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Che cos'è il ritiro della plastica?

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Il ritiro è una proprietà cruciale delle materie plastiche, che influisce direttamente sullo stampaggio dei prodotti. In stampo ad iniezione per plastica e stampaggio a iniezione I progettisti devono comprendere il fenomeno del ritiro, che influenza la progettazione degli stampi.

Per i progettisti di prodotti, anche se non producono direttamente articoli in plastica, la comprensione del ritiro è fondamentale. Altrimenti, i loro progetti potrebbero causare problemi inutili durante la produzione, soprattutto con i prodotti a pareti più spesse.

Questo articolo analizza in modo esaustivo il ritiro delle materie plastiche, offrendo spunti per i progettisti di stampi e di prodotti.

Che cos'è il ritiro della plastica?

Il ritiro della plastica si riferisce alla diminuzione percentuale delle dimensioni dalla dimensione iniziale, non raffreddata, alla dimensione raffreddata a temperatura ambiente. Non è dovuto solo all'espansione e alla contrazione termica, ma anche a vari fattori di stampaggio, da cui il termine "ritiro da stampaggio".

In particolare, il ritiro può essere calcolato con questa formula:

Restringimento = (dimensione originale - dimensione raffreddata) / dimensione originale × 100%

L'entità del ritiro della plastica dipende da fattori quali il tipo di materiale, la composizione, l'assorbimento di umidità e la temperatura dello stampo. Ad esempio, le plastiche cristalline presentano in genere un ritiro maggiore rispetto alle plastiche amorfe.

L'impatto del ritiro sulle parti

Il restringimento influisce sui pezzi in molti modi, tra cui le prestazioni del prodotto, l'aspetto e i costi di produzione.

In primo luogo, diminuisce l'accuratezza dimensionale dei pezzi. Un tasso di ritiro non correttamente controllato può far deviare le dimensioni dei pezzi dalle specifiche di progetto, incidendo sulla precisione dell'assemblaggio e sulle prestazioni di montaggio. Nell'industria automobilistica, ad esempio, la contrazione può ostacolare il funzionamento regolare di componenti come porte e finestrini, incidendo sulle prestazioni e sulla sicurezza complessive del veicolo.

In secondo luogo, influisce sulla qualità dell'aspetto dei pezzi. Poiché i pezzi in plastica hanno solitamente superfici lisce, il ritiro può causare irregolarità superficiali, riducendo l'estetica e la consistenza del prodotto. Questo non solo influisce sulle decisioni d'acquisto dei consumatori, ma offusca anche l'immagine del marchio di un'azienda.

Inoltre, la contrazione aumenta i costi di produzione. Per controllare i tassi di ritiro, le aziende di stampaggio a iniezione devono adottare diverse misure, come la modifica dei progetti degli stampi e l'ottimizzazione dei processi di stampaggio a iniezione. Queste misure richiedono notevoli risorse umane e materiali, con un conseguente aumento dei costi di produzione. Inoltre, a causa della minore precisione dimensionale dei pezzi, le aziende possono richiedere lavorazioni secondarie o riparazioni, aumentando ulteriormente i costi di produzione e i tempi.

Perché i progettisti di prodotti devono conoscere il ritiro dello stampaggio a iniezione

Sebbene le fabbriche di stampaggio a iniezione risolvano i problemi di ritiro durante la produzione, i progettisti di prodotti devono ancora acquisire le conoscenze relative al ritiro. Ecco perché:

Ottimizzazione dei progetti: La comprensione del restringimento consente ai progettisti di anticipare le variazioni di dimensioni durante la produzione, ottimizzando i progetti per ottenere risultati precisi e coerenti.

Selezione del materiale: Le diverse materie plastiche presentano livelli di ritiro variabili durante lo stampaggio. La conoscenza del ritiro aiuta a selezionare i materiali adatti in base ai requisiti di progettazione.

Processo di progettazione iterativa: Anticipare e risolvere tempestivamente i problemi di contrazione accorcia i cicli di sviluppo, accelerando il lancio dei prodotti.

Efficienza dei costi: La minimizzazione dei problemi legati alle differenze inventariali riduce gli scarti, le rilavorazioni e i ritardi, migliorando l'efficienza dei costi nei processi produttivi. I progettisti consapevoli delle differenze inventariali possono creare prodotti economicamente validi.

Fattori che influenzano il ritiro dello stampaggio a iniezione

I tassi di ritiro variano tra le materie plastiche a causa di fattori quali lo spessore, i processi di stampaggio e le condizioni ambientali. Per i progettisti di prodotti è fondamentale notare che:

  1. Le pareti più spesse comportano tempi di raffreddamento più lunghi e una maggiore contrazione.
  2. Caratteristiche come i rinforzi e le incisioni resistono al ritiro, con conseguente riduzione dei tassi di ritiro in queste aree.

Per i progettisti di stampi, è necessario prestare attenzione a come viene influenzato il ritiro della plastica, in primo luogo nel caso in cui si verifichino problemi di contrazione:

Processi di stampaggio Fattore

  • La temperatura di stampaggio costante riduce il ritiro.
  • L'aumento della pressione di iniezione riduce il ritiro.
  • Una temperatura di fusione più elevata riduce il ritiro.
  • Una temperatura di stampo più elevata aumenta il ritiro.
  • Una pressione prolungata mantiene la riduzione del restringimento.
  • Un tempo di raffreddamento più lungo all'interno dello stampo riduce il ritiro.
  • Le alte velocità di iniezione aumentano leggermente il ritiro.
  • Il ritiro iniziale è notevole e si stabilizza dopo circa due giorni.

Fattore di struttura plastica

  • I pezzi a parete spessa presentano tassi di ritiro più elevati.
  • Parts with inserts have lower shrinkage rates.
  • Le forme complesse hanno tassi di ritiro minori.
  • Il restringimento è tipicamente minore nella direzione del flusso.
  • Le parti allungate mostrano un restringimento minore lungo la lunghezza.
  • Il ritiro sulla lunghezza è inferiore allo spessore.

Fattore di struttura dello stampo

  • Le dimensioni maggiori della porta riducono il restringimento.
  • Le parti più lontane dal cancello hanno un restringimento minore.
  • Le parti ristrette dello stampo presentano un minore ritiro.

Fattore di proprietà plastica

  • Le plastiche cristalline presentano un ritiro maggiore rispetto a quelle amorfe.
  • Le plastiche con una buona fluidità hanno un ritiro di stampaggio minore.
  • L'aggiunta di cariche alla plastica riduce significativamente il ritiro.
  • Lotti diversi della stessa plastica presentano tassi di ritiro diversi.

I vari materiali presentano ritiri diversi nello stampaggio a iniezione

A causa della moltitudine di fattori che influenzano i tassi di ritiro delle materie plastiche, i valori presentano una notevole gamma di fluttuazioni. Ad esempio, il tasso di ritiro dell'ABS che si può trovare online può essere approssimativamente compreso tra 0,4% e 0,7%. Per fornire una gamma più precisa, FirstMold ha compilato diverse tabelle dettagliate dei tassi di ritiro della plastica.

PA6 Ritiro della plastica:

Materiale e descrizioneRestringimento dello stampo (%)Osservazioni
15% Fibra di vetro rinforzata in PA60.5-0.8PA6G15
20% Fibra di vetro rinforzata PA60.4-0.6PA6G20
30% Fibra di vetro rinforzata in PA60.3-0.5PA6G30
40% Fibra di vetro rinforzata in PA60.1-0.3PA6G40
50% Fibra di vetro rinforzata in PA60.1-0.3PA6G50
25% Fibra di vetro rinforzata ignifuga PA60.2-0.4Z-PA6G25
30% Fibra di vetro rinforzata ignifuga PA60.2-0.4Z-PA6G30
30% Fibra di vetro rinforzata senza alogeni ritardante di fiamma PA60.2-0.4Z-PA6G30
PA6 ritardante di fiamma senza alogeni0.8-1.2Z-PA6
30% Minerale riempito senza alogeni ritardante di fiamma PA60.5-0.8Z-PA6M30
30% Microsfere di vetro riempite di PA60.8-1.2PA6M30
30% Composito minerale in fibra di vetro riempito di PA60.3-0.5PA6M30
40% Composito minerale in fibra di vetro riempito di PA60.2-0.5PA6M40
30% PA6 caricato minerale0.6-0.9PA6M30
40% PA6 caricato minerale0.4-0.7PA6M40
Grado generale di iniezione PA61.4-1.8PA6
Prototipazione rapida PA61.2-1.6PA6
Generale PA6 temperato1.0-1.5PA6
PA6 mediamente temperato0.9-1.3PA6
PA6 super temperato0.9-1.3PA6
PA6 resistente all'usura riempito di MoS21.0-1.4PA6

PA6 Ritiro della plastica:

Materiale e descrizioneRestringimento dello stampo (%)Osservazioni
15% Fibra di vetro rinforzata PA660.6-0.9PA66G15
20% Fibra di vetro rinforzata PA660.5-0.8PA66G20
25% Olio termoresistente rinforzato con fibre di vetro PA660.4-0.7PA66G25
30% Fibra di vetro rinforzata in PA660.4-0.7PA66G30
30% Fibra di vetro rinforzata resistente all'idrolisi PA660.3-0.6PA66G30
40% Fibra di vetro rinforzata PA660.2-0.5PA66G40
50% Fibra di vetro rinforzata in PA660.1-0.3PA66G50
25% Fibra di vetro rinforzata ignifuga PA660.2-0.4Z-PA66G25
30% Fibra di vetro rinforzata ignifuga PA660.2-0.4Z-PA66G30
30% Minerale riempito senza alogeni ritardante di fiamma PA660.2-0.4PA66M30
PA66 ritardante di fiamma senza alogeni0.8-1.2Z-PA66
30% Minerale riempito senza alogeni ritardante di fiamma PA660.4-0.7Z-PA66M30
30% Microsfere di vetro riempite di PA660.8-1.2PA66M30
30% Composito minerale in fibra di vetro riempito di PA660.2-0.5PA66M30
30% PA66 caricato con minerali0.6-0.9PA66M30
40% PA66 caricato con minerali0.4-0.7PA66M40
Grado generale di iniezione PA661.5-1.8PA66
Prototipazione rapida PA661.5-1.8PA66
Generale PA66 temperato1.2-1.7PA66
PA66 mediamente temperato1.2-1.6PA66
PA66 super temperato1.2-1.6PA66
PA66 resistente all'usura riempito di MoS21.2-1.6PA66

PP Plastica Ritiro:

Materiale e descrizioneRestringimento dello stampo (%)Osservazioni
20% PP riempito di talco1.0-1.5PPM20
30% PP riempito di talco0.8-1.2PPM30
40% PP riempito di talco0.8-1.0PPM40
20% PP temperato riempito di talco1.0-1.2PPM20
20% Carbonato di calcio riempito PP1.2-1.6PPM20
10% PP rinforzato con fibra di vetro0.7-1.0PPG10
20% PP rinforzato con fibra di vetro0.5-0.8PPG20
30% PP rinforzato con fibre di vetro0.4-0.7PPG30
20% Microsfere di vetro riempite di PP1.2-1.6PPM20
30% Microsfere di vetro riempite di PP1.0-1.2PPM20
PP bromurato ignifugo1.5-1.8PP
PP ritardante di fiamma senza alogeni1.3-1.6PP
PP ad alto flusso e ad alto impatto1.5-2.0PP
Generale PP temperato1.5-2.0PP
PP medio temprato1.4-1.9PP
PP super temperato1.3-1.8PP
Resistente all'invecchiamento termico PP11.5-2.0PP1
Resistente all'invecchiamento termico PP21.5-2.0PP2
Resistente all'invecchiamento termico PP31.5-2.0PP3
Resistenza agli urti Resistenza agli agenti atmosferici PP41.5-2.0PP4
Elevata resistenza agli agenti atmosferici PP51.5-1.8PP5
20% PP6 riempito di talco1.0-1.2PP6
30% PP7 riempito di talco0.9-1.1PP7
40% PP8 riempito di talco0.8-1.0PP8

PC Ritiro della plastica:

Materiale e descrizioneRestringimento dello stampo (%)Osservazioni
10% PC rinforzato con fibra di vetro0.3-0.5PCG10
20% PC rinforzato con fibra di vetro0.3-0.5PCG20
25% PC rinforzato con fibra di vetro0.2-0.4PCG25
30% PC rinforzato con fibra di vetro0.2-0.4PCG30
PC ignifugo rinforzato con fibra di vetro 20%0.2-0.4Z-PCG20
25% PC ignifugo rinforzato con fibra di vetro0.2-0.4Z-PCG25
30% PC ignifugo rinforzato con fibra di vetro0.2-0.4Z-PCG30
PC ignifugo senza alogeni rinforzato con fibra di vetro 20%0.2-0.4Z-PCG20
30% PC ignifugo rinforzato con fibra di vetro senza alogeni0.1-0.3Z-PCG30
20% Microsfere di vetro riempite di PC0.3-0.6PCM20

PC/ABS Ritiro della plastica:

Materiale e descrizioneRestringimento dello stampo (%)Osservazioni
20% Fibra di vetro rinforzata PC/ABS0.2-0.4PC/ABSG20
PC/ABS ignifugo bromurato0.3-0.6Z-PC/ABS
PC/ABS ritardante di fiamma senza alogeni0.4-0.7Z-PC/ABS
PC/ABS resistente agli agenti atmosferici0.4-0.7PC/ABS
35% PC0.4-0.6PC/ABS
65% PC0.4-0.7PC/ABS
85% PC0.4-0.7PC/ABS

PC/PBT Ritiro della plastica:

Materiale e descrizioneRestringimento dello stampo (%)Osservazioni
10% PC/PBT rinforzato con fibra di vetro0.5-0.8PC/PBTG10
20% Fibra di vetro rinforzata PC/PBT0.4-0.6PC/PBTG20
30% PC/PBT rinforzato con fibra di vetro0.3-0.5PC/PBTG30
30% Fibra di vetro rinforzata ignifuga ad alta resistenza termica PC/PBT0.3-0.5Z-PC/PBTG30
PC/PBT ad alto impatto e alta resistenza termica0.6-1.0PC/PBT

Plastica ABS Restringimento:

Ecco la tabella basata sulle informazioni fornite:

Materiale e descrizioneRestringimento dello stampo (%)Osservazioni
20% ABS rinforzato con fibra di vetro0.2-0.4ABSG20
25% ABS rinforzato con fibre di vetro0.2-0.4ABSG25
30% ABS rinforzato con fibra di vetro0.1-0.3ABSG30
20% ABS ignifugo rinforzato con fibra di vetro0.1-0.3Z-ABSG20
ABS di grado generale ignifugo0.4-0.7Z-ABS
ABS di grado generale ad iniezione0.4-0.7ABS
ABS resistente agli agenti atmosferici0.4-0.7ABS

Come prevenire le fluttuazioni del ritiro della plastica?

Misure da adottare

Raggiungere l'equilibrio del flusso e del cancello

Come indicato nel titolo, i tassi di ritiro variano a causa delle variazioni di pressione della resina. Nel caso di stampi a cavità singola con porte multiple o di stampi a più cavità, è essenziale un corretto bilanciamento delle porte. Il bilanciamento delle porte è necessario per ottenere un flusso uniforme di resina, che dipende dalla resistenza al flusso all'interno del canale. Pertanto, è preferibile ottenere il bilanciamento del canale prima del bilanciamento del gate.

Disposizione delle cavità dello stampo

Per facilitare l'impostazione delle condizioni di stampaggio, è necessario prestare attenzione alla disposizione delle cavità dello stampo. Poiché la resina fusa trasporta il calore nello stampo, con la tipica disposizione delle cavità, la distribuzione della temperatura dello stampo forma cerchi concentrici centrati intorno alla porta. Pertanto, quando si sceglie la disposizione delle cavità negli stampi a più cavità, è importante garantire sia un facile bilanciamento dei canali che una disposizione concentrica attorno alla porta.

Prevenzione della deformazione dello stampo

La deformazione dello stampo si verifica a causa di un ritiro non uniforme che provoca tensioni interne. Per evitare un ritiro non uniforme, soprattutto in casi come i prodotti circolari con fori al centro dell'ingranaggio, è necessario posizionare un cancello al centro. Tuttavia, quando c'è una differenza significativa nei tassi di ritiro tra la direzione di flusso della resina e la direzione perpendicolare, si presenta lo svantaggio di formare un'ellisse.

Per ottenere una maggiore precisione di rotondità, è necessario installare porte a 3 o 6 punti. Tuttavia, è fondamentale garantire il corretto bilanciamento di ciascuna porta. Quando si utilizzano le porte laterali, una porta a 3 punti può allargare il diametro interno dei prodotti cilindrici. Nelle situazioni in cui non sono consentite marcature sulla superficie e sulle facce terminali, è consigliabile ridurre al minimo l'uso di porte laterali interne a più punti, che possono dare risultati favorevoli.

 

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