Cos'è lo stampaggio a iniezione di PC?
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Lo stampaggio a iniezione di PC si riferisce allo stampaggio a iniezione di policarbonato. Il PC è uno dei materiali plastici utilizzati negli stampi a iniezione. È ampiamente utilizzato nell'industria automobilistica, nell'industria medica, nell'industria degli elettrodomestici, nell'industria degli imballaggi e in altri campi per la sua elevata resistenza, rigidità, resistenza agli urti e resistenza al calore.
Il policarbonato è disponibile in molti tipi o gradi. I gradi comuni di policarbonato includono policarbonato di grado medico, policarbonato di grado alimentare e policarbonato di grado generale. E un vantaggio importante nell'uso di stampi per PC di grado ottico è che il policarbonato ha eccellenti proprietà ottiche e la maggior parte della luce può passare attraverso. Anche quando colorato, questa plastica amorfa può mantenere la sua durata e resistenza. A volte, il policarbonato viene utilizzato al posto di altri materiali perché il PC può mantenere le sue proprietà fisiche in un intervallo di temperatura più ampio.
Vantaggi degli stampi per alloggiamenti per PC resistenti agli urti
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① Ciclo veloce
Lo stampaggio a iniezione di PC è molto più veloce di altri metodi di lavorazione, come la formatura sotto vuoto e la lavorazione meccanica. Cicli di produzione più rapidi significano che gli stampi per alloggiamenti PC resistenti agli urti possono produrre più parti nello stesso lasso di tempo. Ciò non solo riduce il costo di ogni parte, ma migliora anche l'efficienza produttiva complessiva, consentendo alle aziende di soddisfare la domanda del mercato più rapidamente.
② Evitare difetti superficiali
La levigatezza della superficie dei materiali in policarbonato è molto importante per alcune applicazioni che richiedono elevata trasparenza, come i fari delle auto. Durante il processo di stampaggio a iniezione di PC, la qualità della superficie della parte è direttamente influenzata dalla levigatezza degli stampi a iniezione di vetro antiproiettile. Se gli stampi in plastica ad alte prestazioni vengono lucidati finemente per ottenere un effetto specchio, questa proprietà liscia verrà trasferita anche alla parte stampata. Ciò può ridurre efficacemente i difetti superficiali e rendere il prodotto finale più perfetto.
③ Può adattarsi a una varietà di dimensioni di parti
Un grande vantaggio della tecnologia di stampaggio a iniezione di PC è che può produrre parti di varie dimensioni. Quasi tutte le dimensioni di stampi per PC trasparenti possono essere progettate in base alle esigenze, in modo che parti di varie dimensioni possano essere personalizzate per soddisfare le esigenze di diversi settori. Questa flessibilità rende il processo di produzione più efficiente e può rispondere rapidamente ai cambiamenti del mercato.
④ Ottenere un'eccellente ripetibilità da parte a parte
Lo stampaggio a iniezione di PC utilizza stampi per alloggiamenti in PC resistenti agli urti lavorati con precisione, che garantiscono che le parti prodotte abbiano un'elevata coerenza in termini di dimensioni e qualità. Sebbene possano esserci lievi cambiamenti nelle dimensioni della parte, questi cambiamenti sono generalmente mantenuti entro intervalli accettabili. Utilizzando il controllo statistico del processo, è possibile impedire efficacemente che questi cambiamenti vengano amplificati dall'usura della macchina, dall'instabilità del processo o dalle differenze nei materiali. Questa ripetibilità è particolarmente importante per le parti che richiedono elevata precisione, come le lenti.
⑤ Produrre prodotti con design e forme diversi
Finché vengono seguiti i principi di progettazione appropriati (chiamati DFM, design for manufacturing), gli stampi a iniezione di vetro antiproiettile possono essere utilizzati per produrre parti di vari stili e forme. Ciò include l'utilizzo di tecnologie come lo stampaggio a sovrastampaggio e lo stampaggio a inserto per produrre parti realizzate con una combinazione di più materiali. Questa diversità consente ai progettisti di ottenere progetti di prodotti più complessi e innovativi per soddisfare le esigenze di diversi utenti.
Applicazioni di stampi per PC di grado ottico
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La domanda di mercato per lo stampaggio a iniezione di PC è molto ampia e i prodotti da esso realizzati sono ampiamente utilizzati in vari settori. Di seguito sono riportati alcuni esempi di applicazioni chiave elencati da KRMOLD:
Settore medico
(1) Siringhe: il policarbonato ha un'eccellente resistenza alla corrosione e al calore e può sopportare radiazioni, ossido di etilene o sterilizzazione in autoclave a vapore. Queste proprietà lo rendono un materiale ideale per dispositivi medici che richiedono sterilizzazione ad alta temperatura.
Processo opzionale di stampaggio a iniezione di plastica:
①Stampaggio a iniezione multicavità
Lo stampaggio a iniezione multicavità consente di produrre più siringhe mediche simultaneamente nello stesso ciclo di stampaggio a iniezione, il che è molto efficace nella produzione di siringhe. Utilizzando lo stampaggio a iniezione multicavità, i produttori possono migliorare significativamente l'efficienza produttiva e ridurre il costo di ogni siringa. Questo processo è particolarmente adatto per la produzione su larga scala, garantendo la coerenza di qualità e prestazioni di ogni siringa, soddisfacendo gli elevati standard richiesti dal settore medico.
Il micro stampaggio è un processo di stampaggio a iniezione utilizzato per produrre parti piccole e precise, adatto alla produzione di piccoli componenti di siringhe. Questo processo può raggiungere un'accuratezza dimensionale e una finitura superficiale estremamente elevate, garantendo la coerenza delle varie parti della siringa in termini di funzione e aspetto.
Lo stampaggio a microfusione è particolarmente indicato per la produzione di componenti quali aghi e pistoni di piccole siringhe, in grado di soddisfare gli elevati standard e i requisiti di elevata precisione del settore medico, migliorando al contempo l'efficienza produttiva e riducendo i costi di produzione.
(2) Occhiali e lenti: il policarbonato è spesso utilizzato nelle lenti degli occhiali per la sua buona chiarezza ottica e resistenza ai raggi UV. Dopo aver aggiunto stabilizzatori UV, le lenti in policarbonato possono resistere efficacemente alla luce UV dannosa e proteggere la salute degli occhi.
Processo opzionale di stampaggio a iniezione di plastica:
Il sovrastampaggio è un processo di stampaggio a iniezione che combina due materiali diversi insieme. Nella produzione di occhiali e lenti, il sovrastampaggio può essere utilizzato per aggiungere uno strato di materiale morbido, come la gomma termoplastica (TPR), alle lenti in policarbonato per fornire un comfort migliore e proprietà antiscivolo. Questo processo consente ai produttori di combinare più materiali nello stesso processo di produzione, migliorando la funzionalità e l'aspetto degli occhiali.
Attraverso la sovrastampa, i produttori possono formare un rivestimento morbido sul bordo o sulla montatura della lente per migliorare il comfort di utilizzo, aumentando al contempo la durata e la resistenza agli urti della montatura. Questo processo è particolarmente adatto per la produzione di occhiali sportivi e per bambini.
Lo stampaggio a doppio colpo consente di utilizzare due diversi materiali polimerici negli stessi stampi a iniezione a due colpi per lo stampaggio a iniezione. Questo processo è particolarmente adatto per la produzione di occhiali e lenti e può ottenere una combinazione perfetta di materiali diversi. Ad esempio, il policarbonato può essere utilizzato come materiale principale per la lente, mentre un altro materiale morbido può essere iniettato nella parte della montatura per fornire un comfort e una presa migliori.
Il vantaggio dello stampaggio a doppia iniezione è che può completare progetti complessi in un unico passaggio, riducendo la necessità di un successivo assemblaggio. Questo processo assicura una buona combinazione di materiali, migliora la funzionalità complessiva e l'estetica degli occhiali e li rende più in linea con le esigenze dell'utente.
Industria automobilistica
Fari per auto: il policarbonato è ampiamente utilizzato nei fari per auto grazie alla sua tenacità, resistenza alle alte e basse temperature, resistenza ai raggi UV e trasparenza. Inoltre, la sua eccellente resistenza agli urti gli consente di resistere efficacemente all'impatto dei detriti stradali e garantire la sicurezza di guida.
Lo stampaggio assistito da gas è un processo che riduce l'utilizzo di materiale e migliora la qualità dei prodotti finiti introducendo gas durante lo stampaggio assistito da gas. Nella fabbricazione di fari per auto, questo processo può ridurre efficacemente il peso delle parti in plastica mantenendone la resistenza e la rigidità. L'iniezione di gas può formare cavità durante lo stampaggio assistito da gas, ridurre il riempimento di materiale e quindi ottimizzare i costi di produzione.
Questo processo è particolarmente adatto per la produzione di alloggiamenti per fari di automobili di forma complessa, che possono ottenere una migliore finitura superficiale e ridurre il rischio di deformazione. Allo stesso tempo, può anche migliorare l'efficienza produttiva, ridurre i tempi di raffreddamento e migliorare ulteriormente la capacità produttiva complessiva.
La decorazione in stampo Injection Mold è un processo che incorpora la pellicola decorativa nel processo di stampaggio, che è molto adatto per la fabbricazione di fari per automobili. Incorporando la pellicola del motivo o del logo nella plastica durante la decorazione in stampo Injection Mold, è possibile ottenere effetti superficiali di alta qualità e resistenza all'usura. Questo processo può fornire una vasta gamma di opzioni di progettazione dell'aspetto proteggendo al contempo il motivo della pellicola da influenze esterne.
Grazie allo stampaggio a iniezione IMD, i fari per automobili non solo hanno una buona funzionalità, ma migliorano anche l'effetto visivo, soddisfano i requisiti estetici del design automobilistico moderno e aumentano l'attrattiva per i consumatori.
Proprietà del policarbonato
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| Proprietà | Valore |
| Densità (g/cm³) | 1.2 – 1.22 |
| Tasso di restringimento (%) | 0,4 – 0,7 |
| Resistenza alla trazione allo snervamento (MPa) | 55 – 75 |
| Allungamento a rottura (%) | 80-150 |
| Modulo di flessione (GPa) | 2.2-2.4 |
| Resistenza alla flessione (MPa) | 75-100 |
| Temperatura di essiccazione (°C) | 80-100 |
| Tempo di asciugatura (ore) | 2-4 |
| Temperatura di fusione (°C) | 220-260 |
| Temperatura dello stampo (°C) | 70-100 |
Processo di stampaggio a iniezione di PC
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1. Fase di riempimento
Durante la fase di riempimento, i pellet di policarbonato vengono riscaldati fino allo stato fuso e poi iniettati negli stampi per PC di grado ottico attraverso l'ugello della macchina per stampaggio a iniezione. La chiave di questa fase è garantire che il materiale fuso possa riempire rapidamente e uniformemente ogni angolo degli stampi per alloggiamenti per PC antiurto. Il controllo della velocità e della pressione di riempimento è fondamentale per prevenire bolle e difetti. Se il riempimento non è uniforme, potrebbe causare difetti sulla superficie del prodotto, il che influirà sulla qualità del prodotto finale.
2. Fase di commutazione
La fase di commutazione si riferisce alla fase in cui il sistema di controllo della macchina per stampaggio a iniezione di PC passa alla pressione di picco dopo un breve ritardo dal completamento del riempimento. Durante questa fase, il sistema mantiene una certa pressione per garantire che il policarbonato sia distribuito uniformemente e riempia gli stampi in plastica ad alte prestazioni. Questo processo richiede un controllo estremamente preciso per evitare vuoti o riempimento incompleto dovuto a pressione insufficiente.
3. Fase di pressione
Durante la fase di pressione, la macchina per stampaggio a iniezione di PC continua ad applicare pressione per garantire che il materiale rimanga negli stampi per PC trasparenti durante il raffreddamento e la solidificazione. Lo scopo di questa fase è di compensare il restringimento che può verificarsi nel policarbonato durante il raffreddamento. Mantenendo una pressione adeguata, è possibile ridurre la deformazione del prodotto e migliorare la precisione dimensionale e la consistenza delle parti.
4. Fase di raffreddamento
La fase di raffreddamento è l'ultimo passaggio del processo di stampaggio a iniezione del PC. Durante questa fase, il policarbonato si raffredda gradualmente e si solidifica negli stampi in plastica ad alte prestazioni per formare il prodotto finale. La durata del tempo di raffreddamento influisce direttamente sulle proprietà fisiche e sull'aspetto del prodotto. Se il raffreddamento non è uniforme, potrebbe causare una distribuzione non uniforme dello stress interno nel prodotto, che potrebbe causare rotture o deformazioni nell'uso successivo. Pertanto, progettare correttamente il sistema di raffreddamento e il tempo sono la chiave per garantire la qualità del prodotto.
Condizioni di processo per stampaggio a iniezione di PC
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| Asciugatura | Diversi gradi di PC assorbono umidità, quindi la pre-essiccazione è molto importante. Si consiglia di essiccare a 100-120 gradi Celsius (o 212-248 gradi Fahrenheit) per 3-4 ore. Il contenuto di umidità deve essere mantenuto al di sotto dello 0,02% prima che il processo inizi. |
| Punto di fusione | 260 – 340 gradi Celsius (o 500 – 644 gradi Fahrenheit); i gradi PC con MFR basso richiedono temperature più elevate e viceversa |
| Temperatura dello stampo | 70 – 120 gradi Celsius (o 158 – 248 gradi Fahrenheit); i gradi di PC con MFR basso richiedono temperature più elevate e viceversa. |
| Stampaggio a iniezione di plastica a pressione | Mantenere la pressione più alta possibile per ottenere una formatura rapida. |
| Velocità di iniezione | Quando si utilizzano porte di piccole dimensioni o laterali, si dovrebbe usare una velocità di iniezione più lenta; per altri tipi di porte, si dovrebbe usare una velocità più alta. |
Specificare il tipo di plastica (ad esempio PP, ABS) e i requisiti di post-elaborazione (ad esempio spruzzatura, serigrafia) e fornire disegni di parti in plastica 2D o 3D. Allo stesso tempo, fornire il volume di produzione, i requisiti di aspetto, gli standard di tolleranza, ecc.
In generale, i nostri ingegneri inizieranno a preparare il preventivo subito dopo che il cliente avrà fornito i requisiti di produzione completi. Di solito ci vogliono circa 1-3 giorni.
Il lead time per gli stampi a iniezione normali è solitamente di 30-60 giorni, e potrebbe essere più lungo per gli stampi complessi. Ad esempio, il lead time tipico per gli stampi in silicone liquido è di circa 60 giorni, coprendo progettazione, produzione, test dello stampo, ecc.
Tecnologia di lavorazione ad alta precisione: per ottimizzare il processo di progettazione, in combinazione con il software CAD/CAM, vengono utilizzate apparecchiature ad alta precisione come centri di lavorazione CNC (CNC) ed elettroerosione a tuffo (EDM). Controllo qualità: ispezione delle dimensioni principali dello stampo mediante macchina di misura a coordinate (CMM) e verifica di più lotti di campioni durante la fase di stampaggio di prova. Selezione del materiale: utilizzare acciaio per filiere con elevata resistenza all'usura (ad esempio H13, S136) e trattamento superficiale (ad esempio nitrurazione, cromatura) per i dadi delle filiere per prolungarne la durata.
Dopo ogni 50.000 stampi, controllare il pilastro guida, il perno di espulsione e altre parti soggette a usura e pulire la plastica residua e la ruggine sulla superficie dello stampo. Utilizzare grasso ad alta temperatura per le parti scorrevoli (ad esempio, parte superiore inclinabile, cursore) per ridurre la perdita di attrito. Assicurarsi che il circuito dell'acqua sia liscio e che la differenza di temperatura sia ≤5℃ per evitare crepe nello stampo dovute a stress termico.
Il costo dei materiali dello stampo ha rappresentato circa il 30-40% (ad esempio, 1 tonnellata di acciaio P20 costa circa 20.000 yuan), i costi di lavorazione hanno rappresentato oltre il 50% (tariffa oraria della manodopera CNC di circa 80-150 yuan/ora). La produzione in piccoli lotti può scegliere uno stampo in alluminio o semplificare la progettazione strutturale; per oltre 100.000 pezzi si consiglia di utilizzare inserti in carburo per migliorare la durata!
I prodotti a iniezione in stampo devono soddisfare pienamente i requisiti di progettazione (come dimensioni, aspetto) e possono essere una produzione continua e stabile. La marcatura dello stampo, i report di ispezione (come il test di durezza del materiale) e i disegni tecnici devono essere completi.
L'acciaio per stampi (come S136H, NAK80 e altri materiali importati costano di più) e il tipo di embrione dello stampo (il costo a breve termine dello stampo in alluminio è basso ma la durata è breve) influiscono direttamente sul costo; l'uso della tecnologia di progettazione CAD/CAE/CAM, del sistema a canale caldo, ecc. aumenterà l'investimento iniziale, ma può aumentare i vantaggi a lungo termine (come la riduzione delle materozze, l'aumento della capacità produttiva).
