I stampaggio a iniezione il processo comprende principalmente 6 fasi tra cui bloccaggio dello stampo, riempimento, mantenimento della pressione, raffreddamento, apertura dello stampo e sformatura. Queste 6 fasi determinano direttamente la qualità di stampaggio del prodotto e queste 6 fasi costituiscono un processo continuo completo. Questo capitolo si concentra sulle quattro fasi di riempimento, mantenimento della pressione, raffreddamento e sformatura.

1. Fase di riempimento
Il riempimento è la prima fase dell'intero ciclo di stampaggio ad iniezione, dal momento in cui lo stampo viene chiuso e viene avviata l'iniezione fino al riempimento della cavità dello stampo a circa il 95%. In teoria, minore è il tempo di riempimento, maggiore è l'efficienza di stampaggio; ma nella produzione effettiva, il tempo di stampaggio (o velocità di iniezione) è soggetto a molte condizioni.

Riempimento ad alta velocità. Durante il riempimento ad alta velocità, la velocità di taglio è elevata e la viscosità della plastica diminuisce a causa dell'effetto di assottigliamento del taglio, che riduce la resistenza complessiva al flusso; l'effetto di riscaldamento viscoso locale ridurrà anche lo spessore dello strato indurito. Pertanto, durante la fase di controllo del flusso, il comportamento di riempimento dipende spesso dalle dimensioni del volume da riempire. Cioè, nella fase di controllo del flusso, a causa del riempimento ad alta velocità, l'effetto di assottigliamento del taglio della massa fusa è spesso ampio e l'effetto di raffreddamento della parete sottile non è evidente, quindi prevale l'effetto della velocità.

Riempire a bassa velocità. Controllo della conduzione del calore Quando si riempie a bassa velocità, la velocità di taglio è inferiore, la viscosità locale è maggiore e la resistenza al flusso è maggiore. A causa della lenta velocità di rifornimento e del flusso lento del termoplastico, l'effetto di conduzione del calore è più evidente e il calore viene rapidamente rimosso dalla parete dello stampo freddo. In combinazione con una minore quantità di riscaldamento viscoso, lo strato solidificato è più spesso, il che aumenta ulteriormente la resistenza al flusso sulla parete più sottile.

A causa del flusso della fontana, le catene di polimeri plastici davanti all'onda di flusso sono allineate quasi parallele al fronte dell'onda di flusso. Pertanto, quando i due fili di plastica fusi si incontrano, le catene polimeriche sulla superficie di contatto sono parallele tra loro; inoltre, le proprietà dei due filamenti di fusione sono diverse (il tempo di permanenza nella cavità dello stampo è diverso e anche la temperatura e la pressione sono diverse), determinando l'area di fusione della massa fusa. Al microscopio, la resistenza strutturale è scarsa. Quando le parti sono posizionate ad un angolo appropriato sotto la luce e osservate ad occhio nudo, si può scoprire che ci sono evidenti linee di legame, che è il meccanismo di formazione della linea di saldatura. La linea di saldatura non solo influisce sull'aspetto della parte in plastica, ma anche la sua microstruttura è allentata, il che è facile da causare concentrazione di sollecitazioni, in modo che la resistenza della parte sia ridotta e si verifichi la frattura.

In generale, la resistenza della linea di saldatura che produce la saldatura nella regione ad alta temperatura è migliore. Perché ad alta temperatura, la mobilità delle catene polimeriche è relativamente buona e possono penetrare e intrecciarsi tra loro. Inoltre, la temperatura dei due fusi nell'area ad alta temperatura è relativamente vicina e le proprietà termiche dei fusi sono quasi le stesse, il che aumenta la resistenza dell'area di saldatura. Nella zona a bassa temperatura, la forza di saldatura è scarsa.

2. Fase di attesa
La funzione della fase di confezionamento è di applicare continuamente pressione per compattare la massa fusa e aumentare la densità della plastica (densificazione) per compensare il comportamento di ritiro della plastica. Durante il processo di mantenimento della pressione, la contropressione è elevata perché la cavità dello stampo è già riempita di plastica. Nel processo di mantenimento della pressione e della compattazione, la vite della pressa a iniezione può avanzare solo lentamente e leggermente e anche la velocità del flusso della plastica è relativamente lenta. Il flusso in questo momento è chiamato flusso di pressione di mantenimento. Nella fase di mantenimento della pressione, la plastica viene raffreddata e solidificata più velocemente dalla parete dello stampo e la viscosità del fuso aumenta rapidamente, quindi la resistenza nella cavità dello stampo è molto grande. Nella fase successiva della pressione di mantenimento, la densità del materiale continua ad aumentare e le parti in plastica vengono gradualmente formate. La fase di mantenimento della pressione continua fino a quando il cancello non è indurito e sigillato. In questo momento, la pressione nella cavità nella fase di mantenimento della pressione raggiunge il valore più alto.

Durante la fase di confezionamento, la plastica presenta proprietà parzialmente comprimibili a causa della pressione relativamente elevata. Nelle aree a maggiore pressione, la plastica è sempre più densa; nelle aree a pressione più bassa, la plastica è più lassa e di densità inferiore, con conseguente cambiamento nella distribuzione della densità con la posizione e il tempo. Durante il processo di mantenimento della pressione, la portata della plastica è estremamente bassa e il flusso non ha più un ruolo di primo piano; la pressione è il principale fattore che influenza il processo di mantenimento della pressione. Durante il processo di mantenimento della pressione, la plastica ha riempito la cavità dello stampo e la massa fusa gradualmente solidificata viene utilizzata come mezzo per trasmettere la pressione. La pressione nella cavità dello stampo viene trasmessa alla superficie della parete dello stampo attraverso la plastica e c'è la tendenza ad aprire lo stampo, quindi è necessaria una forza di bloccaggio adeguata per il bloccaggio dello stampo. In circostanze normali, la forza di espansione dello stampo aprirà leggermente lo stampo, il che è utile per lo scarico dello stampo; ma se la forza di espansione dello stampo è troppo grande, è facile causare bave, traboccamento del prodotto stampato e persino aprire lo stampo. Pertanto, quando si seleziona una macchina per lo stampaggio a iniezione, è necessario selezionare una macchina per lo stampaggio a iniezione con una forza di serraggio sufficiente per prevenire l'espansione dello stampo e mantenere efficacemente la pressione.

Nel nuovo ambiente dello stampaggio a iniezione, dobbiamo considerare alcuni nuovi processi di stampaggio a iniezione, come lo stampaggio assistito da gas, lo stampaggio assistito dall'acqua, lo stampaggio a iniezione di schiuma, ecc.

3. Fase di raffreddamento
Negli stampi per stampaggio a iniezione, la progettazione del sistema di raffreddamento è molto importante. Questo perché il prodotto in plastica stampato può essere raffreddato e solidificato solo fino a una certa rigidità e si può impedire che il prodotto in plastica si deformi a causa di forze esterne dopo lo sformatura. Poiché il tempo di raffreddamento rappresenta dal 70% all'80% circa dell'intero ciclo di stampaggio, un sistema di raffreddamento ben progettato può ridurre notevolmente il tempo di stampaggio, migliorare la produttività dell'iniezione e ridurre i costi. Il sistema di raffreddamento progettato in modo improprio prolungherà il tempo di stampaggio e aumenterà i costi; il raffreddamento irregolare provocherà ulteriormente la deformazione dei prodotti in plastica.

Secondo l'esperimento, il calore del fuso che entra nello stampo viene generalmente dissipato in due parti, una parte viene trasferita all'atmosfera per il 5% per irraggiamento e convezione e il restante 95% viene condotto dal fuso allo stampo. A causa del tubo dell'acqua di raffreddamento nello stampo, il calore viene trasferito dalla plastica nella cavità dello stampo al tubo dell'acqua di raffreddamento attraverso il telaio dello stampo per conduzione del calore e quindi portato via dal liquido di raffreddamento per convezione termica. Una piccola quantità di calore che non viene sottratta all'acqua di raffreddamento continua ad essere condotta nello stampo, per poi dissiparsi nell'aria dopo essere entrata in contatto con il mondo esterno.

Il ciclo di stampaggio dello stampaggio a iniezione consiste in tempo di bloccaggio dello stampo, tempo di riempimento, tempo di mantenimento della pressione, tempo di raffreddamento e tempo di sformatura. Tra questi, il tempo di raffreddamento rappresenta la percentuale maggiore, che va dal 70% all'80% circa. Pertanto, il tempo di raffreddamento influenzerà direttamente la durata del ciclo di stampaggio e la produzione di prodotti in plastica. Nella fase di sformatura, la temperatura del prodotto plastico deve essere raffreddata ad una temperatura inferiore alla temperatura di deformazione termica del prodotto plastico per evitare che il prodotto plastico si allenti a causa di sollecitazioni residue o deformazioni e deformazioni causate dalla forza esterna di sformatura.

I fattori che influenzano la velocità di raffreddamento del prodotto sono:
1) Progettazione di prodotti in plastica. Principalmente lo spessore delle pareti dei prodotti in plastica. Più denso è il prodotto, maggiore è il tempo di raffreddamento. In generale, il tempo di raffreddamento è approssimativamente proporzionale al quadrato dello spessore del manufatto plastico, ovvero alla potenza 1.6 del diametro massimo della guida. Cioè, lo spessore del prodotto in plastica viene raddoppiato e il tempo di raffreddamento viene aumentato di 4 volte.

2) Il materiale dello stampo e il suo metodo di raffreddamento. Il materiale dello stampo, compreso il nucleo dello stampo, il materiale della cavità e il materiale della base dello stampo, ha una grande influenza sulla velocità di raffreddamento. Maggiore è la conduttività termica del materiale dello stampo, migliore è l'effetto del trasferimento di calore dalla plastica per unità di tempo e minore è il tempo di raffreddamento.

3) La configurazione dei tubi dell'acqua di raffreddamento. Più il tubo dell'acqua di raffreddamento è vicino alla cavità dello stampo, maggiore è il diametro del tubo e maggiore è il numero, migliore è l'effetto di raffreddamento e minore è il tempo di raffreddamento.

4) Flusso del liquido di raffreddamento. Maggiore è la portata dell'acqua di raffreddamento (generalmente migliore per ottenere un flusso turbolento), migliore è l'effetto dell'acqua di raffreddamento di rimuovere il calore per convezione termica.

5) La natura del liquido di raffreddamento. La viscosità e la conducibilità termica del liquido di raffreddamento influenzeranno anche la conduttività termica dello stampo. Minore è la viscosità del liquido di raffreddamento, maggiore è la conduttività termica e minore è la temperatura, migliore è l'effetto di raffreddamento.

6) Scelta plastica. La plastica si riferisce a una misura della velocità con cui la plastica conduce il calore da un luogo caldo a un luogo freddo. Maggiore è la conduttività termica della plastica, migliore è l'effetto di conduzione termica, o minore è il calore specifico della plastica, più facile è cambiare la temperatura, quindi il calore è facile da dissipare, l'effetto di conduzione termica è migliore e il tempo di raffreddamento richiesto è più breve.

7) Impostazione dei parametri di elaborazione. Maggiore è la temperatura del materiale, maggiore è la temperatura dello stampo, minore è la temperatura di espulsione e maggiore è il tempo di raffreddamento richiesto.

Regole di progettazione per i sistemi di raffreddamento:
1) Il canale di raffreddamento è progettato per garantire che l'effetto di raffreddamento sia uniforme e rapido.

2) Lo scopo della progettazione del sistema di raffreddamento è di mantenere un raffreddamento adeguato ed efficiente dello stampo. I fori di raffreddamento devono essere di dimensioni standard per facilitare la lavorazione e il montaggio.

3) Durante la progettazione di un sistema di raffreddamento, il progettista dello stampo deve determinare i seguenti parametri di progettazione in base allo spessore della parete e al volume della parte in plastica: posizione e dimensione del foro di raffreddamento, lunghezza del foro, tipo di foro, configurazione e collegamento del foro, nonché la portata e la portata del liquido di raffreddamento. proprietà di scambio termico.

4. Fase di sformatura
La sformatura è l'ultimo anello di un ciclo di stampaggio a iniezione. Nonostante il prodotto sia stato sottoposto a cold-set, la sformatura ha comunque un impatto molto importante sulla qualità del prodotto. Un metodo di sformatura improprio può causare uno stress non uniforme sul prodotto durante lo sformatura e causare difetti come la deformazione del prodotto durante l'espulsione. Esistono due modalità principali di sformatura: la sformatura dell'eiettore e la sformatura della lamiera di spellatura. Quando si progetta uno stampo, è necessario selezionare un metodo di sformatura appropriato in base alle caratteristiche strutturali del prodotto per garantire la qualità del prodotto.

Per lo stampo con eiettore, i perni di espulsione devono essere posizionati il ​​più possibile uniformi e la posizione deve essere scelta nel punto con la maggiore resistenza all'espulsione e la massima resistenza e rigidità delle parti in plastica, in modo da evitare deformazioni e danni delle parti in plastica. La piastra spellafili è generalmente utilizzata per la sformatura di contenitori a parete sottile con cavità profonde e prodotti trasparenti che non lasciano tracce di aste di spinta.