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Nucleo dello stampo e cavità dello stampo: Differenze e considerazioni sulla progettazione

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Immagine in primo piano del nucleo dello stampo e della cavità dello stampo

In stampaggio a iniezioneIl termine "anima e cavità dello stampo" si riferisce alle parti di precisione utilizzate nel cuore dello stampo per le sue operazioni chiave. La struttura dell'anima e della cavità è in genere estremamente complessa e rende la loro fabbricazione impegnativa e costosa, spesso con spese di manodopera di gran lunga superiori ai costi dei materiali. La scelta del materiale per l'anima e la cavità influisce direttamente sul costo e sulla durata dello stampo.

anime e cavità dello stampo presso FirstMold

Per i progettisti di prodotti o per coloro che necessitano di servizi di produzione di stampi o servizi di produzione in serie di parti in plasticaL'acquisto comprende la progettazione dello stampo, la fabbricazione delle parti dello stampo (principalmente l'anima e la cavità), l'assemblaggio dello stampo, la fattibilità dello stampo per la produzione a iniezione, controllo qualitàe l'efficienza produttiva, tra gli altri aspetti.

Per i produttori di stampi, dopo aver completato la progettazione dello stampo, l'attenzione principale del reparto di produzione si concentra sull'anima e sulla cavità. Ciò evidenzia l'importanza del nucleo e della cavità nella composizione dello stampo.

Oggi analizziamo la parte più importante della composizione dello stampo: l'anima e la cavità.

Che cosa sono il nucleo e la cavità?

Il nucleo e la cavità comprendono la cavità dello stampo e il nucleo dello stampo, che sono strettamente combinati per formare la forma complessiva e l'interno dello stampo. struttura dello stampo. La cavità dello stampo è responsabile principalmente della formazione della forma e della struttura interna del prodotto e del controllo della sua precisione. Al contrario, il nucleo dello stampo forma principalmente la forma e la struttura esterna del prodotto, completando lo stampaggio complessivo del prodotto.

Differenze tra nucleo e cavità

Oltre alle funzioni primarie sopra menzionate, le differenze tra cavità e nucleo si riflettono nei seguenti aspetti:

cavità dello stampo di un prodotto per asciugacapelli
Cavità dello stampo
Anima dello stampo con plastica stampata al suo interno
Anima dello stampo con plastica stampata al suo interno

Differenze procedurali durante l'iniezione

Durante il processo di iniezione, vi sono alcune differenze nelle fasi procedurali tra il nucleo e la cavità. I granuli di plastica entrano in uno spazio chiuso dello stampo attraverso una cavità (si noti che questo spazio chiuso è formato da due parti, ma il più delle volte questo spazio è considerato parte della cavità, per cui molti lo chiamano anche cavità dello stampo).

A questo punto, l'anima dello stampo è ben aderente alla cavità. Quando la plastica fusa si raffredda fino a diventare solida, il nucleo viene aperto e il prodotto sul nucleo viene espulso attraverso il sistema di espulsione. Si noti che durante questo processo la cavità rimane ferma, mentre l'anima si muove.

Resistenza alla pressione differenziale

A causa delle differenze di forma e funzione, l'anima e la cavità sopportano pressioni diverse. La cavità di solito deve sopportare pressioni più elevate perché deve riempire completamente la cavità dello stampo con il materiale del prodotto durante il processo di stampaggio e garantire l'integrità della struttura interna del prodotto. Il nucleo sopporta pressioni inferiori, soprattutto per conferire al prodotto un aspetto perfetto.

Selezione del materiale per cavità e nucleo

Esistono anche alcune differenze nella scelta dei materiali per il nucleo e la cavità. Poiché la cavità deve sopportare una pressione e un'usura maggiori, in genere richiede materiali più resistenti all'usura, come l'acciaio legato o il carburo. Il nucleo può utilizzare materiali relativamente più morbidi, come le leghe di alluminio, per un migliore riempimento e raffreddamento durante il processo di stampaggio del prodotto.

Ciclo di utilizzo e variabilità della manutenzione

Anche il ciclo di utilizzo e la manutenzione del nucleo e della cavità sono diversi. Poiché la cavità è sottoposta a una pressione e a un'usura maggiori, la sua vita utile è solitamente più breve. Le aziende produttrici spesso sostituiscono regolarmente la cavità per garantire la qualità del prodotto e l'efficienza della produzione. Al contrario, il nucleo è soggetto a minore usura e pressione, quindi la sua durata è relativamente più lunga.

Come distinguere tra nucleo e cavità?

I metodi per differenziare il nucleo e la cavità includono principalmente:

Osservare l'aspetto:

La cavità dello stampo appare solitamente più liscia, con sporgenze e rientranze distinte, mentre il nucleo dello stampo tende ad avere un aspetto più ruvido, con fori e segni di taglio. L'aspetto della cavità e del nucleo può non presentare differenze evidenti, a seconda del tipo e dello scopo dello stampo.

Metodo di rilevamento e di analisi:

Determinare i ruoli e le posizioni della cavità e dell'anima attraverso il rilevamento e le prove, compresi il posizionamento, il serraggio e le prove di pressione.

Osservare la struttura:

La struttura dell'anima e della cavità differisce; la cavità contiene tipicamente componenti come pulsanti o clip per facilitare lo smontaggio e l'assemblaggio, mentre l'anima comprende parti critiche come i giunti dei pezzi e i manicotti dello stampo.

Controllo della linea di demarcazione e del perno di fissaggio:

The core and cavity have different shapes for linee di separazione and dowel pins, which helps confirm their positions.

Peso e materiale di osservazione:

La cavità è generalmente più leggera dell'anima e di solito utilizza materiali con requisiti di resistenza all'usura e durezza più elevati, come l'acciaio per utensili o l'acciaio legato, mentre l'anima utilizza comunemente ghisa, acciaio o leghe.

Controllo delle marcature:

Dopo aver smontato lo stampo, prestare attenzione alle marcature sulle parti del nucleo e della cavità. Ad esempio, la cavità può essere contrassegnata con "F" o "1", mentre il nucleo può avere "R" o "2".

Osservare la forma e il posizionamento del prodotto:

Osservando la forma del prodotto e le superfici di accoppiamento e i perni di posizionamento della cavità e dell'anima, si può giudicare in via preliminare la loro posizione.

These methods can be used individually or in combination to more accurately differentiate between the core and cavity.

Produzione della cavità dello stampo e del nucleo dello stampo

Il processo di fabbricazione e lavorazione della cavità e dell'anima dello stampo presenta analogie ma anche alcune differenze, illustrate di seguito:

1. Preparazione del materiale

Prima di iniziare il processo di lavorazione, è necessario preparare i materiali necessari. Il tipo e le dimensioni del materiale dell'anima dello stampo e della cavità dipendono dal tipo e dalle specifiche dello stampo. Inoltre, è necessario preparare vari utensili, attrezzature e materiali ausiliari necessari per la lavorazione.

2. Fresatura tradizionale

La lavorazione iniziale viene eseguita su una fresatrice, compresa la realizzazione dei fori di raffreddamento, la filettatura dei fori, la foratura e la maschiatura delle viti, la foratura e l'alesatura. perno di espulsione fori, numerazione dello stampo, angoli di riferimento, ecc. Queste fasi devono essere eseguite con precisione in base ai requisiti del disegno per garantire che la forma e le dimensioni dell'anima e della cavità siano conformi al progetto.

3. Lavorazione CNC

La lavorazione grossolana viene eseguita su un Centro di lavoro CNC, working on the shape and features. Lavorazione CNC efficiently completes complex shape cutting while ensuring accuracy and surface quality.

4. Trattamento termico

La cavità e il nucleo sono sottoposti a un trattamento termico secondo i requisiti di progetto per ottenere la durezza e la resistenza all'usura desiderate. Durante il processo di trattamento termico, è importante controllare parametri quali la temperatura, il tempo e la velocità di raffreddamento per garantire risultati conformi alle specifiche.

5. Rettifica

La finitura viene eseguita su una rettificatrice, compresa la rettifica degli angoli a sei facce per ottenere dimensioni di precisione adatte alle dimensioni del telaio, ecc. I requisiti di precisione per le dimensioni esterne sono severi e richiedono una rettifica e una finitura precise. Se l'anima o la cavità è un pezzo unico, le dimensioni esterne devono essere inferiori di 0,03-0,05 mm rispetto alle dimensioni del disegno. Se è in due pezzi, le dimensioni esterne combinate dei due pezzi devono essere inferiori di 0,03-0,05 mm rispetto alle dimensioni di disegno, con una perpendicolarità di 0,01 e un parallelismo di 0,01.

6. Finitura CNC

Per le anime e le cavità degli stampi che richiedono una maggiore precisione, è necessaria la finitura CNC. Un centro di lavoro CNC esegue lavori di taglio ad alta precisione, come l'incisione di testi e numeri di stampo.

7. Taglio del filo

Wire-cutting technology is used to process inserto holes, lifter holes, ejector pin holes, sprue holes, etc.

8. Lavorazione a scarica elettrica (EDM)

Tecnologia di elettroerosione viene utilizzato per l'anima e la cavità, come scanalature sottili e fessure strette.

9. Lucidatura degli stampi

La superficie del nucleo dello stampo e della cavità viene lucidata per ottenere una migliore qualità superficiale e soddisfare i requisiti di rugosità. Durante la lucidatura, è necessario prestare attenzione alla direzione e all'area di lucidatura per evitare di danneggiare altre aree. Per le aree che richiedono una finitura a specchio, la lucidatura grossolana deve essere seguita da una lucidatura fine dopo lo stampo di prova.

10. Montaggio

Tutte le parti vengono assemblate per formare uno stampo completo. Durante l'assemblaggio, è necessario prestare attenzione alla precisione di montaggio e ai requisiti di fissaggio per garantire la stabilità e l'affidabilità dello stampo durante l'uso.

11. Stampaggio di prova:

Infine, viene condotta una prova di stampaggio per verificare la qualità della lavorazione e le prestazioni dello stampo. Lo stampo di prova verifica se il sistema di chiusura dello stampo è libero, se il canale di raffreddamento funziona correttamente e se il prodotto stampato soddisfa i requisiti di progettazione. Qualsiasi problema riscontrato durante lo stampo di prova deve essere regolato e riparato tempestivamente per garantire che lo stampo possa essere messo in produzione.

Considerazioni sulla progettazione del nucleo e della cavità nella progettazione degli stampi

La progettazione dell'anima e della cavità nella produzione di stampi è complessa e costituisce una delle tecnologie fondamentali per ogni produttore di stampi. Sebbene sia difficile descrivere in dettaglio le complessità della progettazione di anime e cavità in questo testo, ecco alcuni suggerimenti di riferimento per i colleghi professionisti:

Fondamenti di design

La determinazione dello spessore dell'anima e della cavità deve tenere conto dello spessore di base necessario dopo l'aggiunta dei canali di raffreddamento e dello spessore necessario per mantenere la resistenza dell'anima e della cavità. La principale considerazione sulla resistenza dell'anima e della cavità è la loro capacità di resistere alla pressione di iniezione senza causare deformazioni dello stampo, che potrebbero portare a un flash del prodotto.

La progettazione della resistenza del nucleo e dell'intercapedine deve tenere conto di questo aspetto:

a. Pressione di iniezione

b. Area di proiezione del prodotto

c. Altezza del prodotto

d. Spessore del prodotto

e. Forma del prodotto

f. Forma della proiezione del prodotto

g. Numero totale di cavità dello stampo.

Impostazione delle dimensioni di sicurezza

Quando si progetta uno stampo, è essenziale stimare prima le dimensioni dell'anima e poi quelle della base dello stampo. La chiave per stimare le dimensioni sta nel determinare la distanza di sicurezza. La scelta della distanza di sicurezza influisce in modo significativo sui costi dello stampo! Determinare lo spessore e le dimensioni della cavità e dell'anima in base alle caratteristiche del prodotto, assicurandosi che la larghezza sia compresa tra due piedi dello stampo. La lunghezza dell'anima o della cavità non deve superare la distanza dal perno di ritorno.

Dimensioni del prodotto (mm)Distanza di sicurezza (mm)
<2025
20-6030
60-8035
80-30040
300-60045
Tabella di riferimento delle dimensioni di sicurezza del nucleo e della cavità

I dati sopra riportati servono come considerazioni standard, ma in realtà ogni settore e persino ogni pezzo può avere standard di progettazione specifici. Se siete alla ricerca di informazioni più dettagliate sulla progettazione, vi consigliamo di visitare la nostra pagina dedicata alla progettazione degli stampi.

Selezione del materiale

La scelta del materiale per l'anima e la cavità dello stampo influisce direttamente sulla durata e sul prezzo dello stampo. Dal punto di vista dei prodotti fabbricati, se la domanda di prodotti è bassa, la scelta di materiali di alta qualità per l'anima e la cavità dello stampo aumenta il costo dello stampo, con conseguente aumento delle spese per l'azienda - uno spreco se la domanda è bassa. 

Viceversa, supponiamo che la domanda di prodotto sia elevata e che siano stati scelti materiali inferiori per la cavità e l'anima dello stampo. In questo caso, lo stampo potrebbe non soddisfare i requisiti di produzione, rendendo necessario un nuovo stampo e riducendo l'efficienza produttiva, con un conseguente aumento dei costi dello stampo. Per effettuare una scelta razionale del materiale dell'anima dello stampo, è fondamentale comprendere i materiali comunemente utilizzati e le loro caratteristiche, ed è molto importante selezionare i diversi materiali in base all'esperienza di lavoro effettiva.

Materiali comuni: P20738, 738H, 718, 718H, NAK80, 2316, 2316A, S136, ecc. I materiali utilizzati per gli stampi temprati includono 2344, 8407, SKD11, SKD61, ecc.

Caratteristiche del materiale:

P20

È generalmente indicata per stampi in plastica che richiedono elevata durezza, tenacità e resistenza all'usura. La nitrurazione può migliorare la durata dello stampo. È applicabile a plastiche termoplastiche come PS, PE, PP e ABS senza l'aggiunta di ritardanti di fiamma ed è un materiale comunemente usato per l'anima dello stampo con un prezzo relativamente basso.

738

Offre miglioramenti in varie proprietà rispetto al P20, con il 738H che offre effetti ancora migliori e una corrispondente maggiore durata dello stampo.

NAK80

Ha eccellenti proprietà di lavorazione e lucidatura a scarica elettrica, comunemente utilizzate nella produzione di prodotti in plastica che richiedono un'elevata trasparenza.

2316

Adatto agli stampi per la lavorazione di materie plastiche ad alta acidità, offre un'elevata lucidabilità e resistenza agli acidi, comunemente utilizzato negli stampi per la formatura di materiali plastici in PVC.

2344

Tipicamente utilizzato negli stampi per materie plastiche dure, la sua durata può raggiungere 1 milione di cicli. Tuttavia, a causa del costo elevato dello stampo, è adatto a prodotti in plastica con elevati volumi di produzione. Lo stesso vale per altri materiali per stampi duri come 8407, SKD11, ecc.

Conclusione

I contenuti relativi all'anima e alla cavità sono intimamente legati a chi lavora nel settore degli stampi. Data la loro importanza nella struttura degli stampi, anche se non siete coinvolti nella costruzione di stampi o nello stampaggio a iniezione, avere una conoscenza di base di entrambi può essere utile per la progettazione dei vostri prodotti futuri.

L'anima e la cavità sono componenti fondamentali che determinano la forma, la struttura e la qualità del prodotto stampato finale. La comprensione del loro funzionamento e delle loro considerazioni progettuali può migliorare la capacità di progettare prodotti non solo funzionali ed esteticamente gradevoli, ma anche producibili ed economicamente vantaggiosi. Questa conoscenza può aiutare a colmare il divario tra i concetti di design e le pratiche di produzione, portando a progetti e innovazioni di maggior successo.

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