Principi di progettazione per il sollevatore dello stampo nello stampo a iniezione di plastica

Stampaggio a iniezione comporta un processo di produzione di massa of plastic parts. Their production is through the injection of molten material into a mold cavity. This process involves many molded parts with intricate structures such as sottosquadri and complex designs. Removing these parts from the mold can be very challenging, thus this is where mold lifters become necessary. They are essential components to facilitate the safe ejection of the molds from the mold cavity improving part quality and overall manufacturing efficiency. The usual components of mold lifters are lifter rods, guiding pins, and the lifting mechanism. Another important element involved in part ejection is the cursore dello stampo. Sebbene entrambi consentano il movimento negli stampi, ognuno di essi possiede qualità uniche che li rendono perfetti per usi particolari.

Il vantaggio principale di un sollevatore di stampi è che aiuta a migliorare l'efficienza dei processi produttivi. Automatizzano il processo di rimozione dei pezzi, riducendo drasticamente i tempi di lavorazione e aumentando la produzione senza sacrificare la qualità del prodotto. Questo non solo accelera i tempi, ma promuove anche la sicurezza sul lavoro. L'espulsione precisa e costante dei pezzi riduce la possibilità di danni e garantisce che ogni componente soddisfi i requisiti. Ciò consente a ingegneri e produttori di realizzare prodotti innovativi con caratteristiche, texture e forme complesse che soddisfano gli standard più severi del settore.

L'obiettivo di questo articolo è quello di sottolineare aspetti specifici dei sollevatori di stampi, come la progettazione, la selezione e gli svantaggi che essi comportano. Ciò consentirà ai lettori di prendere decisioni informate sull'utilizzo dei sollevatori di stampi.

Che cos'è un sollevatore di stampi?

A mold lifter is a specialized mechanical component found in injection molding and die-casting. It assists in lifting and ejecting molded parts from the mold cavity once the cooling process is complete. It overcomes the challenge of removing products with complex geometry like fili, and side holes, that are difficult to release with regular standard ejector pins. Typically, comprises a mold lifter rod and a mechanism that facilitates lateral or at-an-angle movement in addition to the vertical motion of the mold.

Un sollevatore di stampi si trova all'interno di un blocco di posizionamento inclinato. Quando viene attivato dal basso, si muove per una breve distanza predeterminata nella direzione della sua inclinazione. Poiché in quella direzione c'è spazio in alto per consentire la rimozione del prodotto finito, il prodotto si muove verticalmente quando inizia il processo di espulsione. Contemporaneamente, il sollevatore si sposta nella direzione opposta dello stampo, per facilitare il rilascio. Questa azione rende agevole il sollevamento o lo spostamento dei pezzi dalla cavità dello stampo. Senza sollevatori, il processo di espulsione sarebbe molto più difficile, se non impossibile.

Un sollevatore per stampi a iniezione ha due componenti principali, il corpo e le parti di formatura. Di conseguenza, sono classificati come integrali o non integrali. Un sollevatore integrale è in genere più robusto e durevole per la sua costruzione. Viene spesso utilizzato in stampi per elementi più grandi o più complessi. Nel caso di un sollevatore non integrale, allo stampo viene aggiunto un elemento supplementare che di solito non fa parte della struttura originale dello stampo. Questo sollevatore è un po' flessibile per quanto riguarda la sostituzione e la modifica. Si applica spesso in stampi di componenti più piccoli, dove è necessaria una regolazione regolare.

Tipi di sollevatori di stampi

Un altro tipo di sollevatore applicabile è quello pneumatico. Questo tipo di filtro è azionato da aria compressa. In genere, gli stampi più grandi o quelli difficili da aprire con una pinza a ginocchiera vengono sollevati da sollevatori pneumatici.

Il sollevatore idraulico di stampi utilizza l'energia idraulica per posizionare e sollevare con precisione lo stampo. È adatto alla movimentazione di stampi pesanti e di parti complesse.

I sollevatori elettrici di stampi azionano il meccanismo di sollevamento attraverso l'uso di motori elettrici. Sono popolari per la loro efficienza, precisione e pulizia.

Discutere come progettare i sollevatori di stampi.

Componenti e funzionalità principali dei sollevatori di stampi.

Asta di sollevamento dello stampo

È la parte principale che si aggancia al pezzo stampato. Il suo movimento consente di sollevare ed espellere il prodotto finito, in particolare quelli con forme complesse. La forma dell'asta è tale da assomigliare alla geometria specifica del pezzo da stampare.

Perno di guida

It is the component that aids in keeping the lifter rod in its proper alignment during the movement. It may consist of hydraulic systems, cams, or springs which supply the required force and motion. The lifting mechanism depends on the parts requirement since it applies to various types of motion such as; angular, vertical, or lateral.

Sistema a camme (dipende dal movimento)-

Un sistema a camme può essere applicato quando è necessario un movimento angolare. La camma traduce il movimento rotatorio in movimento lineare, facendo muovere l'asta del sollevatore dello stampo ad angolo.

Meccanismo di ritorno

Quando il processo è completato e il pezzo viene espulso, il meccanismo di ritorno assicura che l'asta del sollevatore torni alla sua posizione iniziale per prepararsi al ciclo successivo. Affinché ciò avvenga, devono essere presenti alcuni componenti come molle, collegamenti meccanici o sistemi idraulici.

Perni di espulsione

Se sono integrati nel progetto, spingono il pezzo finito fuori dalla cavità dello stampo.

Mentre il sollevatore offre una forza aggiuntiva per espellere i pezzi complessi.

Alloggiamento/ Struttura di supporto.

Offre un supporto o una base per sostenere i componenti del sollevatore. Assicura che tutte le parti mobili siano fissate saldamente e funzionino senza problemi senza subire usura.

Tutte queste parti lavorano insieme per garantire l'efficacia del sistema.

Progettare il sollevatore dello stampo.

1. Identificare i requisiti e le caratteristiche del pezzo

Per garantire un processo senza intoppi, è necessario tenere conto dei progetti e delle specifiche dei pezzi stampati. L'attenzione a caratteristiche specifiche come filettature, fori o sottosquadri richiede una configurazione speciale del sollevatore dello stampo. Inoltre, le dimensioni dei pezzi, la finitura superficiale desiderata e il peso influiscono sulle dimensioni dei sollevatori e sulla scelta del materiale.

2. Selezionare il tipo di sollevatore

Durante le prime fasi di progettazione del sollevatore, è fondamentale stabilire se il sollevatore sarà parte integrante o non integrante dello stampo. I sollevatori integrali sono costruiti direttamente nella struttura dello stampo e sono adatti alla produzione di massa e agli stampi più complessi. I sollevatori non integrali sono componenti separati uniti allo stampo. Sono facili da regolare e sostituire, ma più difficili da mantenere.

Anche il tipo di movimento del sollevatore è un altro elemento cruciale da considerare. La decisione se il sollevatore si muoverà lateralmente, linearmente o in direzione angolare dipende dal design del pezzo.

La scelta della fonte di alimentazione influenza in modo significativo il design del sollevatore. I sollevatori idraulici funzionano meglio nelle applicazioni ad alta forza e con operazioni fluide. I sollevatori pneumatici offrono tempi di risposta rapidi e si distinguono per forze di sollevamento moderate e tempi di risposta rapidi. I sollevatori elettrici hanno un funzionamento pulito, garantiscono precisione e sono adatti a varie applicazioni.

3. Selezionare i materiali appropriati

La scelta dei materiali giusti per i componenti è essenziale per resistere alle sollecitazioni operative. I materiali devono essere durevoli e resistenti alla deformazione, garantendo prestazioni durature e una manutenzione minima. Le leghe temprate e gli acciai per utensili sono i materiali da costruzione più comunemente utilizzati. I materiali scelti devono essere compatibili con gli altri componenti per evitare problemi come reazioni chimiche e usura eccessiva.

4. Determinazione della posizione del sollevatore dello stampo

Il corretto posizionamento dei sollevatori è fondamentale per un funzionamento efficiente degli stessi. Esaminando attentamente il progetto del componente e la configurazione dello stampo, gli ingegneri possono individuare le posizioni migliori per i sollevatori, in modo che possano muoversi efficacemente tra i sottosquadri e le caratteristiche più complesse. Variabili come l'angolo e il gioco del sollevatore sono fondamentali per evitare danni e garantire un'espulsione regolare del pezzo. Gli ingegneri possono migliorare l'efficacia e l'efficienza del processo di stampaggio a iniezione posizionando strategicamente i sollevatori.

5. Progettare il meccanismo di sollevamento

Il meccanismo di sollevamento fornisce il movimento e la forza necessaria per spostare l'asta del sollevatore.. Esistono diversi tipi di meccanismi che si adattano alle esigenze. Si tratta di meccanismi idraulici, a camme e meccanici. La scelta del materiale, delle dimensioni e delle misure è altrettanto importante. I calcoli accurati della lunghezza della corsa, delle forze di sollevamento e dello spessore del sollevatore sono fondamentali per ottenere prestazioni ottimali. La forma del sollevatore deve essere identica a quella del pezzo e dello stampo.

I perni di guida contribuiscono a mantenere l'allineamento e la stabilità dell'asta del sollevatore. Sono accettabili materiali durevoli come l'acciaio temprato per resistere all'attrito e alle sollecitazioni. Il diametro e la lunghezza devono essere calcolati attentamente per offrire un supporto sufficiente. Inoltre, devono essere ben posizionati per allinearsi perfettamente con il percorso previsto dell'asta di sollevamento.

6. Incorporare un meccanismo di restituzione

Il meccanismo di ritorno riporta l'asta del sollevatore alla posizione iniziale una volta completato il ciclo di processo. Questo assicura che il sollevatore si stia preparando per la successiva operazione di stampaggio e mantiene la continuità della produzione. Due tipi comuni di meccanismi di ritorno sono i sistemi idraulici e le molle.

Per un meccanismo a molla, occorre considerare la durata del materiale e il design. Materiali come l'acciaio ad alta resistenza possono sopportare cicli ripetuti senza perdere la loro elasticità. Il progetto deve tenere conto del corretto tasso e precarico della molla per garantire prestazioni affidabili.

Per i sistemi idraulici, la precisione e il controllo della forza e della velocità per il movimento di ritorno devono essere adeguati ai requisiti.

7. Integrazione del sollevatore stampi con il sistema di espulsione

Il coordinamento tra il sollevatore dello stampo e i perni di espulsione evita la distorsione dei pezzi e garantisce l'efficienza. I tempi e la sequenza devono essere accuratamente sincronizzati. È fondamentale incorporare interblocchi di sicurezza che impediscano al sollevatore di funzionare finché non sono soddisfatte le condizioni di sicurezza.

8. Progettazione di strutture di alloggiamento o di supporto

I componenti devono essere alloggiati in modo sicuro in una struttura di supporto robusta e stabile. L'alloggiamento sostiene i componenti e li protegge ulteriormente dai danni esterni.

1) Materiale del supporto

It should be strong and durable enough to withstand operational stresses and loads and remain firm in different environments.  Aluminum alloys and high-strength steel have good structural integrity and wear resistance.

2) Progettazione strutturale

La struttura deve essere in grado di distribuire uniformemente i carichi imposti dai componenti. Questo aiuta a prevenire danni e deformazioni ai componenti. Deve essere sufficientemente rigida e stabile da ridurre i movimenti e le flessioni durante le operazioni.

3) Facilità di installazione e rimozione

Questo è particolarmente importante durante le riparazioni e la manutenzione.

4) Integrazione dei componenti

L'allineamento corretto dei componenti all'interno dell'alloggiamento è importante per evitare errori di allineamento e impedimenti durante il funzionamento. Un'adeguata spaziatura all'interno dell'alloggiamento consentirà il libero movimento dei componenti per evitare interferenze e attriti durante il processo.

5) Protezione e sicurezza

Incorporare protezioni o involucri come precauzione di sicurezza da agenti contaminanti come detriti, refrigerante o polvere. Ciò migliora la funzionalità e mantiene la pulizia. È necessario prevedere punti di accesso o pannelli rimovibili per facilitare la manutenzione e l'ispezione.

6) Test e convalida

L'analisi strutturale dell'alloggiamento crea fiducia nella struttura che resiste ai carichi e alle sollecitazioni previste senza cedimenti. Realizzare e testare un prototipo per convalidare il progetto e la funzionalità, per facilitare la regolazione in caso di problemi.

7) Documentazione

Realizzare un disegno dettagliato e le specifiche delle caratteristiche dell'alloggiamento, delle tolleranze, delle dimensioni e delle istruzioni di montaggio. Stabilire le linee guida per l'ispezione e la manutenzione per garantire prestazioni durature.

9. Esecuzione dell'analisi delle sollecitazioni

L'analisi del progetto è importante per stabilire l'integrità strutturale del componente ed evitare malfunzionamenti durante il funzionamento. La creazione di un prototipo e l'utilizzo di simulazioni al computer per i test sono essenziali prima della produzione su scala reale. Utilizzando l'analisi agli elementi finiti (FEA) o strumenti di simulazione alternativi, gli ingegneri possono analizzare la distribuzione delle sollecitazioni sul sistema in varie condizioni di carico. Questo aiuta a scoprire i potenziali punti deboli. Sulla base dei risultati è possibile apportare modifiche alla progettazione e migliorare le prestazioni e la durata dei sollevatori.

10. Documentazione e finalizzazione della progettazione del sollevatore di stampi

Una documentazione completa e una revisione finale approfondita sono importanti per fornire informazioni aggiuntive per la produzione e l'assemblaggio. Ciò comporta la creazione di disegni dettagliati come disegni di assemblaggio (proiezioni ortografiche), specifiche dei materiali, istruzioni di montaggio o tolleranze dimensionali e accoppiamenti. La revisione finale aiuta a verificare l'accuratezza e la coerenza dei documenti. Per garantire che siano conformi ai requisiti del cliente e agli standard del settore.

11. Produzione e implementazione di sollevatori di stampi

È la fase finale del processo di progettazione. Questa fase inizia quando ogni pezzo viene prodotto meticolosamente secondo le specifiche del progetto. Il processo di fabbricazione inizia con l'approvvigionamento dei materiali giusti e la lavorazione di precisione con tecniche come il CNC, fino al completamento di tutti i componenti. Il controllo di qualità e l'ispezione approfondita sono fondamentali durante tutto il processo. Dopo il successo della produzione, l'installazione e il collaudo avvengono con grande attenzione ai dettagli. Tutti i componenti vengono installati correttamente e fissati in modo sicuro. In caso di problemi, si procede alla regolazione. Questa fase assicura che il sollevatore di stampi non solo sia prodotto, ma anche completamente testato e funzionante.

Conclusione

In conclusione, la progettazione di un sollevatore per stampi a iniezione richiede un'attenzione meticolosa ai dettagli e un'attenta considerazione di ogni fase del processo. Seguendo queste linee guida, un progettista o un ingegnere è sicuro di produrre un sollevatore di alta qualità. In definitiva, offrirà il supporto necessario per la produzione di vari prodotti mediante stampaggio a iniezione.