{"id":11768,"date":"2023-05-27T11:10:56","date_gmt":"2023-05-27T03:10:56","guid":{"rendered":"https:\/\/firstmold.com\/?p=11768"},"modified":"2026-03-04T13:37:52","modified_gmt":"2026-03-04T05:37:52","slug":"wall-thickness","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/firstmold.com\/it\/tips\/wall-thickness\/","title":{"rendered":"Quattro importanti principi da tenere in considerazione nella progettazione dello spessore delle pareti"},"content":{"rendered":"

Lo spessore delle pareti dei prodotti in plastica \u00e8 una caratteristica strutturale critica spesso discussa e considerata nella progettazione di strutture in plastica. Rappresenta il valore dello spessore tra la parete esterna e quella interna di una parte in plastica. Lo spessore della parete \u00e8 il parametro fondamentale che determina lo spessore complessivo del prodotto e viene spesso specificato durante il processo di progettazione strutturale.<\/p>\n\n\n\n

La comprensione del significato delle caratteristiche dello spessore delle pareti \u00e8 fondamentale per la progettazione strutturale dei prodotti in plastica durante la progettazione dello stampo e il processo di stampaggio a iniezione, in quanto svolge un ruolo importante nella produzione di articoli in plastica con il metodo di stampaggio a iniezione ampiamente utilizzato.<\/p>\n\n\n\n

La parete esterna del guscio funge da rivestimento esterno, mentre la parete interna funge da scheletro strutturale. Possiamo applicare un trattamento superficiale alla parete esterna per ottenere diversi effetti estetici. Altre strutture all'interno del pezzo, come tendini, viti e fibbie, sono collegate per creare resistenza e possono essere riempite durante lo stampaggio a iniezione. In assenza di requisiti speciali, come la dissipazione del calore o l'assemblaggio, le pareti interne ed esterne sono in genere progettate come un tutt'uno per garantire una resistenza sufficiente e proteggere le parti interne.<\/p>\n\n\n\n

Per le parti interne, che spesso servono come cuscinetti o staffe di collegamento, i requisiti per le pareti interne ed esterne sono meno rigidi. In base alla situazione specifica della parete interna o esterna, possiamo creare strutture come rinforzi, viti o fibbie. Tuttavia, per facilitare la produzione e la fabbricazione, la parete esterna \u00e8 generalmente progettata per essere il pi\u00f9 semplice possibile. Se necessario, possiamo adattarci alle angolo di sformo<\/strong><\/a> della cavit\u00e0 e dell'anima o implementare progetti come perni di espulsione nella cavit\u00e0 o fibbie nell'anima.<\/p>\n\n\n\n

Sia nei pezzi a guscio che in quelli interni, lo spessore della parete svolge un ruolo cruciale nel fornire una superficie di espulsione per i perni di espulsione, garantendo un'espulsione regolare del pezzo dallo stampo.<\/p>\n\n\n\n

Principi di progettazione dello spessore delle pareti dei prodotti in plastica<\/h2>\n\n\n\n

Nella progettazione strutturale di parti in plastica, lo spessore della parete \u00e8 un parametro critico che funge da base per la progettazione. Le altre strutture vengono create in base allo spessore della parete scelto. Lo spessore della parete influisce in modo significativo sulle propriet\u00e0 meccaniche, sulla formabilit\u00e0, sull'aspetto e sul costo delle parti in plastica. Pertanto, lo spessore della parete deve essere attentamente considerato e progettato in base a questi fattori.<\/p>\n\n\n\n

Per quanto riguarda il significato dello spessore della parete, si dice che deve avere un valore specifico. Se il valore \u00e8 uno solo, indica che lo spessore della parete \u00e8 uniforme in tutto il pezzo. Se invece ci sono pi\u00f9 valori, significa che lo spessore della parete non \u00e8 uniforme e che le diverse sezioni del pezzo hanno spessori diversi. Dobbiamo sforzarci di comprendere i principi di progettazione dello spessore delle pareti per garantire prestazioni e funzionalit\u00e0 ottimali del pezzo in plastica.<\/p>\n\n\n\n

Basato sul principio delle prestazioni meccaniche<\/h3>\n\n\n\n

Come gi\u00e0 detto a proposito dello spessore delle pareti, \u00e8 fondamentale che sia il guscio che le parti interne abbiano una resistenza sufficiente. La capacit\u00e0 di resistere alla forza di rilascio durante lo stampaggio \u00e8 un fattore cruciale da considerare. In genere, i pezzi troppo sottili sono soggetti a deformazione al momento dell'espulsione. In genere, l'aumento dello spessore della parete aumenta la resistenza del pezzo (con un aumento della resistenza di circa 33% per ogni 10% di aumento dello spessore della parete). Tuttavia, il superamento di un certo intervallo di spessore della parete pu\u00f2 comportare problemi di qualit\u00e0, come ad esempio segni di lavandino<\/strong><\/a> e porosit\u00e0, diminuendo la resistenza del pezzo e aumentandone il peso.<\/p>\n\n\n\n

Di conseguenza, ci\u00f2 comporta cicli di stampaggio a iniezione pi\u00f9 lunghi e costi di materiale pi\u00f9 elevati. Affidarsi esclusivamente all'aumento dello spessore delle pareti per rafforzare le parti in plastica non \u00e8 la soluzione ottimale. \u00c8 invece consigliabile utilizzare caratteristiche geometriche come nervature, curve, superfici ondulate e rinforzi per aumentare la rigidit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

Nelle situazioni in cui lo spazio e altri fattori non consentono approcci alternativi, la resistenza del pezzo si ottiene prevalentemente attraverso lo spessore della parete appropriato. In questi casi, se la resistenza \u00e8 un fattore critico, si raccomanda di determinare lo spessore di parete adatto attraverso la simulazione meccanica, rispettando i principi fondamentali della formabilit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

Basato sul principio della stampabilit\u00e0 a iniezione<\/h3>\n\n\n\n

In realt\u00e0, lo spessore della parete \u00e8 lo spessore della cavit\u00e0 formata dall'anima e dalla cavit\u00e0. Lo spessore della parete si forma quando la resina fusa riempie la cavit\u00e0 e si raffredda per formare il pezzo.<\/p>\n\n\n\n

1) Come scorre la resina fusa durante il processo di riempimento a iniezione?<\/h4>\n\n\n\n

Nello stampaggio a iniezione, spesso possiamo approssimare il flusso di plastica nella cavit\u00e0 dello stampo come un flusso laminare. Per flusso laminare si intende il movimento regolare e ordinato di strati di liquido adiacenti l'uno all'altro, con una minima miscelazione o turbolenza. Secondo i principi della meccanica dei fluidi, il flusso laminare si verifica quando gli strati di liquido scivolano l'uno rispetto all'altro sotto l'influenza dello sforzo di taglio. Lo sforzo di taglio \u00e8 la forza che induce il materiale a deformarsi e a scivolare lungo un piano parallelo alla forza agente, noto anche come sforzo tangenziale. \u00c8 importante notare che, sebbene il flusso laminare sia un'approssimazione comune, in alcuni casi, come quando si ha a che fare con portate elevate o geometrie complesse, il comportamento del flusso pu\u00f2 deviare dal flusso laminare e presentare caratteristiche turbolente.<\/p>\n\n\n\n

\"Confronto
Confronto tra il flusso di un fluido ordinario e di un fluido viscoso nel canale di scorrimento<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Durante il processo di stampaggio a iniezione, quando la resina fusa fluisce nella cavit\u00e0 dello stampo, entra in contatto con le pareti del canale o della cavit\u00e0 dello stampo. Lo strato di resina fusa adiacente alla parete del canale o della cavit\u00e0 dello stampo si raffredda e inizia a solidificarsi. Questa solidificazione crea una resistenza per attrito con lo strato di resina liquida adiacente. Di conseguenza, lo strato centrale della resina fusa, essendo il pi\u00f9 lontano dalle pareti in fase di solidificazione, presenta generalmente la velocit\u00e0 pi\u00f9 elevata. La velocit\u00e0 degli strati vicini alla parete del canale o della cavit\u00e0 dello stampo diminuisce gradualmente a causa della resistenza di attrito e del processo di solidificazione. Questa distribuzione della velocit\u00e0 lungo il fronte di flusso \u00e8 comunemente osservata nello stampaggio a iniezione e contribuisce al comportamento generale del flusso della resina fusa durante la fase di riempimento.<\/p>\n\n\n\n

\"Diagramma
Diagramma del flusso di resina nello stampo<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Come illustrato nella figura, lo strato centrale \u00e8 lo strato di flusso, mentre lo strato esterno \u00e8 lo strato di polimerizzazione. Lo strato di polimerizzazione si ispessisce gradualmente quando la resina fusa si raffredda e si solidifica nel tempo. L'ispessimento dello strato di polimerizzazione riduce l'area della sezione trasversale disponibile per lo strato di flusso, rendendo pi\u00f9 difficile il riempimento della cavit\u00e0 dello stampo.<\/p>\n\n\n\n

Per compensare efficacemente questa situazione, \u00e8 necessario aumentare la pressione di iniezione per spingere la resina fusa nella cavit\u00e0 dello stampo e completare il processo di riempimento.<\/p>\n\n\n\n

Di conseguenza, lo spessore delle pareti dei pezzi stampati a iniezione influisce in modo significativo sulle fasi di flusso e riempimento del processo di iniezione. \u00c8 fondamentale garantire che lo spessore della parete non sia troppo ridotto, in quanto pu\u00f2 ostacolare il flusso e il riempimento della resina fusa. Pertanto, un adeguato spessore delle pareti \u00e8 essenziale per il successo dello stampaggio a iniezione e la corretta formazione dei pezzi.<\/p>\n\n\n\n

(2) Anche la viscosit\u00e0 della massa plastica ha un impatto significativo sulla fluidit\u00e0.<\/h4>\n\n\n\n

Quando su un fluido si esercitano forze esterne, come lo sforzo di taglio, gli strati del fluido subiscono un movimento relativo che porta allo sviluppo di attrito interno, definito viscosit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

Parametri come la viscosit\u00e0 dinamica o il coefficiente di viscosit\u00e0 possono quantificare la viscosit\u00e0 considerando lo sforzo di taglio esercitato sul fluido e la velocit\u00e0 di taglio risultante.<\/p>\n\n\n\n

La viscosit\u00e0 della colata \u00e8 una caratteristica fondamentale che riflette il comportamento di scorrimento della plastica fusa. Misura la resistenza al flusso esibita dalla massa fusa. Una viscosit\u00e0 pi\u00f9 elevata corrisponde a una resistenza pi\u00f9 eccellente, rendendo il flusso pi\u00f9 difficile. La viscosit\u00e0 della colata dipende non solo dalla struttura molecolare della plastica, ma anche da fattori quali la temperatura, la pressione, la velocit\u00e0 di taglio e la presenza di additivi. Questi fattori possono influenzare le propriet\u00e0 di flusso della plastica fusa durante lo stampaggio a iniezione.<\/p>\n\n\n\n

Nelle applicazioni pratiche, si usa comunemente l'indice di fusione per caratterizzare la fluidit\u00e0 dei materiali plastici durante la lavorazione. Un valore pi\u00f9 alto dell'indice di fusione indica una migliore fluidit\u00e0 della materia plastica, che facilita il flusso e il riempimento della cavit\u00e0 dello stampo. Al contrario, un valore pi\u00f9 basso dell'indice di fusione indica una minore fluidit\u00e0, rendendo il flusso pi\u00f9 difficile.<\/p>\n\n\n\n

In base ai requisiti di progettazione degli stampi, possiamo classificare la fluidit\u00e0 delle materie plastiche comunemente utilizzate in tre gruppi generali:<\/p>\n\n\n\n

Buona fluidit\u00e0: Plastiche come PA (nylon), PE (polietilene), PS (polistirene), PP (polipropilene), CA (acetato di cellulosa) e poli(4) metil pentene presentano una buona fluidit\u00e0 durante il processo di stampaggio a iniezione.<\/p>\n\n\n\n

Media fluidit\u00e0: Le resine della serie polistirene (come ABS e AS), PMMA (polimetilmetacrilato), POM (poliossimetilene o acetale) e PPO (ossido di polifenilene) presentano caratteristiche di fluidit\u00e0 medie.<\/p>\n\n\n\n

Scarsa fluidit\u00e0: Plastiche come il PC (policarbonato), il PVC rigido (cloruro di polivinile), il PPO (ossido di polifenilene), il PSF (polisulfone), il PASF e le fluoroplastiche presentano una scarsa fluidit\u00e0 durante la lavorazione.<\/p>\n\n\n\n

Queste classificazioni forniscono una linea guida generale per la selezione di materie plastiche con caratteristiche di fluidit\u00e0 adeguate in base alla complessit\u00e0 e ai requisiti dei pezzi stampati a iniezione.<\/p>\n\n\n\n

Resina<\/th>Spessore minimo della parete<\/th>Spessore della parete consigliato per i piccoli prodotti in plastica<\/th>Spessore della parete consigliato per i prodotti di plastica medi<\/th>Spessore della parete consigliato per i prodotti in plastica di grandi dimensioni<\/th><\/tr>
PA<\/td>0.45<\/td>0.75<\/td>1.6<\/td>2.4~3.2<\/td><\/tr>
PE<\/td>0.6<\/td>1.25<\/td>1.6<\/td>2.4~3.2<\/td><\/tr>
PS<\/td>0.75<\/td>1.25<\/td>1.6<\/td>3.2~5.4<\/td><\/tr>
HIPS<\/td>0.75<\/td>1.25<\/td>1.6<\/td>3.2~5.4<\/td><\/tr>
PMMA<\/td>0.8<\/td>1.5<\/td>2.2<\/td>4~6.5<\/td><\/tr>
PVC<\/td>1.15<\/td>1.6<\/td>1.8<\/td>3.2~5.8<\/td><\/tr>
PP<\/td>0.8<\/td>1.45<\/td>1.75<\/td>2.4~3.2<\/td><\/tr>
PC<\/td>0.95<\/td>1.8<\/td>2.3<\/td>3~4.5<\/td><\/tr>
PPO<\/td>1.2<\/td>1.75<\/td>2.5<\/td>3.5~6.4<\/td><\/tr>
CE<\/td>0.7<\/td>1.25<\/td>1.9<\/td>3.2~4.8<\/td><\/tr>
POM<\/td>0.8<\/td>1.4<\/td>1.6<\/td>3.2~5.4<\/td><\/tr>
FPF<\/td>0.95<\/td>1.8<\/td>2.3<\/td>3~4.5<\/td><\/tr>
ABS<\/td>0.75<\/td>1.5<\/td>2<\/td>3~3.5<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Lo spessore delle pareti delle parti in plastica pu\u00f2 essere scelto in base ai diversi materiali e alle dimensioni del fattore di forma del prodotto. La gamma \u00e8 generalmente compresa tra 0,6 e 6,0 mm e lo spessore comune \u00e8 generalmente compreso tra 1,5 e 3,0 mm. Di seguito sono riportati i valori di spessore delle pareti raccomandati per i diversi materiali: (Lo spessore delle pareti delle parti interne portanti pu\u00f2 essere aumentato in base alla tabella seguente)<\/p>\n\n\n\n

3) Calcolo dello spessore della parete mediante il rapporto tra percorso e spessore del flusso<\/h4>\n\n\n\n

Il rapporto di flusso (L\/T) della plastica si riferisce al rapporto tra la lunghezza del percorso del flusso (L) e lo spessore della parete (T). Rappresenta la relazione tra la distanza del flusso e lo spessore della parete nello stampaggio a iniezione della plastica.<\/p>\n\n\n\n

Un rapporto L\/T maggiore indica che la colata plastica fluir\u00e0 pi\u00f9 a lungo all'interno della cavit\u00e0 dello stampo per un determinato spessore della parete. Al contrario, per un determinato percorso di flusso desiderato, un rapporto L\/T maggiore consente uno spessore di parete inferiore. Pertanto, il rapporto L\/T della plastica influisce direttamente sul numero e sulla distribuzione dei punti di iniezione nei prodotti in plastica e sullo spessore di parete ottenibile.<\/p>\n\n\n\n

Il calcolo del rapporto L\/T \u00e8 influenzato da diversi fattori, tra cui la temperatura del materiale, la temperatura dello stampo, la finitura superficiale e altre condizioni. Il valore fornito \u00e8 un intervallo approssimativo e pu\u00f2 variare a seconda delle circostanze specifiche. Pur essendo un valore di riferimento pratico, i calcoli precisi possono risultare difficili a causa della complessit\u00e0 e della variabilit\u00e0 dei processi di stampaggio a iniezione. Si consiglia di considerare questi fattori e di rivolgersi a professionisti esperti per determinare con precisione lo spessore della parete in casi specifici.<\/p>\n\n\n\n

Resina<\/th>Rapporto L\/T<\/th><\/tr>
LDPE<\/td>270<\/td><\/tr>
HDPE<\/td>230<\/td><\/tr>
PE<\/td>250<\/td><\/tr>
PP<\/td>250<\/td><\/tr>
PS<\/td>210<\/td><\/tr>
ABS<\/td>190<\/td><\/tr>
PC<\/td>90<\/td><\/tr>
PA<\/td>170<\/td><\/tr>
POM<\/td>150<\/td><\/tr>
PMMA<\/td>130<\/td><\/tr>
HPVC<\/td>100<\/td><\/tr>
SPVC<\/td>100<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Il rapporto L\/T non \u00e8 un valore fisso, ha una gamma di fluttuazioni, i dati sopra riportati sono solo di riferimento.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Inizio calcolo<\/p>\n\n\n\n

Ad esempio, se abbiamo un pezzo di plastica in materiale PC con uno spessore della parete del prodotto di 2 mm, una distanza di riempimento del prodotto di 200 mm, una lunghezza del canale di scorrimento di 100 mm e un diametro del canale di scorrimento di 5 mm, possiamo calcolare il rapporto L\/T.<\/p>\n\n\n\n

L\/T (totale) = L1\/T1 (canale di colata) + L2\/T2 (canale di scorrimento) + L3\/T3 (prodotto) = 100\/5 + 200\/2 = 120.<\/p>\n\n\n\n

\"Il
Il significato di ciascuna lettera in L T Ratio<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

In questo caso, il rapporto L\/T calcolato \u00e8 di 120, che supera il valore di riferimento di 90 per il materiale PC. Ci\u00f2 indica che il processo di stampaggio a iniezione pu\u00f2 incontrare difficolt\u00e0 nel raggiungere un riempimento corretto. Per risolvere questo problema, potrebbe essere necessario aumentare la velocit\u00e0 e la pressione di iniezione o valutare l'utilizzo di attrezzature specializzate per lo stampaggio a iniezione ad alte prestazioni.<\/p>\n\n\n\n

Per migliorare modellabilit\u00e0<\/strong><\/a>, Si pu\u00f2 ridurre la distanza di riempimento del prodotto cambiando la posizione del cancello o utilizzando pi\u00f9 cancelli. Ad esempio, se la distanza di riempimento del prodotto viene ridotta a 100 mm, il nuovo rapporto L\/T diventa 70, inferiore al valore di riferimento. In questo modo il processo di stampaggio a iniezione risulterebbe pi\u00f9 semplice.<\/p>\n\n\n\n

In alternativa, anche la regolazione dello spessore della parete del prodotto pu\u00f2 avere un impatto sul rapporto L\/T. Se cambiamo lo spessore della parete a 3 mm, il nuovo rapporto L\/T sar\u00e0 di 87, pi\u00f9 vicino al valore di riferimento, indicando che possiamo eseguire con successo il processo di stampaggio a iniezione.<\/p>\n\n\n\n

Basato sul principio dell'apparenza<\/h3>\n\n\n\n

Lo spessore della parete influisce sull'aspetto dei pezzi, in particolare come segue.<\/p>\n\n\n\n

(1) spessore della parete non uniforme: segno di affondamento, deviazione, ecc.<\/p>\n\n\n\n

(2) Lo spessore della parete \u00e8 eccessivo: segno di lavandino, vuoto, ecc.<\/p>\n\n\n\n

(3) Lo spessore della parete \u00e8 troppo piccolo: breve ripresa<\/strong><\/a>, segni di espulsione<\/strong><\/a>, deviazione, ecc.<\/p>\n\n\n\n

Tuttavia, molti progettisti di strutture di prodotto scoprono i difetti solo dopo la prova dello stampo. A quel punto, di solito si affidano alla fabbrica dello stampo per risolvere i problemi regolando i parametri di iniezione durante il processo di stampaggio. Sebbene questo approccio possa essere relativamente veloce ed economico, solo a volte \u00e8 garantito che sia efficace. Pertanto, \u00e8 fondamentale condurre un'analisi approfondita del Design for Manufacturability (DFM) prima della fase di progettazione. Circa 70% dei difetti di stampaggio a iniezione si verificano durante le fasi di progettazione della struttura e dello stampo. Eseguendo un'analisi DFM approfondita in una fase iniziale, possiamo identificare e affrontare i potenziali problemi in modo proattivo, migliorando i risultati di produzione e riducendo al minimo la necessit\u00e0 di modifiche dopo la fase di prova.<\/p>\n\n\n\n

Sulla base dei principi di costo<\/h3>\n\n\n\n

Tra le varie fasi del processo di stampaggio a iniezione, il tempo di raffreddamento \u00e8 in genere il fattore pi\u00f9 lungo e pi\u00f9 critico che influisce sul ciclo di stampaggio complessivo di un prodotto.<\/p>\n\n\n\n

Dopo aver iniettato la plastica fusa nella cavit\u00e0 dello stampo, \u00e8 necessario prevedere un tempo adeguato per il raffreddamento e la solidificazione prima di poter aprire lo stampo ed espellere il pezzo. Il tempo di raffreddamento \u00e8 influenzato dalle propriet\u00e0 del materiale, dalla geometria del pezzo, dallo spessore della parete, dal design dello stampo e dall'efficienza del sistema di raffreddamento.<\/p>\n\n\n\n

Aumentare lo spessore della parete del pezzo oltre i requisiti necessari pu\u00f2 comportare tempi di raffreddamento pi\u00f9 lunghi. Questo tempo di raffreddamento prolungato pu\u00f2 avere un impatto significativo sul ciclo di stampaggio, riducendo la produttivit\u00e0 e aumentando i costi per pezzo. I produttori mirano a ottimizzare il tempo di raffreddamento tenendo conto della qualit\u00e0 desiderata del pezzo, del tempo di ciclo e dell'efficienza produttiva.<\/p>\n\n\n\n

Progettisti e ingegneri devono bilanciare la funzionalit\u00e0 del pezzo, l'integrit\u00e0 strutturale e i requisiti di raffreddamento per ridurre al minimo il tempo di raffreddamento, garantendo al contempo la qualit\u00e0 desiderata del prodotto finale. Questa ottimizzazione pu\u00f2 contribuire a migliorare la produttivit\u00e0 e l'economicit\u00e0 del processo di stampaggio a iniezione.<\/p>\n\n\n\n

In sintesi<\/h2>\n\n\n\n

I principi di progettazione dello spessore delle pareti dei pezzi stampati a iniezione sopra descritti sono illustrati in dettaglio sotto quattro aspetti: propriet\u00e0 meccaniche, stampabilit\u00e0 a iniezione, aspetto e costi. In sintesi, l'obiettivo \u00e8 progettare lo spessore della parete per soddisfare le propriet\u00e0 meccaniche richieste, ottimizzare le prestazioni di lavorazione riducendo al minimo lo spessore, garantire l'uniformit\u00e0 dove possibile e incorporare transizioni morbide e graduali dove necessario.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ricerca sullo spessore della parete da parte di un'importante azienda di stampaggio a iniezione con 12 anni di esperienza, per comprendere l'algoritmo e i principi di progettazione.<\/p>","protected":false},"author":5,"featured_media":11774,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[48],"tags":[],"class_list":["post-11768","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tips"],"acf":[],"yoast_head":"\nWall Thickness Fundamental Design Principles For Plastic Products<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Stay informed on the latest trends and techniques in wall thickness optimization. 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