Cos'è lo Stack Mould?
Uno stampo sovrapposto è fondamentalmente costituito da due o più stampi impilati verticalmente e montati su una macchina a iniezione. Sembra semplice, ma chiunque ne abbia effettivamente costruito uno conosce i mal di testa coinvolti.
Il nostro negozio ha intrapreso il nostro primo progetto di stampo impilabile nel 2019. Contenitori per alimenti realizzati dal cliente, necessitavano di circa 80 milioni di pezzi all'anno. Far funzionare due macchine era -lo spazio era limitato. Costruire un enorme strumento a livello singolo- significava passare a una macchina da stampa da 2.000 tonnellate, ben oltre l'attuale haitiana da 1.250 tonnellate. La soluzione era uno stack a due-livelli, 32+32 cavità. La forza di serraggio effettiva è aumentata solo di circa 100 tonnellate rispetto a uno strumento a-32 cavità a livello singolo, ma la produttività è raddoppiata. I conti avevano senso per tutti.
La sincronizzazione è tutto
Il punto di guasto numero uno negli stampi sovrapposti è il meccanismo di apertura. Entrambe le linee di giunzione devono aprirsi e chiudersi esattamente alla stessa velocità. Anche una minima discrepanza-stiamo parlando di frazioni di millimetro-può trascinare parti, danneggiare gli ugelli dei canali caldi o peggio.
La maggior parte dei costruttori utilizza pignone e cremagliera. Al centro si trova un grande cambio, con cremagliere che corrono verso la piastra mobile e la sezione centrale. Sembra abbastanza semplice, ma le tolleranze di lavorazione degli ingranaggi, l'allineamento delle cremagliere e la compensazione dell'usura a lungo termine sono tutti fattori importanti. Taglia gli angoli qui e i problemi si presentano rapidamente.
Lo abbiamo imparato nel modo più duro. Uno strumento ha eseguito circa 500.000 cicli prima che il cliente segnalasse bave sulle parti. L'ho aperto e ho scoperto che le cremagliere si erano consumate di circa 0,15 mm, annullando la sincronizzazione. La piastra centrale si stava spostando leggermente durante il-serraggio. Abbiamo cambiato il materiale della cremagliera da 40Cr a 20CrMnTi carburato, durezza superficiale superiore a HRC58. Questo ha risolto il problema per sempre.
Alcuni clienti chiedono informazioni sui cilindri idraulici per la sincronizzazione. Tecnicamente possibile, ma le oscillazioni della temperatura dell'olio influiscono sulle portate e la precisione ne risente durante i cicli veloci. A meno che lo strumento non sia troppo grande per un cambio, mantieni il meccanico.
Il canale caldo diventa complicato
Gli stampi a livello singolo-hanno percorsi di flusso brevi-forse da 200 a 300 mm dall'ugello della macchina al punto di iniezione. Gli stampi impilabili raddoppiano o più perché la fusione deve viaggiare attraverso l'intera sezione centrale. Percorsi più lunghi significano una maggiore caduta di pressione, un controllo più rigoroso della temperatura e un bilanciamento più difficile tra i livelli.
La nostra pratica standard ora prevede l'esecuzione dell'intero sistema di canali attraverso Moldflow prima di tagliare l'acciaio. I parametri chiave sono la differenza del tempo di riempimento e la distribuzione della pressione di impaccamento tra i livelli. Una variazione inferiore al 3% è buona. Oltre il 5% significa rielaborare i diametri dei canali o le specifiche degli ugelli.
Un dettaglio che viene trascurato è la guida della boccola del canale di colata. L'ugello principale si muove con la sezione centrale durante l'apertura dello stampo. Se il gioco della boccola è troppo largo, migliaia di cicli sposteranno la posizione dell'ugello e le superfici di tenuta inizieranno a perdere. Eseguiamo accoppiamenti H7/g6 su boccole di guida con perni anti-rotazione.
I corridori freddi non funzionano qui. Ogni ripresa genera rifiuti su entrambi i livelli, i volumi si sommano e le lumache fredde compromettono la consistenza del riempimento. Gli stampi impilabili necessitano di canali caldi. Questo costo è inevitabile.
A sostegno della Sezione Centrale
Quando lo stampo si apre, la piastra centrale rimane sospesa a mezz'-aria. I perni guida da soli non riescono a reggerlo-le piastre pesano almeno diverse centinaia di chili, a volte più di una tonnellata. Senza un supporto adeguato, la piastra si affloscia, i perni guida si consumano rapidamente e l'adattamento della linea di giunzione non funziona correttamente.
L'approccio collaudato utilizza quattro blocchi guida che scorrono sulle colonne della macchina, spostandosi insieme alla sezione centrale. I blocchi hanno rulli o boccole in bronzo sotto per ridurre l'attrito. Alcuni negozi utilizzano supporti caricati a molla-che fuoriescono a una certa distanza di apertura, ma l'affidabilità è discutibile. Fatica delle molle nel tempo. Abbiamo smesso di usare quel design anni fa.
Dove gli stampi impilabili hanno senso
Non tutte le parti giustificano uno strumento stack. Sulla base di ciò che abbiamo visto nel corso degli anni, i buoni candidati sono parti piane, imbutitura superficiale, volumi annuali elevati e cicli brevi. Pensa ai coperchi dei contenitori, ai vassoi per alimenti usa e getta, ai tappi per cosmetici. Le pareti sottili si raffreddano velocemente, i cicli scendono sotto i dieci secondi e l'aumento della produttività derivante dall'impilamento ripaga davvero.
Parti profonde, lunghe tirature del nucleo o azioni laterali complesse non sono adatte. Lo spessore della sezione centrale è limitato-c'è solo un certo limite a quello che puoi mettere lì dentro. E se i volumi non sono sufficientemente elevati, il sovrapprezzo rispetto a uno strumento standard impiega troppo tempo per essere recuperato.
Un'altra cosa che vale la pena controllare prima di citare: la luce del giorno della macchina. Uno stack a due-livelli necessita all'incirca del doppio della corsa di apertura di uno strumento a-livello singolo, mentre a tre-livelli ne occorre il triplo. Confermare che la stampa del cliente possa gestirlo. Costruire uno strumento che non si adatta alla macchina è un errore costoso.
La manutenzione è più elevata
Non c'è modo di aggirarlo. Maggiore complessità significa maggiore manutenzione. Gli ingranaggi di sincronizzazione necessitano di ispezione e lubrificazione regolari. Le fasce riscaldanti e le termocoppie del canale caldo si guastano più spesso perché il cablaggio è più lungo con più connessioni. I supporti della sezione centrale necessitano di una regolazione periodica dello spazio.
Diciamo ai clienti di programmare ispezioni complete ogni 200.000-300.000 cicli. Aspettare che qualcosa si rompa costa più in termini di tempi di inattività di quanto potrà mai fare la manutenzione preventiva.
In conclusione: gli stampi sovrapposti scambiano una maggiore complessità degli utensili con una produzione più elevata. Per i clienti con richieste di grandi volumi, geometria delle parti semplice e limitata propensione ad aggiungere macchine, questo approccio merita una seria considerazione. La chiave è una solida progettazione iniziale,-sincronizzazione, canali caldi e sistemi di supporto eseguiti correttamente.
Note tecniche compilate dal team di ingegneri ABIS MOLD, basandosi sull'esperienza di progetto nello sviluppo di stampi multi-cavità e stampi a canale caldo. Per una discussione dettagliata sugli utensili per lo stampaggio a iniezione di volumi elevati- o sulle soluzioni personalizzate di stampi in plastica, i nostri ingegneri sono disponibili per discutere dettagliatamente.