Quali sono i processi strutturali per le parti in plastica?

Quali sono i processi strutturali per le parti in plastica?

La progettazione del processo strutturale per le parti in plastica comporta principalmente considerazioni quali geometria, precisione dimensionale, rapporto di stiramento, rugosità superficiale, spessore della parete, angolo di sformo, diametro del foro, raggi di raccordo, angolo di sformo dello stampo e nervature di rinforzo. Questo articolo approfondirà ciascuno di questi punti e discuterà come ottimizzare questi elementi durante il processo di termoformatura per migliorare la qualità del prodotto e l'efficienza produttiva.

1. Geometria e precisione dimensionale

Datermoformatura plasticaè un metodo di lavorazione secondario, specialmente nella formatura sotto vuoto, c'è spesso uno spazio tra il foglio di plastica e lo stampo. Inoltre, il restringimento e la deformazione, specialmente nelle aree sporgenti, possono causare un assottigliamento dello spessore della parete, portando a una diminuzione della resistenza. Pertanto, le parti in plastica utilizzate nella formatura sotto vuoto non dovrebbero avere requisiti eccessivamente rigorosi per la geometria e la precisione dimensionale.

Durante il processo di formatura, il foglio di plastica riscaldato si trova in uno stato di stiramento non vincolato, che può portare a cedimenti. Insieme a un raffreddamento e un restringimento significativi dopo la sformatura, le dimensioni e la forma finali del prodotto possono essere instabili a causa di cambiamenti di temperatura e ambientali. Per questo motivo, le parti in plastica termoformate non sono adatte per applicazioni di stampaggio di precisione.

2. Rapporto di estrazione

Il rapporto di stiramento, che è il rapporto tra l'altezza (o profondità) della parte e la sua larghezza (o diametro), determina in larga misura la difficoltà del processo di formatura. Maggiore è il rapporto di stiramento, più difficile diventa il processo di stampaggio e maggiore è la probabilità di problemi indesiderati come grinze o crepe. Rapporti di stiramento eccessivi riducono significativamente la resistenza e la rigidità della parte. Pertanto, nella produzione effettiva, viene in genere utilizzato un intervallo al di sotto del rapporto di stiramento massimo, solitamente tra 0,5 e 1.

Il rapporto di stiramento è direttamente correlato allo spessore minimo della parete della parte. Un rapporto di stiramento più piccolo può creare pareti più spesse, adatte alla formatura di lamiere sottili, mentre un rapporto di stiramento più grande richiede lamiere più spesse per garantire che lo spessore della parete non diventi troppo sottile. Inoltre, il rapporto di stiramento è anche correlato all'angolo di spoglia dello stampo e all'elasticità del materiale plastico. Per garantire la qualità del prodotto, il rapporto di stiramento deve essere controllato per evitare un aumento del tasso di scarto.

3. Progettazione del filetto

Non si dovrebbero progettare angoli acuti agli angoli o ai bordi delle parti in plastica. Invece, si dovrebbe usare un raccordo il più grande possibile, con un raggio d'angolo generalmente non inferiore a 4 o 5 volte lo spessore del foglio. In caso contrario, si può causare l'assottigliamento del materiale e la concentrazione di stress, influenzando negativamente la resistenza e la durata della parte.

4. Angolo di sformo

Termoformaturagli stampi, simili agli stampi normali, richiedono un certo angolo di sformo per facilitare la sformatura. L'angolo di sformo varia in genere da 1° a 4°. Un angolo di sformo più piccolo può essere utilizzato per gli stampi femmina, poiché il restringimento della parte in plastica fornisce un po' di spazio aggiuntivo, rendendo più facile la sformatura.

5. Progettazione delle nervature di rinforzo

I fogli di plastica termoformati sono solitamente piuttosto sottili e il processo di formatura è limitato dal rapporto di stiramento. Pertanto, aggiungere nervature di rinforzo in aree strutturalmente deboli è un metodo essenziale per aumentare la rigidità e la resistenza. Il posizionamento delle nervature di rinforzo deve essere attentamente considerato per evitare aree eccessivamente sottili nella parte inferiore e negli angoli della parte.

Inoltre, l'aggiunta di scanalature poco profonde, motivi o marcature sul fondo del guscio termoformato può aumentare la rigidità e sostenere la struttura. Le scanalature poco profonde longitudinali sui lati aumentano la rigidità verticale, mentre le scanalature poco profonde trasversali, sebbene migliorino la resistenza al collasso, possono rendere più difficile la sformatura.

6. Restringimento del prodotto

Prodotti termoformatiin genere subiscono un restringimento significativo, di cui circa il 50% si verifica durante il raffreddamento nello stampo. Se la temperatura dello stampo è elevata, la parte potrebbe restringersi di un ulteriore 25% mentre si raffredda a temperatura ambiente dopo la sformatura, con il restante 25% di restringimento che si verifica nelle successive 24 ore. Inoltre, i prodotti formati utilizzando stampi femmina tendono ad avere un tasso di restringimento dal 25% al ​​50% superiore rispetto a quelli formati con stampi maschio. Pertanto, è fondamentale considerare il restringimento durante il processo di progettazione per garantire che le dimensioni finali soddisfino i requisiti di precisione.

Ottimizzando la progettazione per geometria, rapporto di stiramento, raggio di raccordo, angolo di sformo, nervature di rinforzo e restringimento, la qualità e la stabilità delle parti in plastica termoformate possono essere notevolmente migliorate. Questi elementi di progettazione del processo hanno un impatto cruciale sull'efficienza produttiva e sulle prestazioni dei prodotti termoformati e sono essenziali per garantire che i prodotti soddisfino i requisiti degli utenti.