fusa, lo strumento di stampaggio, che di solito è costituito da una metà fissa chiamata cavità e da una metà mobile chiamata nucleo, si chiude.

Una volta chiuso, un morsetto applica pressione allo strumento, pronto per l'iniezione della plastica.

La vite all'interno del cilindro della macchina si avvita al suo punto di fissaggio in modo che la plastica possa entrare nel cilindro, pronta per essere iniettata.

Fase 3: Iniezione in plastica

Quando la pressione del morsetto è a un livello ottimale, la plastica viene iniettata dalla vite ad alta velocità e pressione nella cavità. Una porta all'interno dello strumento aiuta a controllare il flusso della plastica.

Per garantire che i componenti finali non subiscano danni, è importante che il produttore monitori la pressione di iniezione della plastica e che abbia la competenza necessaria per mantenere e utilizzare correttamente gli strumenti di stampo.

Ciò garantisce la creazione di componenti uniformi e di alta qualità grazie al loro processo di stampaggio a iniezione.

Fase 4: Sagomare la parte

Quando la cavità dello strumento è quasi completamente piena di liquido, inizia la fase di mantenimento. È qui che il pezzo viene tenuto ad alta pressione per far si che inizi a prendere la sua forma definitiva.

Dopo un tempo di mantenimento impostato, la vite si riavvita e torna al punto di fissaggio. Ciò avviene contemporaneamente alla fase di raffreddamento del ciclo, che consente alla termoplastica di solidificarsi nella sua forma finale.

Una volta trascorso il tempo di raffreddamento impostato, lo stampo si apre e i perni o le piastre dell'eiettore spingono al nuova parte fuori dallo strumento. Questa quindi cade su un nastro trasportatore, pronta per essere rifinita e imballata.

Fase 5: Finitura del componente

A seconda dell'applicazione finale della parte, il componente stampato potrebbe richiedere alcune rifiniture, tra cui colorazione, lucidatura o rimozione di materiale in eccesso.

Questi processi sono unici per ogni componente e vengono completati prima che le parti siano imballate e distribuite ai clienti.

Scegliendo e controllando i prodotti a mano, nonché eseguendo regolari controlli di qualità, i produttori esperti possono assicurarsi di produrre parti uniformi e di alta qualità per i propri clienti.

Il processo di stampaggio a iniezione passo dopo passo

Quali sono gli elementi specifici del processo di stampaggio a iniezione?

Nel processo di stampaggio a iniezione, molti parametri devono essere sottoposti a uno stretto controllo per garantire che i componenti prodotti siano di alta qualità.

Questi includono:

1.   La termoplastica utilizzata per creare la parte.
2.   Gli strumenti di stampaggio o gli stampi utilizzati per modellare la parte.
3.   La temperatura della termoplastica e del processo.
4.   La pressione di iniezione utilizzata nel processo.

Affinché i componenti finali soddisfino le proprie specifiche, i produttori devono controllare attentamente ciascuno di questi parametri all'interno del processo di stampaggio a iniezione.

Strumenti di stampaggio

Scegliere lo strumento o lo stampo giusti, per un componente, è fondamentale per garantire che soddisfi le esigenze di un cliente. Uno strumento per stampaggio a iniezione è in genere composto da due metà, il nucleo e la cavità. La cavità è la sezione vuota dello stampo in cui viene inserita la termoplastica fusa e il nucleo è la metà solida che riempie la cavità per formare la parte finale.

Il design, sia del nucleo che della cavità, cambia a seconda della forma finale e dell'applicazione del componente, ad esempio, se si tratta di un cappuccio o di un tappo. All'interno di uno strumento di stampaggio possono essere presenti anche nuclei e cavità per molteplici componenti, in modo da poter creare più di un componente in un unico ciclo di stampaggio a iniezione.

Uno sguardo da vicino agli strumenti di stampaggio sulla macchina per lo stampaggio a iniezione

Oltre a determinare la forma della parte finale, lo strumento influisce anche sul tipo di termoplastica utilizzata, nonché sulla pressione di iniezione e sulla temperatura. Anche la quantità di pressione di serraggio da applicare allo strumento cambia a seconda dello stampo selezionato. Le dimensioni dello strumento, così come il numero e la complessità delle cavità all'interno influenzano la temperatura e la pressione di iniezione del materiale termoplastico utilizzato.

Per scegliere lo strumento giusto per un componente, i produttori devono prendere in considerazione:

Come verrà utilizzato il componente finale, per quale scopo e in quale tipo di ambiente. Questo determinerà le caratteristiche finali necessarie e quindi quale termoplastica e strumento di stampaggio è utilizzato.

Se state facendo realizzare un pezzo personalizzato, considerate la possibilità di prototipare il pezzo, oppure di fare delle prove e di richiedere dei campioni di componenti che vi rassicureranno sulla correttezza della scelta dello stampo e del materiale termoplastico. I test e la prototipazione garantiranno inoltre che i parametri del processo siano accurati, in modo che i componenti finali siano di un'alta qualità costante.
Il costo di sviluppo, costruzione e manutenzione di uno strumento è piuttosto elevato. Compensare questo problema creando o selezionando uno strumento che crei molteplici componenti ad ogni ciclo è un modo per bilanciare questo costo. Inoltre, considerare la durata e la frequenza di produzione del componente aiuterà a guidare le specifiche degli stampi, la scelta della cavità, il tempo di ciclo e i costi finali.

Anche se spesso possono essere necessari investimenti in termini di tempo e di costi per trovare o sviluppare lo strumento giusto, è fondamentale rendere il processo più efficiente e preciso.

La scelta dello strumento di stampaggio adeguato, con i controlli e i parametri corretti, ridurrà i tempi di ciclo e porterà all'efficienza nella produzione. Anche gli elementi di controllo all'interno del processo, come le dimensioni della porta e della guida che inseriscono la plastica nello strumento, renderanno il processo il più efficiente possibile.

Componenti realizzati da macchine per lo stampaggio a iniezione

Inoltre, se il vostro strumento è mantenuto, progettato e costruito correttamente e i parametri del processo di stampaggio a iniezione sono accurati, qualsiasi strumento dovrebbe essere in grado di produrre componenti per migliaia di cicli di processo con pochissimi guasti.

Verificare che sia selezionato il grado di acciaio adeguato e che siano inseriti i canali di raffreddamento corretti all'interno dello stampo, assicurerà che lo strumento non si usuri né ritardi il processo di stampaggio. Ciò significa che i componenti saranno sempre accurati e costantemente di alta qualità.

Cosa sono i materiali termoplastici e perché sono importanti nel processo dello stampaggio a iniezione?

Le termoplastiche sono materie plastiche che diventano morbide quando vengono riscaldate e si solidificano quando si raffreddano. Lo stampaggio a iniezione utilizza materiali termoplastici, riscaldando il materiale e quindi iniettandolo ad alta pressione in uno stampo.

Chiaramente, la qualità principale dei materiali termoplastici è che diventano liquefatti ad alte temperature. Questa caratteristica è il risultato della struttura molecolare di questi polimeri, che presenta dei deboli legami elettrici tra le molecole di monomero. Questa struttura, che comprende unità ripetute di elementi molecolari, implica che i materiali termoplastici siano facili da ammorbidire, modellare e persino rimodellare se necessario, poiché la loro configurazione semi-regolare li rende facili da riciclare.

Queste caratteristiche molecolari, inoltre, hanno grandi proprietà elettriche, un basso valore di coefficiente di attrito (COF) e stabilità dimensionale, rendendole la scelta ideale per molti componenti funzionali. Tuttavia, esistono diversi tipi di termoplastiche con diverse strutture molecolari e caratteristiche specifiche, quindi la scelta di quelle giuste è fondamentale per garantire che la parte finale soddisfi i requisiti d'uso.

I diversi tipi di termoplastiche possono essere suddivisi in due categorie principali, definite dalla loro struttura molecolare. Sono note come polimeri amorfi e semi cristallini.

Le catene molecolari all'interno dei polimeri semi cristallini sono strutturate regolarmente e sono compatte. Questa qualità "cristallina" rende la costruzione di questi polimeri molto organizzata e suscettibile di cambiamenti strutturali radicali a temperature specifiche.

Al contrario, i polimeri amorfi hanno una struttura molecolare più fluida. Con catene di molecole che vengono ordinate a caso e stratificate tra loro, le qualità di questi polimeri sono molto più flessibili al cambiamento di temperatura rispetto alle termoplastiche semi cristalline.

Queste diverse strutture molecolari conferiscono a ciascun tipo di termoplastica caratteristiche diverse. Le caratteristiche principali dei polimeri semi cristallini sono:

Si trasformano rapidamente da solidi a liquefatti in un punto di fusione specifico, quindi lo stampaggio di questi polimeri può essere un processo temperamentale.
La loro stretta struttura molecolare di solito ha una qualità estetica opaca e può essere difficile da legare ad altre materie plastiche o materiali utilizzando adesivi o solventi.
La loro struttura molecolare ordinata li rende strutturalmente forti. Ciò significa che i polimeri semi cristallini sono resistenti allo stress del peso e ad un attrito ripetuto. La loro capacità di resistere a crepe e usura li rende una buona scelta per le applicazioni strutturali che richiedono movimenti ripetitivi o capacità di tolleranza.

Al contrario, le qualità delle termoplastiche amorfe includono:

Un ammorbidimento più graduale da plastica solida a plastica fusa durante il cambiamento di temperatura, rendendo più facile lo stampaggio e il ri-stampaggio rispetto ai polimeri semi cristallini.
Una struttura più flessibile, il che significa che spesso hanno una qualità estetica traslucida e si legano facilmente ad altre materie plastiche e materiali che utilizzano adesivi e solventi.
Una struttura molecolare disorganizzata che le rende incapaci di sopportare un peso significativo o movimenti di attrito, che significa che sono più adatte ad applicazioni strutturali che non siano sottoposte a uno stress significativo.

In breve, le termoplastiche semi cristalline sono più adatte ai componenti funzionali per impieghi gravosi, mentre i polimeri amorfi sono adatti a parti che devono essere più flessibili dal punto di vista estetico o unite ad altri materiali.

Queste conoscenze aiutano ad escludere immediatamente alcune materie plastiche dal vostro elenco in base alla funzione del componente. Tuttavia, è possibile effettuare ulteriori classificazioni per restringere ulteriormente la selezione del polimero.

Ci sono diversi polimeri che derivano dalle categorie amorfe e semi cristalline, che hanno tutte caratteristiche particolari, oltre a prezzi diversi. Nell'ambito delle due principali categorie di materiali termoplastici, ciascuna plastica rientra in una delle tre aree seguenti:

Ad alte prestazioni
Tecnoplastici
Di serie

In genere, i polimeri ad alte prestazioni sono più costosi a causa della loro capacità di resistere alle alte temperature e di mantenere la loro forza e resistenza agli agenti chimici in condizioni di usura. Passando dai polimeri ad alte prestazioni ai tecnici fino a quelli di serie, diminuiscono il costo, la resistenza alla temperatura e la robustezza della plastica.

Ciò significa che per scegliere la termoplastica giusta per la vostra parte, dovete considerare i requisiti di utilizzo del componente finale e le caratteristiche di cui ha bisogno per svolgere la propria funzione. Questo vi aiuterà a determinare se avete bisogno di una termoplastica amorfa o semi cristallina e se si tratta di un polimero ad alte prestazioni, tecnoplastici o di serie.

Parametri e controlli di processo

Il processo di stampaggio a iniezione prevede due parametri principali che devono essere strettamente controllati per creare componenti accurati e di alta qualità: temperatura e pressione.

La temperatura sia degli elementi termoplastici che di quelli all'interno della macchina per lo stampaggio a iniezione deve essere strettamente controllata durante l'intero processo. Analogamente, la pressione di serraggio applicata allo strumento dello stampaggio a iniezione e la pressione di iniezione della termoplastica sono fondamentali per il corretto funzionamento del processo.

Quando si tratta di temperatura, i controlli chiave da prendere in considerazione sono:

La temperatura della termoplastica, poiché alcuni polimeri sono in grado di resistere a temperature più elevate di altri. Assicurarsi che si mantenga a una temperatura ottimale per tutta la durata del processo, la aiuterà a essere nel miglior stato per l'iniezione, ad esempio né troppo liquefatta né troppo solida.
La temperatura del cilindro e della vite in cui viene trattenuta la termoplastica sono importanti poiché contribuiscono a mantenere il polimero in uno stato ottimale pronto per l'iniezione. Anche la vite all'interno del cilindro provoca attrito con la plastica durante il processo di iniezione. Il calore che ne deriva deve essere preso in considerazione per evitare il surriscaldamento della plastica.

La pressione è l'altro parametro chiave del processo di stampaggio a iniezione. Vi sono due tipi di pressione che devono essere rigorosamente controllati:

La pressione di serraggio, che mantiene insieme il nucleo e la cavità dello strumento. Questa deve essere corretta in modo che lo strumento non si apra o si rompa durante l'iniezione e per garantire che il componente si formi correttamente all'interno dello strumento.
La pressione di iniezione, quando la termoplastica viene iniettata nello strumento. Questa deve essere precisa per garantire che i componenti si formino correttamente. Una pressione troppo bassa fa sì che la parte non si formi completamente, viceversa, troppa pressione può causare bruciature o deformazioni.

Entrambi questi parametri devono essere controllati con precisione in modo che il processo di stampaggio a iniezione possa funzionare in modo efficiente e creare componenti di alta qualità in ogni ciclo.

Perché scegliere i componenti stampati a iniezione

I componenti stampati a iniezione sono una delle principali scelte dei produttori di apparecchiature originali (OEM). Vi sono molti motivi per voler considerare di utilizzarli all'interno del vostro prodotto, ma ecco alcune delle principali caratteristiche che rendono popolari i componenti stampati a iniezione.

Sono di alta qualità e resistenti

Le plastiche moderne sono forti. Ciò significa che possono sostituire i metalli in alcune parti. La plastica può anche essere combinata per creare componenti più robusti.
Il controllo di parametri come temperatura e umidità è essenziale per creare prodotti di alta qualità. Per essere certi che i vostri componenti siano di altissima qualità, è importante scegliere un produttore esperto che sappia come controllarli.
Molte macchine per lo stampaggio a iniezione ora sono dotate di sensori. Questi raccolgono informazioni e dati in tempo reale sulle prestazioni delle macchine, sui tempi di ciclo e inviano notifiche in caso di necessità di manutenzione o riparazione.

La produzione è economica ed efficiente

Lo stampaggio a iniezione è un processo fondamentale per la produzione di massa. Milioni di prodotti possono essere realizzati con un unico stampo e un singolo ciclo.
Grazie all'integrazione nel processo dell'automazione e della robotica, questo è diventato più snello e conveniente. Secondo Plastikcity, il rendimento di una linea di produzione aumenta del 40% se si sostituisce una persona con un robot
Inoltre, si tratta di un processo rapido. In un solo ciclo, migliaia di prodotti possono essere stampati, solidificati ed espulsi in pochi minuti.

Offrono grande flessibilità di progettazione

Con gli stampi a iniezione, le forme complesse sono più facili da creare rispetto ad altre tecniche di stampaggio. È anche possibile realizzare più di un componente con un singolo strumento, ad esempio uno strumento può essere progettato per produrre sei pezzi dello stesso componente in un unico ciclo di iniezione. Il processo di stampaggio a iniezione è ideale anche per creare forme compatte come l'ottica polimerica.
Con processi alternativi come la co-iniezione e lo stampaggio a sandwich, i produttori possono combinare una serie di caratteristiche all'interno di un unico pezzo, ad esempio, diversi colori, qualità tattili o forza.
I coloranti moderni della plastica offrono ai produttori e alle aziende la migliore uniformità di colore possibile. Che provenga da una tabella Pantone o da un colore personalizzato, il produttore deve essere in grado di offrirvi il colore desiderato, in modo uniforme.

Se ritenete che i componenti stampati a iniezione possano essere l'opzione migliore per voi, è importante sceglierli da un produttore esperto, con una conoscenza approfondita del processo di stampaggio a iniezione, tale da poter soddisfare elevati standard qualitativi di prodotto. Può anche offrire servizi aggiuntivi come la consegna rapida e buoni tempi di consegna. Chiedete informazioni sugli standard e le certificazioni a cui lavorano e controllate il punteggio di efficacia della dotazione originale (OEE).

Cosa cercare quando si acquistano componenti stampati a iniezione

Se uno dei parametri del processo di stampaggio a iniezione non viene controllato correttamente, possono iniziare a comparire difetti nei componenti finali. Richiedere campioni da qualsiasi produttore che state prendendo in considerazione ed eseguire un'ispezione visiva per eventuali difetti vi aiuterà a stabilire se sono di alta qualità o meno.

Ecco alcuni dei difetti più comuni che si verificano nei componenti stampati a iniezione e consigli su come individuarli.

Flash

Flash è il nome di una bava di materiale in eccesso che si forma sul bordo di un componente, di solito nella linea di separazione o spaccatura, dove le due parti dello stampo si uniscono.

Questo difetto può essere causato da una serie di problemi. La mancanza di pressione di serraggio, l'elevata pressione di iniezione, il sovraccarico dello strumento e i guasti all'interno dello stampo possono portare la plastica a fuoriuscire e formare un flash. Anche le termoplastiche ad alto flusso di fusione o a bassa viscosità sono più propense a sfuggire dallo strumento e a formare un flash.

Monitorando attentamente le pressioni di processo e la temperatura della termoplastica, i produttori possono assicurarsi che questi parametri siano al livello ottimale per prevenire un flash. Anche effettuare una buona manutenzione agli strumenti di stampaggio è fondamentale per prevenirlo.

Gassificazione e sfiato

La gassificazione e lo sfiato sono una piccola esplosione all'interno di una parte, che può causare fori o segni di bruciatura all'interno del componente finale. Quando l'aria viene catturata nello stampo davanti al flusso del materiale durante l'iniezione, rimane intrappolata. La miscela tra la plastica e l'aria causa la produzione di gas e una piccola esplosione.

Monitorare la velocità di iniezione in modo che non sia troppo elevata è fondamentale per garantire che non si verifichino la gassificazione e lo sfiato. Inoltre, assicurarsi che lo strumento sia adeguatamente ventilato per evitare che l'aria venga intrappolata e che il materiale plastico iniettato non sia umido sono precauzioni che i produttori dovrebbero adottare.

Shorts

Quando la plastica si ferma senza riempire l'intero stampo, si verifica ciò che viene definito un difetto di short. Ciò significa che le parti del componente sono spesso mancanti o danneggiate. Principalmente, gli shorts sono causati da errori nei livelli di pressione o temperatura. Se la pressione di iniezione o la temperatura della termoplastica non sono sufficientemente elevate, la plastica potrebbe non riempire l'intero stampo.

Monitorando attentamente le temperature e le pressioni all'interno del processo di stampaggio a iniezione, i produttori possono assicurarsi di mantenere un flusso costante e prevenire gli shorts.

Distorsione e deformazione

Se vi sono dentature o parti di un componente in cui la plastica è più sottile, più debole o più piegata, questo è noto come distorsione o deformazione. Ciò è causato dalla mancanza della una pressione di mantenimento e del tempo di raffreddamento corretto durante il processo di stampaggio a iniezione.

Mentre il componente si raffredda all'interno dello stampo, esso si restringe. Se la pressione di mantenimento (che avvolge la parte) o il tempo di raffreddamento sono errati, possono portare a spessori variabili all'interno della parte o a sollecitazioni interne che la danneggiano.

Oltre a monitorare le pressioni di mantenimento e i tempi di raffreddamento, garantire che la selezione del materiale sia corretta per la complessità dello strumento di stampaggio è essenziale per far si che il prodotto finale si raffreddi e si formi in modo uniforme.

Tolleranze

Oltre a cercare dei difetti all'interno dei campioni dei componenti di un produttore, è anche essenziale chiedere loro quali siano le loro tolleranze. Qualsiasi produttore esperto deve essere in grado di raggiungere tolleranze comprese tra +/-0,1 mm e +/-0,25 mm a seconda del tipo di parte e di sapere come convalidarle.

Esaminando le tolleranze e i processi di convalida di un produttore, potete essere certi che i componenti che sta producendo sono di altissima qualità, anche quando sono prodotti su larga scala. La creazione di questo livello di relazione con il produttore vi rassicurerà anche che le loro catene di fornitura possano continuare a fornire i componenti di cui avete bisogno in futuro secondo lo stesso standard di alta qualità.

Porre alcune domande sul processo di un produttore può anche aiutarvi a stabilire se è la soluzione giusta per la vostra azienda:

Il fornitore ha una buona storia e una buona esperienza nella produzione del tipo di prodotti che il cliente richiede?
Quali sono le capacità di produzione dell'azienda?
Quali sistemi di produzione e qualità sono in atto per garantire la consegna di componenti di buona qualità ai costi giusti?
Avete preso in considerazione le loro capacità di produzione, gli stampi, i macchinari e il controllo dei processi?
Avete un quadro completo della loro capacità, delle misure di controllo della qualità e delle competenze del personale?
Quali sono le loro misurazioni OTIF e le prestazioni di consegna puntuale?
Queste domande vi aiuteranno a stabilire se un produttore può fornirvi il livello di servizio di cui avete bisogno, nonché la quantità di componenti di alta qualità di cui avete bisogno per i vostri prodotti.
Quali sono le alternative allo stampaggio a iniezione?

Esistono due alternative principali allo stampaggio a iniezione che possono fornire lo stesso livello di precisione e flessibilità. Stampa 3D e stampaggio per soffiaggio.

Stampa 3D

La stampa 3D è un processo di produzione rapido che utilizza una macchina specializzata per creare ciascuna parte singolarmente usando un progetto CAD software. Solitamente usato per creare prototipi di parti, è un ottimo processo per produrre piccoli lotti di componenti a scopo di test o di progettazione.

Tuttavia, a differenza del processo di stampaggio a iniezione, ogni parte viene creata una alla volta, il che significa che può essere difficile raggiungere l'uniformità e che il processo non è efficiente o conveniente. Ciò significa che la stampa 3D non è un'ottima opzione per produrre grandi quantità di componenti su larga scala.

Stampaggio per soffiaggio

Lo stampaggio per soffiaggio è un processo in cui la plastica riscaldata viene spinta in una cavità utilizzando aria per formare una parte vuota. Senza la necessità di uno strumento specifico, lo stampaggio per soffiaggio è un processo più semplice e a costi inferiori rispetto allo stampaggio a iniezione. Produce anche componenti che sono formati in un unico pezzo senza linee di separazione.

Tuttavia, sebbene gli stampi utilizzati per lo stampaggio a iniezione richiedano molti investimenti iniziali, offrono una maggiore complessità di progettazione e flessibilità rispetto allo stampaggio per soffiaggio, che può essere utilizzato solo per creare parti vuote. Inoltre, non è possibile creare un progetto multi-cavità e ci sono più parametri di processo da controllare, che portano a un maggior grado di imprecisione .

Aspetti che influiscono sul futuro dello stampaggio a iniezione

Il futuro dello stampaggio a iniezione

Vi sono tre aspetti principali che influenzeranno il futuro del processo di stampaggio a iniezione: lo sviluppo della plastica, i progressi nei macchinari e le richieste dei clienti.
Sviluppo della plastica

La progressione della scienza termoplastica e le richieste del mercato hanno portato allo sviluppo di migliaia di tipi di termoplastiche con diverse qualità e caratteristiche.

Queste qualità includono flessibilità, capacità di resistere alle alte temperature, componenti trasparenti, resistenza, durata, una più ampia varietà di colori e una maggiore conduttività elettrica e mancanza di attrito.

Le richieste dei clienti continueranno a guidare questo sviluppo e cambiamento. Che si tratti di materie plastiche che hanno un impatto ambientale minore o che hanno qualità materiali speciali, come proprietà antibatteriche, sono tutti potenziali progressi che la scienza dei polimeri potrebbe fare in futuro.

La domanda di materie plastiche con un significativo contenuto di plastica riciclata post-consumo è in aumento. Con la direttiva sulla plastica monouso dell'Unione europea e alcuni Stati statunitensi che desiderano introdurre una Responsabilità estesa del prodotto, l'attenzione è puntata sui produttori affinché cambino il loro modo di operare. In Essentra Components nel Regno Unito, siamo ora in grado di produrre quasi tutti i nostri prodotti in polietilene a bassa densità (LDPE) utilizzando almeno il 40% di plastica riciclata.

Altre misure includono la riduzione continua dell'energia, l'isolamento del sito e l'implementazione di un'illuminazione LED efficiente dal punto di vista energetico.

Progressi nei macchinari

I cambiamenti tecnologici hanno avuto un impatto reale sull'efficienza del processo di stampaggio a iniezione. In particolare, l'introduzione degli approcci dell'industria 4.0 utilizzando i dati e l'Internet industriale delle cose (IIoT) ha consentito ai produttori di massimizzare le prestazioni delle apparecchiature, creando efficienza.

All'interno del macchinario stesso, l'aumento dei livelli di automazione e robotica ha fatto sì che i parametri del processo, come la temperatura della termoplastica e la pressione di iniezione, possano essere monitorati più da vicino. Ciò ha aumentato la precisione e l'accuratezza del processo. I produttori ora sono in grado di creare componenti più uniformi e di alta qualità in modo più semplice ed efficiente.

Dato che le aziende cercano di ottenere una maggiore sostenibilità e ridurre le emissioni di carbonio, il tipo di macchinari può contribuire a questo scopo. In Essentra Components, stiamo intraprendendo un programma di investimento per introdurre un portafoglio completo di macchinari elettrici per lo stampaggio a iniezione entro il 2031.

Ciò si tradurrà non solo in una riduzione stimata del 33% dell'energia, ma i miglioramenti previsti del processo e della produttività consentiranno a tre macchine elettriche di svolgere il lavoro di quattro modelli idraulici. Inoltre, la maggiore capacità di queste macchine completamente elettriche ridurrà la nostra impronta complessiva.
I dati prodotti di conseguenza hanno contribuito a ridurre i tempi di inattività, ad applicare la manutenzione preventiva piuttosto che dover riparare una macchina e ad agevolare la standardizzazione dei componenti. Rendere disponibili questi dati ai clienti senza mettere a rischio la proprietà intellettuale sarà una delle principali sfide che il futuro dello stampaggio a iniezione dovrà affrontare.

Richieste dei clienti

Oltre alle mutevoli richieste del mercato, i cambiamenti nella consapevolezza e le priorità dei clienti stanno già iniziando a influenzare il mondo dello stampaggio a iniezione.

La necessità di ridurre l'impronta di carbonio è un obiettivo fondamentale per i clienti, e siamo stati in grado di aumentare significativamente l'uso di materie plastiche riciclate post-consumo nei componenti prodotti in LDPE. Dall'aprile 2021, quasi tutti i componenti in LDPE prodotti nello stabilimento del Regno Unito vengono ora fabbricati utilizzando almeno il 40% di plastica riciclata senza alcun calo di qualità o prestazioni.
Oltre a ricevere le loro parti in modo rapido ed efficiente, i clienti iniziano a concentrarsi maggiormente sull'accuratezza e sulla qualità dei loro componenti.

Laptop che mostra i prodotti Essentra Components

Componenti imprecisi o di bassa qualità possono avere un enorme impatto sui tempi di consegna e sui budget di produzione di un cliente, rendendo essenziale che i produttori scelti mantengano costantemente elevati standard di qualità all'interno dei propri componenti.

I produttori esperti stanno iniziando ad adattarsi a questa nuova consapevolezza del cliente:

Aumentare gli investimenti per migliorare le competenze della forza lavoro e mantenere una formazione aggiornata.
Sottolineare l'importanza della competenza per controllare rigorosamente e mantenere la qualità all'interno dei processi di stampaggio a iniezione.
Offrire tour e ispezioni in fabbrica ai clienti e ai loro esperti interni per mantenere una conversazione onesta e aperta sugli standard e sui processi di qualità.

Apportando questi cambiamenti, Essentra Components sta lavorando per essere all'avanguardia nel settore dello stampaggio a iniezione. Oltre a prepararci per il futuro, garantisce anche che i nostri clienti ottengano lo standard di qualità dei componenti di cui hanno bisogno quando ne hanno bisogno supportati dal nostro servizio senza complicazioni.