6 domande frequenti sullo spessore delle pareti nello stampaggio a iniezione

Spessore parete Si riferisce allo spessore del materiale della struttura di parete di un componente stampato a iniezione con cavità o strutture a guscio. È uno dei parametri chiave nella progettazione strutturale dei prodotti in plastica.

Secondo le statistiche, circa il 40% dei difetti è direttamente correlato a una progettazione errata dello spessore della parete. processo di stampaggio ad iniezione, uno spessore scientifico della parete garantisce un riempimento uniforme della cavità dello stampo e un raffreddamento uniforme del prodotto, riducendo il consumo di materiale e i costi di manutenzione dello stampo.

In questo articolo risponderemo a 6 domande e risposte comuni sulla progettazione dello spessore delle pareti nello stampaggio a iniezione.

1. Perché è importante progettare lo spessore delle pareti?

La progettazione dello spessore delle pareti è uno dei fattori chiave che determinano la qualità del prodotto, l'efficienza produttiva e il controllo dei costi. Di seguito, esaminiamo la questione da quattro punti di vista:

In primo luogo, per quanto riguarda la qualità dello stampaggio, lo spessore delle pareti influisce direttamente sul flusso del fuso e sul raffreddamento. Pareti eccessivamente sottili aumentano la resistenza al flusso, causando un raffreddamento e una solidificazione prematuri prima del completo riempimento della cavità, con conseguenti difetti di stampaggio corto. Al contrario, pareti eccessivamente spesse possono portare a velocità di raffreddamento irregolari, causando segni di ritiro visibili e vuoti interni, compromettendo seriamente l'aspetto e le proprietà meccaniche del prodotto.

In secondo luogo, per quanto riguarda i costi di produzione, lo spessore delle pareti influisce direttamente sul consumo di materiale e sull'efficienza produttiva. I dati di settore mostrano che ogni aumento di 0.1 mm nello spessore delle pareti aumenta il costo unitario del materiale del 3-5%. Ancora più importante, il tempo di raffreddamento aumenta proporzionalmente al quadrato dello spessore delle pareti (ad esempio, pareti da 3 mm richiedono un raffreddamento più lungo del 125% rispetto a pareti da 2 mm), il che prolunga i tempi di ciclo e riduce i tassi di utilizzo delle attrezzature.

In terzo luogo, per quanto riguarda la resistenza strutturale, uno spessore insufficiente provoca il guasto del prodotto attraverso la frattura durante l'uso, mentre uno spessore eccessivo non solo spreca materiale, ma può anche indurre rischi di crepe nelle zone di concentrazione delle sollecitazioni (ad esempio, negli angoli).

Infine, la progettazione dello spessore delle pareti influisce direttamente sulla complessità dello stampo e sui costi di produzione. Pareti troppo sottili aumentano la difficoltà di realizzazione dello stampo. Mentre una distribuzione non corretta dello spessore richiede spesso sistemi di iniezione, canali di raffreddamento e sfiati più complessi, tutti fattori che aumenteranno i costi. costi di produzione e difficoltà di manutenzione dello stampo.

2. Quali sono gli spessori delle pareti consigliati per le parti in plastica?

A causa delle differenze di fluidità, tasso di contrazionee le proprietà meccaniche tra le varie materie plastiche, anche lo spessore delle pareti può variare. Qui elenchiamo i valori consigliati per le materie plastiche più comuni (vedi tabella sottostante).

Suggerimento: le parti con pareti sottili (<1 mm) richiedono materiali ad alta fluidità (come PP, PC) e macchine a iniezione ad alta pressione.

Questi valori possono servire da riferimento per la progettazione preliminare. Tuttavia, è importante sottolineare che lo spessore finale della parete deve essere convalidato tramite analisi di flusso dello stampo, tenendo conto di fattori quali la struttura del prodotto, i requisiti funzionali e i processi produttivi.

3. Lo spessore della parete deve essere completamente uniforme?

Lo spessore della parete non deve essere uniforme, ma deve seguire i principi di transizione.

Sebbene sia consentita la variazione di spessore,Si consiglia di utilizzare la modalità di modifica graduale, consentendo all'area a parete spessa di passare gradualmente all'area a parete sottileVariazioni improvvise di spessore possono causare concentrazioni di stress, con conseguenti deformazioni o segni di cedimento. In pratica, alcune aree chiave (ad esempio, angoli delle custodie dei telefoni, giunti portanti) richiedono spessori aggiuntivi, ma è consigliabile utilizzare nervature di rinforzo per fornire un supporto aggiuntivo, anziché affidarsi esclusivamente a pareti più spesse per la resistenza.

La variazione di spessore delle pareti tra aree adiacenti dovrebbe essere limitata a ±20% in fase di progettazione e le aree di transizione dovrebbero utilizzare raccordi o smussi arrotondati per garantire giunzioni uniformi. È necessario prestare particolare attenzione alle giunzioni tra nervature e base per evitare un eccessivo accumulo di spessore. Secondo l'esperienza del settore, lo spessore delle nervature è solitamente controllato al 50%-70% dello spessore della parete principale, il che garantisce l'integrità strutturale e previene difetti di stampaggio causati da spessori di parete non uniformi. Controllando in modo ragionevole la variazione di spessore delle pareti e ottimizzando la progettazione delle transizioni, è possibile garantire la qualità di stampaggio e l'affidabilità strutturale del prodotto, soddisfacendo al contempo i requisiti funzionali.

4. La variazione dello spessore delle pareti influisce sulla durata dello stampo?

Sì. Quando lo spessore delle pareti del prodotto è evidentemente irregolare, alcune aree dello stampo rimangono a temperature elevate. Questo carico termico non uniforme accelera la fatica termica nell'acciaio dello stampo, rendendo la superficie soggetta a crepe e altri danni. In secondo luogo, velocità di raffreddamento più lente nelle sezioni con pareti spesse causano spesso segni di ritiro, che costringono gli operai a rielaborare e lucidare frequentemente, aumentando i costi di manodopera e riducendo la durata dello stampo a causa delle ripetute modifiche. 

Ancora più grave, il restringimento non uniforme causato dalla variazione dello spessore della parete può portare a una diminuzione della precisione dell'allineamento dello stampo, con conseguenti problemi di qualità come sbavature o deviazioni dimensionali. Per prolungare la durata dello stampo, si raccomanda di uniformare il più possibile lo standard di spessore delle pareti durante la fase di progettazione del prodotto. Se per esigenze funzionali è necessario utilizzare spessori di parete diversi, è necessario ottimizzare il layout del sistema di raffreddamento tramite un'analisi del flusso dello stampo il prima possibile, per mantenere tutte le aree dello stampo a temperature equilibrate.

5. Come determinare rapidamente se lo spessore della parete è adeguato?

Nel processo di progettazione di componenti per stampaggio a iniezione, l'analisi dello spessore delle pareti è un passaggio fondamentale che richiede ripetute verifiche e ottimizzazioni. I progettisti possono completare efficacemente questa valutazione con software di modellazione 3D professionale come SolidWorks.

La funzione di analisi dello spessore delle pareti del software consente di scansionare automaticamente l'intero modello 3D e di visualizzare la distribuzione dello spessore tramite una mappa a colori. Ciò consente ai progettisti di identificare rapidamente potenziali punti deboli strutturali o zone di accumulo di materiale.

Quando il risultato dell'analisi evidenzia più aree con spessori di parete non conformi, in genere è necessario riconsiderare l'intero schema di progettazione. È importante notare che l'analisi deve essere combinata con le proprietà dei materiali e con i parametri effettivi del processo di stampaggio a iniezione per ottenere risultati di valutazione più accurati.

6. Come ridurre lo spessore della parete mantenendone la resistenza?

Per ottenere una riduzione dello spessore delle pareti senza compromettere l'integrità strutturale nei componenti stampati a iniezione, gli ingegneri devono prestare attenzione a quattro aspetti: progettazione strutturale, selezione dei materiali, processi di stampaggio e verifica della simulazione.

Design strutturaleL'aggiunta di nervature di rinforzo nei punti critici di sollecitazione può far risparmiare materiale e migliorare la rigidità complessiva. Inoltre, è possibile utilizzare raccordi nelle transizioni di spessore per evitare la concentrazione di sollecitazioni.

Selezione dei materiali :La scelta di materiali rinforzati, ad esempio aggiungendo fibre, può aumentare significativamente la resistenza del materiale e ridurre lo spessore della parete.

Processo di stampaggio: La tecnologia di schiumatura microcellulare può ridurre il peso mantenendo oltre il 90% della resistenza originale, formando una struttura a bolle chiuse all'interno del materiale. Per le aree con pareti spesse, la tecnologia di stampaggio a iniezione assistita da gas può formare una struttura cava all'interno e ottenere uno spessore di parete inferiore.

Verifica della simulazione: Il progetto deve essere convalidato con un software di simulazione CAE. Assicurarsi che il prodotto possa ancora soddisfare i requisiti di resistenza dopo la riduzione dello spessore delle pareti, evitando difetti come colpi insufficienti e deformazioni.

Infine, sentiti libero di contatti RJCMOLD, un'azienda con oltre 20 anni di esperienza nello stampaggio a iniezione. Possiamo aiutarvi ad analizzare lo spessore delle pareti e fornire suggerimenti per il miglioramento.