Gli involucri in plastica per batterie, grazie ai vantaggi di leggerezza, eccellente isolamento e facilità di stampaggio di strutture complesse, sono diventati componenti di imballaggio fondamentali per batterie di potenza e batterie di avviamento. Tuttavia, nella produzione di massa distampo in plastica per involucro batteriaLa maggior parte dei clienti si trova ad affrontare numerose sfide comuni, tra cui difetti come la deformazione dovuta allo stampaggio a iniezione, il ritiro, il galleggiamento delle fibre e le bruciature, che aumentano direttamente il tasso di difettosità della produzione di massa.
A causa di queste problematiche legate alla produzione di massa, molti produttori stanno cercando il materiale plastico più resistente adatto allo stampaggio a iniezione per i contenitori delle batterie per auto, nella speranza di risolvere tutti i problemi di produzione e utilizzo con un unico materiale. Tuttavia, in realtà, non esiste un materiale plastico universalmente più resistente. La chiave per produrre contenitori per batterie in plastica di alta qualità e altamente stabili non sta nella scelta cieca di plastiche ad alte prestazioni, ma nel trovare la combinazione perfetta tra il materiale plastico e lo stampo a iniezione per il contenitore della batteria.
Solo personalizzando la progettazione e le soluzioni di produzione degli stampi per gli involucri delle batterie in plastica in base alle caratteristiche del materiale è possibile evitare completamente i difetti di stampaggio, garantendo le prestazioni dell'involucro e l'alta percentuale di successo della produzione di massa.
Questo articolo di KRMOLD fornirà un'analisi dettagliata delle prestazioni dei materiali plastici specializzati adatti agli stampi per involucri di batterie in plastica, le differenze tra i materiali più comuni e condividerà soluzioni di progettazione personalizzata e produzione in serie per stampi a iniezione per involucri di batterie per auto ad alta resistenza.
Requisiti prestazionali fondamentali per le materie plastiche adatte allo stampo per involucri di batterie in plastica
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Eccellente forza meccanica
I contenitori per batterie per auto devono resistere a vibrazioni, urti e impatti provenienti dai veicoli durante il funzionamento prolungato. Pertanto, il materiale deve possedere un'eccellente resistenza agli urti, alla deformazione e alla trazione per prevenire crepe e ammaccature, garantendo la stabilità della struttura del modulo batteria.
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Resistenza alle alte temperature
Le batterie per autoveicoli generano una grande quantità di calore durante la carica e la scarica continue, con temperature interne mantenute tra 80 e 120 °C per periodi prolungati. In caso di guasto, la temperatura può aumentare bruscamente. Le materie plastiche adatte perstampo in plastica per involucro batteriaDeve possedere un'elevata resistenza al calore, rimanendo inalterato, indeformato e non decomposto in ambienti ad alta temperatura.
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Buona resistenza chimica
L'elettrolita e i fluidi acidi presenti all'interno delle batterie per auto sono altamente corrosivi e un contatto prolungato può facilmente erodere la parete interna dell'involucro. Le plastiche utilizzate per gli involucri delle batterie devono essere resistenti agli elettroliti e alla corrosione da acidi e basi per prevenire l'invecchiamento, le crepe e le perdite dopo un utilizzo prolungato.
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Compatibilità con lo stampaggio a iniezione
I contenitori per batterie auto sono spesso strutture complesse, con pareti sottili e forme irregolari, dotate di fori di montaggio. Le materie plastiche adatte alla produzione in serie devono possedere una fluidità stabile, un ritiro di stampaggio controllabile ed essere compatibili con la produzione ad alta velocità di stampi a iniezione per contenitori di batterie auto.
2. Confronto tra le principali materie plastiche ad alta resistenza adatte allo stampo per involucri di batterie in plastica
2.1 PPS – Materiale preferito per gli involucri delle batterie ad alta potenza
Il PPS è un materiale di base ad alta resistenza, adatto ad alte temperature, carichi pesanti e standard di sicurezza elevati.stampo a iniezione per scatola batteria autoÈ inoltre un materiale di uso comune per gli involucri delle batterie dei veicoli a energia alternativa. I suoi principali vantaggi risiedono nell'estrema resistenza alla corrosione chimica, che gli consente di resistere a lungo termine alla corrosione causata dagli elettroliti delle batterie e da ambienti acidi/alcalini, e presenta eccellenti prestazioni anti-invecchiamento; la sua resistenza al calore raggiunge i 260°C, permettendogli di gestire facilmente temperature elevate e improvvise condizioni di instabilità termica delle batterie; le sue dimensioni strutturali non presentano deviazioni ad alte temperature e la sua stabilità dimensionale è estremamente elevata. Inoltre, il PPS modificato può facilmente raggiungere la classificazione di resistenza alla fiamma UL94 V-0 senza la necessità di ulteriori ritardanti di fiamma, garantendo prestazioni di sicurezza stabili.
Questo materiale è principalmente adatto alla produzione in serie di stampi in plastica per involucri di batterie per veicoli a energia alternativa e batterie industriali di fascia alta per l'accumulo di energia ad alta temperatura. Tuttavia, il PPS viene spesso modificato con fibre di vetro ad alto contenuto di carbonio per migliorarne la resistenza. L'elevata durezza delle fibre di vetro provoca un'usura significativa della cavità dello stampo dell'involucro in plastica per batterie automobilistiche; pertanto, l'acciaio comune non può essere utilizzato per lo stampo a iniezione degli involucri delle batterie per auto.
Inoltre, i processi di stampaggio a iniezione ad alta temperatura sono soggetti a problemi quali scarsa ventilazione, galleggiamento delle fibre e bruciature, il che impone requisiti estremamente elevati alla progettazione dei sistemi di ventilazione, iniezione e raffreddamento dello stampo per l'involucro in plastica della batteria.
2. PP – Un materiale economico e versatile per gli involucri delle batterie per autoveicoli
Il PP è un materiale standard comunemente utilizzato per lo stampaggio a iniezione di contenitori per batterie per auto, sia per le tradizionali batterie di avviamento che per le batterie di accumulo di energia a basso costo. La sua elevata economicità e la facilità di lavorazione lo hanno reso un materiale di primaria importanza nel mercato dei contenitori per batterie per uso civile. I suoi principali vantaggi sono l'eccellente resistenza agli acidi e alla corrosione da parte degli elettroliti, che lo rendono perfettamente compatibile con l'ambiente dielettrico delle normali batterie per auto. Possiede inoltre una buona resistenza agli urti e tenacità, non si fragilizza facilmente a basse temperature e presenta bassi costi di stampaggio a iniezione.
Tuttavia, il materiale PP presenta notevoli carenze prestazionali: rigidità insufficiente, scarsa resistenza alla deformazione, facile rammollimento ad alte temperature e un elevato tasso di ritiro durante lo stampaggio a iniezione. Ciò porta facilmente a difetti come ritiro, deformazione e incurvamento nei prodotti stampati a partire da involucri in plastica per batterie automobilistiche, con conseguente scarsa precisione dimensionale. Non è adatto agli scenari di produzione ad alta precisione e ad alto carico degli involucri per batterie di potenza ed è idoneo solo per la produzione in serie di involucri per batterie convenzionali di fascia bassa e media. Per quanto riguarda l'adattamento dello stampo per involucri di batterie in plastica, il sistema di raffreddamento e il processo di stampaggio a iniezione a pressione costante dello stampo per involucri di batterie per auto devono essere specificamente ottimizzati per compensare i difetti di ritiro e deformazione del materiale.
Progettazione e produzione di base dello stampo per involucri di batterie in plastica ad alta resistenza di KRMOLD.
KRMOLD è stato profondamente coinvolto nella ricerca e sviluppo e nella produzione distampo a iniezione per scatola batteria autoDa molti anni, per diverse materie plastiche specifiche per gli involucri delle batterie, come PPS e PP, ha sviluppato una gamma completa di soluzioni personalizzate per la progettazione di stampi e la produzione in serie, al fine di ottenere un accoppiamento preciso tra materiali e stampi.
1. Selezione personalizzata dell'acciaio per stampi
L'acciaio per stampi è fondamentale per determinare la durata e la precisione di stampaggio degli stampi per involucri di batterie in plastica. Per materiali plastici ad alta usura e ad alta temperatura come PPS, PA66 rinforzato con fibra di vetro e PBT, KRMOLD seleziona acciai per stampi di alta gamma come H13 e S136, sottoposti a un trattamento di nitrurazione profonda prima di lasciare lo stabilimento. Questo migliora significativamente la resistenza alle alte temperature, all'usura e alla corrosione della cavità dello stampo, contrastando efficacemente l'erosione e l'usura causate dai materiali in fibra di vetro. Ciò previene l'usura della cavità dello stampo e le deviazioni dimensionali durante la produzione di massa a lungo termine, garantendo una durata dello stampo di oltre 1 milione di cicli, soddisfacendo le esigenze della produzione di massa su larga scala. Per le plastiche di uso generale come il PP, vengono selezionati acciai economicamente vantaggiosi per controllare i costi di produzione del cliente, garantendo al contempo la qualità dello stampaggio.
2. Progettazione ottimizzata del sistema di canalizzazione e di alimentazione
Per le plastiche ad alta rigidità e bassa fluidità utilizzate per gli involucri delle batterie, come il PPS e le plastiche rinforzate con fibra di vetro, KRMOLD impiega una struttura di iniezione ottimizzata con punti di iniezione multipli e laterali per gli stampi a iniezione per le scatole delle batterie per auto. Ciò consente alla plastica fusa di riempire uniformemente la cavità dello stampo, favorendo una distribuzione uniforme della fibra di vetro e risolvendo completamente i difetti di produzione di massa come riempimento non uniforme, mancanza localizzata di colla, spessore non uniforme del guscio e deformazione causati dai sistemi a singolo punto di iniezione. Allo stesso tempo, prima della produzione di massa, viene condotta un'analisi professionale del flusso di stampaggio per prevedere problemi come deviazioni nel riempimento della plastica, ritenzione e carenza di materiale, ottimizzando con precisione il punto di iniezione e le dimensioni del canale di alimentazione per garantire la coerenza dimensionale di ogni involucro in plastica per batterie automobilistiche.
3. Progettazione precisa ed equilibrata del sistema di raffreddamento
KRMOLD progetta una struttura di canali di raffreddamento conformale e densa per stampi di involucri di batterie in plastica, adattata alle caratteristiche dei diversi materiali. Questa struttura si adatta alle elevate temperature di stampaggio richieste dal PC e alle elevate caratteristiche di ritiro del PP, garantendo un controllo uniforme della temperatura in tutta la cavità dello stampo. Per affrontare la complessa struttura a pareti sottili e i numerosi angoli morti degli involucri delle batterie, è stato adottato un innovativo design di raffreddamento a inserto. Ciò risolve i problemi dei canali di raffreddamento tradizionali, che non riescono a coprire gli angoli morti e causano un raffreddamento locale non uniforme, riducendo significativamente il ciclo di stampaggio e sopprimendo efficacemente il ritiro del materiale PP e la deformazione da stress locale del materiale PPS, diminuendo così i tassi di difettosità nella produzione di massa.
4. Sistema di ventilazione appositamente progettato per materiali in fibra di vetro
Per materiali come PPS e PA66 rinforzato con fibra di vetro, che sono soggetti all'accumulo di gas durante il riempimento ad alta temperatura, KRMOLD ha progettato una speciale scanalatura di sfiato di precisione nelstampo a iniezione per scatola batteria autoGrazie all'inserimento di una struttura di ventilazione composita, il sistema scarica rapidamente l'aria e i gas di decomposizione ad alta temperatura dall'interno della cavità, evitando in anticipo difetti di stampaggio dovuti alla struttura dello stampo e garantendo la levigatezza della superficie dell'involucro e l'integrità della struttura interna.
