CORSO
stampaggio ad iniezione
per
Responsabili di produzione
per
materiali termoplastici
Corso di 2° livello
Anno 2012
CORSO DI STAMPAGGIO AD INIEZIONE
PER RESPONSABILI DI PRODUZIONE
- materiali termoplastici - da tenersi presso la sede Cliente (Anno 2012)
Esistono tre Corsi di stampaggio ad iniezione dei materiali termoplastici, che hanno in comune la medesima impostazione scientifica che trova la sua massima espressione nei Corsi di 1° e 2° livello.
3° livello: Questo Corso teorico-pratico, rivolto a Responsabili di produzione, capi-turno, attrezzisti con
almeno qualche anno di esperienza di stampaggio, ha come obiettivo principale la formazione
e l’addestramento all’ottimizzazione del programma stampo sulla pressa.
Il Corso è disponibile in video-registrazione: 16 ore di lezioni, 15 DVD (vedi pp. 18-19).
2° livello: Questo Corso teorico-pratico, rivolto ai Responsabili di produzione e collaboratori, ha come
obiettivo la formazione e l’addestramento ai calcoli per la stesura di un programma stampo
ed ai calcoli per le modifiche da apportare allo stampo, usando le formule appropriate per
determinare le cadute di pressione su ogni parte delle cavità stampo e sull’ugello.
1° livello: Questo Corso teorico-pratico, rivolto ai progettisti dello stampo, trasmette i principi fondamentali dello stampaggio e i criteri e le formule da usare per il dimensionamento di ogni parte
delle cavità stampo, in modo da consentire uno stampaggio ottimale.
Corso di 2° livello
Il Corso di 2° livello, di tipo teorico-pratico, è rivolto a Responsabili di produzione. Il Corso completo può
avere una durata tra le 16 e le 20 ore, con orari giornalieri da concordare col Cliente. A questo corso possono partecipare anche collaboratori del Responsabile di produzione.
Indice dei contenuti del Corso
1. Presentazione
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Stesura programma stampo
Stampaggio, qualità e profitto
Dati dello stampo
Dati del materiale
Scelta della pressa ottimale
Parametri di plastificazione
Tempo permanenza materiale nella vite
Temperatura stampo
Parametri d’iniezione
TMP teorico ed economico
Tempo di raffreddamento
Tempi di ciclo
Tabella programma calcolato
2
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Ottimizzazione programma
Analisi grafico di pressione
Modifiche ai punti d’iniezione
Modifiche ai canali di alimentazione
Modifiche alla carota
Modifiche alle camere calde
Ugello macchina
Trasferimento programma
22.
23.
24.
25.
26.
Pressa e Produzione
Dati tecnici sulla pressa
Verifiche sulla pressa
Verifiche usura puntale e vite
Verifica plastificazione volum. unitaria
Analisi codici stampo e vite
STESURA PROGRAMMA STAMPO
2. Stampaggio, qualità e profitto
Dati e parametri che influenzano Qualità e Profitto
Le tre Tabelle Presse, Materiali, Stampi.
PRESSA
Tabella materiali
D ugello
Vmax rot.
Tabella presse
Psi/Pi
Vmax in.
L/D
Questa Tabella
contiene
i dati tecnici
del materiale.
Tipo vite
D vite
Questa Tabella,
contiene
i dati tecnici
delle presse
in produzione
Dimensioni
Profitto
punto d’iniezione
Dimensioni canali
e carota
Spess. estr. pzo (A)
Rlong.
Rtrasv.
Proprietà
dimensionali
Ritiro stampo
Spessore chiusura
Proprietà
meccaniche
Tstampaggio
Dliq.
Proprietà
estetiche
Dsol.
sezioni sottili (C)
MATERIALE
STAMPO
Tabella stampi
Tfuso
PP1
TMP Vel in. Tstpo
PROGRAMMA STAMPO
Questa Tabella,
contiene
il numero minimo
dati stampo
indispensabile
per i calcoli.
Il Corso inizia con la presentazione dell’interazione dei 4 elementi dello stampaggio ad iniezione:
stampo, materiale, pressa, programma stampo
con le proprietà estetiche, meccaniche e dimensionali pezzo e col profitto.
Questa visione interattiva dello stampaggio trova la sua più alta espressione scientifica
nell’uso delle formule per il calcolo dei parametri del programma stampo,
partendo dalle Tabelle dati Pressa, Materiale e Stampo.
3
3. Dati dello stampo
Per calcolare i parametri del programma stampo, è indispensabile disporre di un numero minimo di dati
caratteristici dello stampo. Come guida alla ricerca di questi dati, viene fornito un Diagramma logico, per
presse ad una o due iniezioni, col quale, seguendo il percorso logico del diagramma, si individuano, ad
uno ad uno, i dati da reperire.
A titolo di esempio, forniamo un elenco tratto da questa ricerca:
1. Tipo figura;
2. Ritiro unico (in altern.: Ritiro long. o Ritiro trasv.);
3. Volume cavità;
4. Volume sfrido;
5. Volume pezzo;
6. N° impronte;
7. Spessore pezzo;
8. Spessore estrazione pezzo;
9. Spessore chiusura sez. sottili (solo per Cristallini);
10. Sez. trasversale flusso A (in altern.: Sez. trasversale equiv.);
11. N° flussi riempimento (in alternativa: non c'è con la Sez. trasversale equiv.);
12. D punto in. circ. 1 (in altern.: B e H del p. in. rett. 1) (in altern.: D cam. calde usc.);
13. L punto in. circ. 1 (in altern.: L del p. in. rett. 1) (in altern.: L cam. calde usc.);
14. N° punti in. circ. 1 (in altern.: N° dei p. in. rett. 1) (in altern.: N° cam. calde usc.);
15. D canale circ. 1 (in altern.: D del canale rett. 1) (in altern.: D cam. calde ingr.);
16. L punto in. circ. 1 (in altern.: L del canale rett. 1) (in altern.: L cam. calde ingr.);
17. N° canali circ. 1 (in altern.: N° canali rett. 1) (in altern.: N° cam. calde ingr.);
18. D maggiore carota (in altern.: D cam. calde ingr.);
19. D minore carota (in altern.: D cam. calde ingr.);
20. Lunghezza carota (in altern.: L cam. calde ingr.);
21. N° carote (in altern.: N° cam. calde ingr.);
22. Apertura P.M. per estrazione pezzo;
23. Tratto d'accoppiamento semi-stampi;
24. Corsa minima distacco pezzo.
4. Dati del materiale
Oltre ai dati stampo, è indispensabile disporre anche dei dati del materiale ad esso associato, perché tali
dati determinano non solo certe scelte da fare sullo stampo, as es. il Ritiro, ma anche altri dati o parametri quali: il peso della stampata, la velocità rotazione vite, la velocità d’iniezione, la postpressione, il tempo
di raffreddamento e il diametro ottimale della vite di plastificazione della pressa.
I dati principali sono:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Densità solida e densità liquida;
Ritiro longitudinale e trasversale;
Temperatura di stampaggio e Temperatura di estrazione pezzo;
PP1 minima e PP1 massima;
Velocità massima periferica materiale;
Velocità di cristallizzazione (per Semi-cristallini);
Velocità di avanzamento del fronte della plastica in impronta;
Tempo massimo di permanenza del materiale nella vite-cilindro.
4
5. Scelta della pressa ottimale
Dato lo stampo e il materiale associato, si deve determinare la pressa ottimale per lo stampaggio.
I criteri per tale scelta riguardano i parametri di plastificazione e quelli d’iniezione.
Si inizia con la determinazione del diametro della vite: dal peso della stampata e dalla Densità liquida del
materiale si calcola il Diametro ottimale della pressa :
- Formula per il calcolo del diametro ottimale pressa con un materiale Amorfo;
- Formula per il calcolo del diametro ottimale pressa con un materiale Semi-cristallino;
Si determinano poi i dati che caratterizzano la vite di plastificazione:
- Formula per il calcolo della velocità max periferica vite;
- Determinazione del Tipo di vite;
- Determinazione della lunghezza minima vite.
Poi, si passa alla velocità massima d’iniezione della pressa con la:
- Formula per il calcolo della massima portata d’iniezione per figure ST e SS.
- Formula per il calcolo della massima portata d’iniezione per figure IR e EN.
Con questi dati, il Responsabile di produzione è nelle migliori condizioni di fare la scelta della pressa.
6. Parametri di plastificazione
I parametri di plastificazione da determinare sono: Temperatura di stampaggio, Carica, Cuscino, Profilo di
temperature, Velocità rotazione vite, Contropressione, Risucchio post trafila.
Per la Temperatura di stampaggio si usano i criteri illustrati nel Corso di 3° livello, mentre per la verifica pratica della temperatura del fuso verrà usata la:
- Formula empirica per la determinazione della temperatura del fuso.
La Carica materiale viene calcolata con una formula che tien conto del peso stampata, diametro vite e
della densità liquida del materiale. Inoltre, viene introdotto il concetto astratto di Carica massima (da non
confondere con la Corsa massima della vite) e di Carica %, indispensabile per il calcolo del profilo di temperatura.
Il valore di Quota stop materiale, sarà la somma della carica e di un Cuscino, che verrà associato ad ogni
pressa in base al tonnellaggio e ad eventuali problemi presenti sul cilindro, o vite.
Il profilo di temperatura, e cioè i valori di Set point delle zone termiche che seguono la prima zona dopo
l’ugello, viene determinato dal valore di Carica % e dal valore massimo di scarto di temperatura del materiale. Il gradino di temperatura tra una zona e quella adiacente viene calcolato con la:
- Formula per il calcolo del gradino di temperatura tra due zone adiacenti.
La velocità periferica vite, si determina con la:
- Formula per il calcolo della velocità massima periferica vite;
mentre l’impostazione in valore % si calcola con la:
- Formula per il calcolo della velocità % rotazione vite.
Per la determinazione della velocità periferica vite, durante la fase di lavoro, il Responsabile di produzione farà uso della formula pratica insegnata agli attrezzisti, nel Corso di 3° livello.
La Contropressione, si pone preventivamente a zero in attesa della fase di ottimizzazione in macchina.
Il Risucchio post-trafila, o decompressione, dipende sia dalla Carica che dalla Contropressione. Il suo
valore si calcola come valore percentuale della carica moltiplicata per un Coefficiente di elasticità materiale, determinato in modo pratico dal responsabile di produzione.
5
7. Tempo permanenza materiale nella vite
Poiché il tempo di permanenza del materiale nella vite aumenta al diminuire della carica, quando si lavorano materiali con un Tempo max. di permanenza molto brevi (ad es. SAN, ABS, PC), quando la carica è
inferiore a 0,5 D e con tempi di ciclo oltre i 30 secondi, deve essere calcolato il Tempo di permanenza del
materiale nella vite-cilindro, per evitare il rischio della decomposizione del materiale.
- Formula per il calcolo del Tempo di permanenza del materiale nel cilindro.
Il tempo calcolato deve essere inferiore al Tempo max di permanenza del materiale nel cilindro, riportato
nella Tabella materiale.
Particolare attenzione va dedicata ai materiali SAN (3,5 min) e all'ABS (5 min).
Qualora il tempo di permanenza superi il tempo massimo consentito dal materiale, la soluzione è quella di
scegliere una pressa con un diametro vite di plastificazione inferiore.
8. Temperatura stampo
La temperatura stampo è la temperatura della superficie metallica della figura quando si estrae il pezzo
dallo stampo. Il valore ottimale si ricava dai dati tecnici del materiale.
Tenendo presente che il valore di temperatura dato dal fornitore si riferisce ad uno spessore pezzo di 4 mm,
la formula utilizzata per ricavare la temperatura stampo consigliata, dovrà aumentare tale valore per ogni
millimetro in meno dello spessore pezzo.
In fase di ottimizzazione programma, la temperatura stampo andrà letta e riportata tra i dati ottimizzati del
programma stampo.
9. Parametri d’iniezione
I parametri d'iniezione sono: Quota commutazione, Velocità iniezione, Pressione iniezione, Velocità in
postpressione, Postpressioni, Tempi di postpressione e TMP.
La quota di commutazione si calcola con una formula apposita che parte dalla Quota stop carica materiale, conoscendo la Densità solida e Densità liquida del materiale.
Il calcolo della velocità massima d’iniezione in impronta, si differenzia tra i tipi di figura ST (standard) e
SS (spessori sottili) rispetto a quelli IR (spessori irregolari) e EN (spessori enormi).
Nel primo caso, conoscendo il N° di impronte e il N° dei flussi e determinata la Sezione trasversale, si usa
la formula per i casi a geometria figura regolare, giungendo alla portata massima del materiale.
Per gli altri due tipi di figure, invece, si procede con il calcolo partendo dal volume da iniettare e procedendo a ritroso per la determinazione di una “Sezione trasversale equivalente”, che consente un criterio di
calcolo identico al precedente.
La ricerca del profilo di velocità procede dal criterio di mantenere costante la velocità di avanzamento del
fronte del materiale in impronta, ottenendo così le portate d’iniezione in corrispondenza alle varie sezioni
trasversali. Le formule da usare sono pertanto quelle già usate, ma differenziate solo per il valore della
sezione trasversale.
Poichè il dimensionamento delle cavità stampo è riferito alla PP1 minima del materiale, come riferimento
per le cadute di pressione nei vari passaggi, l’impostazione della velocità d’iniezione inizierà partendo
6
dalla metà del suo valore massimo calcolato, e si procederà aumentando il suo valore cercando di mantenersi nell’intorno della PP1 massima del materiale.
Per le postpressioni, si deve tener presente che ogni materiale ha un valore di PP1 minima e PP1 massima,
e pertanto, in fase di mantenimento, si deve cercare di stampare all’interno di questi due limiti di pressione, e cioè, stampare all’interno della “finestra di stampaggio”.
Esempio della pagina del Vademecum che illustra la “finestra di stampaggio”.
RAPPRESENTAZIONE DELLA “FINESTRA DI STAMPAGGIO”
Commutazione
Pressione
Pin. picco
B
124
Caduta su Ug. Car. P. in.
PP1max
A
Caduta di pressione
Posizione
PP1max
PP1min
PP1min
33
Vel. in. = 0,5 Qmax
28
Triemp. = 2 s
Qscm = 124 mm
3
1
35
2
30
26
Vel. in. = 0,5 Qmax in.
TMP = 8 s
QTI = 28 mm
s
Qc = 4 mm
T stampaggio
°C
T stampo
°C
Vel. in. = Qmax in.
La pressione d’iniezione in riempimento, però, sale in base alle cadute di pressione che il materiale incontra su ugello, carota, canali e punto d’iniezione, per far procedere il materiale in figura.
Per consentire al responsabile di produzione di evidenziare e segnalare eventuali problemi, che possono
nascere da dimensionamenti non corretti delle cavità stampo, il Corso prevede la trattazione dei seguenti
argomenti:
- La curva di viscosità del materiale;
7
-
Viscosità e Velocità di taglio: unità di misura;
Le Norme ISO sulla Velocità di taglio: passaggi con sezioni circolari e rettangolari;
La “Velocità di taglio calcolata”;
Formula per la determinazione della “Velocità di taglio calcolata” nei passaggi circolari;
Formula per la determinazione della “Velocità di taglio calcolata” nei passaggi rettangolari;
Il passaggio dalla “Velocità di taglio calcolata” alla Velocità di taglio della curva di viscosità;
Dalla portata materiale alla Viscosità apparente e reale;
La formula generale per la caduta di pressione;
La formula per calcolare la caduta di pressione nei passaggi circolari;
La formula per calcolare la caduta di pressione nei passaggi rettangolari;
Esempi di calcolo di caduta di pressione su punti d’iniezione circolari e rettangolari;
Formula per calcolare la portata nei passaggi circolari e rettangolari;
Formula per calcolare la viscosità nei passaggi circolari e rettangolari dei canali e ugello;
Criteri e formule per il calcolo della caduta di pressione sulla carota;
Esempi di calcolo di cadute di pressione su carota.
Lo scopo di calcolare le cadute di pressione, in riempimento, è quello di poter raggiungere il valore pressione di mantenimento, poco prima della commutazione, senza dover superare il valore di PP1 max nell
tentativo di raggiungere la portata massima d’iniezione.
Il Corso prevede l’uso e l’addestramento sui grafici sia per la verifica sulle pressioni d’iniezione sia per
l’impostazione dei valori di postpressione identici a quelli raggiunti alla commutazione, nella fase di continuo incremento della portata d’iniezione. Inoltre, l’analisi dei grafici serve per verificare che i Semi-cristallini siano mantenuti a “pressione costante” mentre gli Amorfi a “volume costante”, e cioè, che i Semicristallini abbiano un solo valore di postpressione, mentre gli Amorfi abbiano valori decrescenti, man mano
che procede il mantenimento.
Infine, l’uso dei grafici serve anche per verificare che i valori di postpressione impostati siano correttamente eseguiti dalla pressa.
10. TMP teorico ed economico
Il TMP, o Tempo di Mantenimento in Pressione, è la somma dei tempi delle postpressioni applicate.
In fase di stesura del programma stampo, si deve valutare il TMP sia per i cristallini che per gli Amorfi.
Tali tempi si calcolano con la:
- Formula per il calcolo del TMP teorico per materiali Amorfi;
- Formula per il calcolo del TMP teorico per materiali Semi-cristallini.
La prima formula è empirica e parte da un tempo di riempimento, corrispondente alla metà della portata
massima calcolata, che viene moltiplicato per lo spessore pezzo.
La seconda formula, invece, è scientifica e moltiplica la velocità di cristallizzazione del materiale per lo
spessore del pezzo.
Si deve tener presente che tali TMP sono teorici, pertanto, nella stesura del programma stampo, si può
valutare un TMP inferiore, e, in seguito, in fase di ottimizzazione programma sulla pressa, ricercare il valore del TMP economico che deve, però, avere l’approvazione della Qualità.
Tale TMP viene ottimizzato, sperimentalmente, con prove di peso sulla stampata, per verificare l'incidenza di eventuali secondi di TMP che non apportano significativi risultati di peso stampata, oppure per eliminare quei secondi di mantenimento che aumentano il peso standard della stampata, già approvato e
richiesto dalla Qualità.
In fase di ottimizzazione, comunque, il responsabile di produzione deve richiedere la prova di peso della
stampata completa fino al massimo valore di TMP, per verificare i livelli di qualità raggiungibili.
8
11. Tempo di raffreddamento
Il Tempo di raffreddamento reale inizia al raggiungimento della Quota commutazione (propriamente
impostata) e termina al raggiungimento della Temperatura di estrazione del pezzo.
Generalmente, però, il Tempo di raffreddamento, come parametro macchina, viene impostato partendo
dalla fine iniezione e termina con l’ordine di apertura stampo, pertanto, il suo valore si ottiene come differenza tra il Tempo di raffreddamento reale e il TMP impostato.
Il Tempo di raffreddamento reale esiste per Amorfi e per Semi-cristallini e tale tempo si calcola con la:
- Formula per il calcolo del tempo di raffreddamento reale.
Poichè le Temperature di estrazione pezzo dei materiali Semi-cristallini sono superiori a quelle degli
Amorfi, e, inoltre, poiché il TMP dei materiali Semi-cristallini è generalmente più lungo di quello degli
Amorfi, è nato il detto che “i Cristallini non hanno il tempo di raffreddamento”.
Il tempo di raffreddamento va calcolato per tutti i materiali, in modo particolare quando lo spessore pezzo
supera i 4 mm; infatti, poiché nella formula del tempo di raffreddamento, lo spessore appare al quadrato,
si può comprendere come i tempi di raffreddamento possano assumere valori elevati.
In questi casi, per non penalizzare il tempo totale di ciclo, e perché il calore residuo interno al pezzo non
deformi le sue superfici, si dovrà prendere in considerazione l’estrazione pezzo anticipata con un successivo e immediato raffreddamento in acqua o altro liquido refrigerante.
12. Tempi di ciclo
Oltre ai tempi di Riempimento, Mantenimento e Raffreddamento, per completare i tempi parziali di ciclo
e pervenire al Tempo totale di ciclo, rimangono ancora i seguenti tempi: Tempo chiusura/apertura, Tempo
avanti slitta, Tempo di carica materiale, Tempo di interciclo o di evacuazione stampata.
I Tempi Chiusura/apertura si calcolano come un unico tempo e il dato di riferimento della macchina è il
Tempo di ciclo a vuoto, cioè il tempo che la pressa impiega, da apertura massima, a chiudere, applicare la
forza di chiusura e aprire, tornando ad apertura massima.
La formula empirica usata consente di calcolare i due tempi partendo da una qualsiasi quota apertura.
Il Tempo avanti slitta è compreso tra la chiusura stampo e inizio iniezione. Tale tempo esiste anche con
modalità slitta accostata, poichè è costituito dalla somma dei tempi di comando.
Il Tempo carica materiale compreso tra inizio rotazione vite e il raggiungimento della Quota stop carica
materiale, è calcolato con una formula che prende in considerazione il volume da plastificare, il valore di
plastificazione volumetrica unitaria, la velocità periferica vite e la velocità espressa in giri al minuto.
Il Tempo di Interciclo è il tempo per il quale la pressa rimane completamente aperta per l’evacuazione
della stampata. Questo può essere un tempo unico oppure composto da più tempi, come in elenco:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
T. caduta libera (un solo tempo uguale a 0);
T. Robot (un solo tempo);
T. spazzole (un solo tempo);
T. av./ind. ECI - 1 colpo (può essere anche un tempo composto);
T. av./ind. ECI - 2 colpi (può essere anche un tempo composto);
T. av./ind. ECI - 3 colpi (può essere anche un tempo composto);
T. Radiali idrauliche e pneumatiche (tempo composto);
T. svitamento + T. avvitamento (tempo composto).
Il Tempo totale di ciclo è la somma dei tempi sequenziali e deve corrispondere all’intervallo di tempo esistente tra due ordini di chiusura pressa successivi.
9
13. Tabella programma calcolato
La Tabella dati programma calcolato serve per trasmettere all'operatore, in forma sintetica, i parametri
macchina e per ricevere l’insieme dei dati ottimizzati sulla pressa.
La Tabella riporta i campi dei dati calcolati (a sfondo bianco) e quelli ottimizzati (a sfondo opaco) insieme ai campi per riportare i dati delle operazioni che l’attrezzista deve effettuare.
Parametri di plastificazione
TU
TA
TB
TC
TD
Temperatura stampo
TE
Qscm
Cusc.
Carica
Vel. r.%
Cp
Ris.
Tempo carica Cp=0 - Velocità rot. vite max
Parametri d’iniezione
Qcomm.
Vel. 1
TMP teorico
Vel. 2
Vel. 3
TMP econom.
Vel. 4
Pr. in.
Vel. pp
PP1
PP2
PP3
PP4
PP5
TMP
TPP1
TPP2
TPP3
TPP4
TPP5
TMP ch. sez. sott.
Forza di chiusura ottimizzata
Tempi di ciclo
Tchius.
p
Tav. sl.
Triemp.
Tmant.
Tiniez.
Trit.car.
Tcarica
Traffr.
Tapert.
Tinterc.
T. totale ciclo
v, s
s
10
1. Curva con forma ottimale
2. Pressione iniziale molto alta
3. Picco di pressione iniziale
4. Rampa ripida al punto iniezione
5. Irregolarità sulla press. iniezione
6. Pressione iniezione oltre la PP1
7. Picco alla commutazione
8. Caduta di press. dopo commutazione
9. Aumento press. dopo commutazione
10. Postpressione molto elevata
11. Postpress. sotto valore minimo
12. Pressioni diverse da impostazioni
13. ......................................................
14. ......................................................
15. ......................................................
14. Ottimizzazione programma
Inserito il programma calcolato in macchina, l'attrezzista, facendo uso del Manuale “Ottimizzazione programma”, eseguirà l'ottimizzazione dei parametri, seguendo, passo per passo, la successione indicata.
In questa fase, l’attrezzista eseguirà, inoltre, le seguenti operazioni:
-
Tempo di carica a Cp=0 e a Velocità massima rotazione vite;
Ottimizzazione della Forza di chiusura;
Lettura della temperatura stampo a fine ottimizzazione;
Ricerca del TMP economico;
Ricerca dell’eventuale spessore chiusura sezioni sottili (Cristallini);
Schizzo del grafico di pressione con i commenti del Manuale.
Terminata la fase di ottimizzazione, l'operatore, riporterà, sul Modulo programma calcolato, i valori ottimizzati, diversi da quelli calcolati e lo consegnerà al Responsabile di produzione, insieme ai dati delle
prove effettuate.
15. Analisi grafico di pressione
Il Responsabile di produzione analizzerà il grafico di pressione per individuare eventuali modifiche da
apportare allo stampo. Dal grafico, infatti, si possono evidenziare le cadute di pressione sui punti d’iniezione, sui canali, sulla carota e sull’ugello. Mentre l'ugello è di competenza del Responsabile di produzione, gli altri passaggi materiale sono di competenza dell'Ufficio progettazione stampi.
L’analisi del grafico di pressione, pertanto, è indispensabile alla fase successiva di calcolo delle eventuali
modifiche da richiedere sullo stampo.
16. Modifiche ai punti d’iniezione
Con riferimento alla figura e al grafico della pagina seguente, il punto di partenza, per eventuali calcoli
sulla riduzione delle cadute di pressione e modifiche da richiedere sullo stampo, è quello di una curva di
pressione che ha abbondantemente superato la PP1 massima del materiale, provocando una caduta di pressione, dopo la commutazione, per poter eliminare i difetti sul pezzo.
Individuati la Quota commutazione corretta e la caduta di pressione generata dalla sua errata impostazione, si procede ad analizzare le seguenti riduzioni:
-
Riduzione della caduta di pressione al punto d’iniezione;
Riduzione della caduta di pressione sui canali di alimentazione;
Riduzione della caduta di pressione sulla carota;
Riduzione della caduta di pressione sull’ugello pressa;
Caduta sul punto d’iniezione
Sul grafico di pressione, la caduta sul punto d'iniezione è indicata con un tratto rettilineo di una certa pendenza, al quale segue il tratto curvilineo della caduta di pressione in impronta.
Se la figura ha spessori sottili e lunghezza rilevante, anche la sua caduta di pressione verrebbe rappresentata con un tratto rettilineo, a pendenza generalmente diversa da quella del punto d'iniezione.
Per poter rientrare nell'intervallo della finestra di stampaggio (PP1max - PPmin), sul grafico, si individua
una caduta di pressione “desiderata” per contribuire al rientro nella “finestra di stampaggio”.
11
Per calcolare le entità delle modifiche sulla larghezza (D o H) e lunghezza (L) del punto d’iniezione, si calcola il rapporto tra la caduta di pressione esistente e quella “desiderata”, e si determinano le dimensioni del
punto d’iniezione e relative modifiche allo stampo, con la:
- Formula ridotta per i punti d’iniezione circolari;
- Formula ridotta per i punti d’iniezione rettangolari.
In base ai risultati ottenuti sulle dimensioni ottimali, il Responsabile di produzione potrà valutare, richiedere e concordare con l’Ufficio Progetti dello stampo le modifiche più opportune da effettuare sui punti
d’iniezione.
Esempio della pagina del Vademecum che mostra il calcolo di modifica di un punto d’iniezione circolare.
10.8. MODIFICA DEL PUNTO D’INIEZIONE CIRCOLARE
RMP 280
D = 60
Psi/Pi = 12
Vmax rot. = 0,75 m/s
Qmax in. = 298 cm3/s
Materiale = PA66
PP1min = 500 bar
PP1max = 700 bar
Ds-DL% = 17
1 Punto iniez. circolare
D = 1,6 mm
L = 1,4 mm
Commutazione
Pressione
Pp = 128 bar
Posizione
Quota commutazione calcolata = 90
Q
Nuova commutazione
PP1max = 60 bar
Dpc = 75 bar
PQ - PPm = 50
DpcN
DpcN = Dpc - (PQ - PPm) = 25 bar
PQ - PPm = 50 bar
PQ = 100 bar
PP1m = 50 bar
PP1min = 40 bar
PP1 = 20 bar
Tmant. = 7,5 s
Triemp. = 4,5 s
Qscm = 243 mm
QTI = 58 mm
Qc = 46 mm
RN = DpcN / Dpc = 25 / 75 = 0,33
DNO = Radice quarta ((D4 x LO) / (L x RN)) = 1,77 mm
DNL = Radice quarta (D4 / RN) = Radice quarta (19,86) = 2,11 mm
Per una caduta di pressione DpcN = 25 bar, i risultati estremi sono:
LO = 0,7 mm
L = 1,4 mm
DNO = 1,77 mm
DNL = 2,11 mm
12
17. Modifiche ai canali di alimentazione
Per la rilevazione della riduzione della caduta sui canali, si deve sottolineare il fatto che la dimensione
modificabile non è certo la lunghezza, poiché legata alla distribuzione geometrica delle impronte sullo
stampo, ma solo il diametro (D) oppure l’altezza (H) se di sezione a forma rettangolare.
Ricordando, però, che la sezione dei canali deve essere o circolare, oppure trapezia, circoscritta ad un cerchio, nella ricerca delle modifiche da richiedere allo stampo si cercherà di avvicinarsi a queste forme ottimali. Le formule da usare, quindi, saranno:
- Formula per i punti d’iniezione circolari;
- Formula per i punti d’iniezione rettangolari.
La caduta di pressione relativa ai canali, sul grafico di pressione, la si individua nel tratto di incremento
della curva che precede l’inizio del tratto rettilineo del punto d’iniezione.
Valutata la cadute di pressione “desiderata”, si calcola il rapporto tra la reale e la “desiderata” e con l’uso
delle formule ridotte si calcola la sezione ottimale e le modifiche allo stampo.
18. Modifiche alla carota
La carota, posta tra ugello macchina e canali di alimentazione, è di forma conica, e questo crea una complicazione nel calcolo della caduta di pressione. Le dimensioni carota sono: D maggiore (Dmg), D minore (Dmn), Lunghezza (L), dai cui deriva la conicità della carota, generalmente compresa tra 1° e 5°.
Per la caduta di pressione, i punti critici della carota sono: il D minore che si accoppia con l’ugello, e la
sua conicità, tanto più critica quanto minore è il suo valore.
Attualmente, purtroppo, poiché sulle presse vi sono ugelli di diametri troppo stretti, lo stampista in genere si “accoppia” con tali ugelli e, pertanto, assegna al D minore carota valori di circa 0,5-1 mm superiori.
Questo, però genera una doppia criticità che, spesso, porta a cadute di pressione inimmaginabili con conseguenze disastrose sulla qualità del processo di stampaggio.
La caduta di pressione sulla carota, quindi, va calcolata e per farlo, si deve trovare la “carota cilindrica
equivalente” avente come diametro il Dmn carota e come Lunghezza il prodotto del Dmn moltiplicato
per il Coefficiente angolare Kang, il cui valore si ricava da una Tabella in cui, a valori crescenti di conicità, si riportano a fianco, i valori corrispondenti del Coefficiente Kang. Le modifiche più efficaci sulla
carota, agli effetti della caduta di pressione, sono quelle che riguardano il suo Dminore.
Canale di
alimentazione
impronta
Tira-carota
Lu = Du
Le dimensioni della carota
Lcar.
Dmg car.
Conicità car.
Dmn car.
Du
Foro ugello
Carota
Canale di
alimentazione
impronta
13
19. Modifiche alle camere calde
In presenza di camere calde, generalmente, non sono presenti i punti d’iniezione, i canali e la carota, ma
dall’ugello macchina si entra nelle camere calde che escono con un “punto d’iniezione” direttamente o
indirettamente in figura.
Nella rilevazione delle cadute relative ai tratti delle camere calde, sul grafico di pressione, si cercherà di
separare la caduta del punto d’iniezione (cioè il tratto di uscita della camera) dagli altri tratti.
Poiché la sezione delle camere è sempre si forma circolare, la formula da usare sarà quella ridotta e relativa ai passaggi circolari.
20. Ugello macchina
L’ugello montato sul cilindro di plastificazione non deve essere troppo stretto e neppure troppo lungo, perché le cadute di pressione che causerebbe al passaggio del materiale potrebbero diventare troppo elevate.
Inoltre, il suo dimensionamento deve avere come riferimento la portata massima della pressa, pertanto,
il Responsabile di produzione, a fronte di un valore massimo di caduta di pressione generata, con un materiale di viscosità intermedia dei materiali usati, calcolerà due diametri ugello: Dmin e Dmax che indicheranno i limiti delle dimensioni ugello da montare sulla pressa.
Le formule da usare sono quelle del calcolo della caduta di pressione per passaggi circolari, e quindi caratterizzati di un Diametro e da una Lunghezza. Poiché le cadute di pressione sono proporzionali alla lunghezza dell’ugello, si consigliano ugelli con lunghezza L = D o, al massimo L = 1,5 D.
A titolo di esempio, si riporta una Tabella con i risultati dei valori di Dmin e Dmax che provocano una
caduta di pressione all’intorno dei 50 bar specifici, usando un ugello con L = 1,5 D e lavorando materiali
a Viscosità media intorno ai 100 Pa.s.
14
21. Trasferimento programma
Il programma stampo è individuato dall’insieme: stampo-materiale-pressa;
Il trasferimento di un programma stampo da una pressa all’altra e i casi più comuni.
I parametri macchina e i parametri specifici;
I dati pressa che modificano i parametri del programma stampo;
Formule e modulo di Trasferimento del programma da una pressa P1 ad un’altra P2.
Pagina del Vademecum che mostra il Modulo per il calcolo dei parametri del nuovo programma.
10.22.
Pressa 1
MODULO TRASFERIMENTO PROGRAMMA
.........................
Stampo
Un. Valore
di ottim.
mis.
P1
Parametro
Forza chiusura
ton
Vel. rotaz. vite
%
...........................................
Rapporti
diametri
vite
Pressa 2
Rapporti
tra i dati
presse
n1M
n2M
D1/D2
mm
D21/D22
% Carica mater.
%t
D31/D32
Temperat. fuso
°C
La Temp. fuso non cambia.
Profilo temperat.
°C
Si ricava dalla nuova % Carica.
Contropressione
bar
Risucchio
mm
D21/D22
Vel iniez. max
%
D21/D22
Press. in. max
bar
Quota Commut.
mm
PP1
bar
Psi/Pi1
Psi/Pi2
PP2
bar
Psi/Pi1
Psi/Pi2
PP3
bar
Psi/Pi1
Psi/Pi2
TMP
s
Il TMP non cambia.
°C
La Temp. stampo non cambia.
D1 =
D2 =
Valore Valore Ver.
teor. ottim. prel.
P2
P2
fatt.
La forza non cambia.
Carica materiale
Temper. stampo
.........................
Psi/Pi1
Psi/Pi2
V1M
V2M
Psi/Pi1
Psi/Pi2
D21/D22
D1/D2 =
n1M =
Psi/Pi1 =
V1M =
D21/D22 =
n2M =
Psi/Pi2 =
V2M =
D31/D32 =
n1M/n2M/ =
Psi/Pi1/Psi/Pi2=
V1M/V2M =
15
PRESSA E PRODUZIONE
22. Dati tecnici sulla pressa
Per consentire un immediato reperimento dei dati indispensabili per la comprensione del processo di stampaggio, è necessario che sulla pressa siano esposte le due tabelle:
- la Tabella dati pressa che deve essere collocata sulla Consolle o in aree ad essa adiacenti, in modo che
l’attrezzista, con un colpo d’occhio, possa leggere il dato di cui ha bisogno.
- la Tabella dati materiali, invece, che viene generalmente inserita in una busta di plastica e appesa
anch’essa in prossimità della consolle o resa disponibile in un luogo prossimo alla macchina.
DATI PRESSA
Da esporre, ben visibili, sulla consolle o in sua prossimità.
D
...... [mm]
Sez. vite
....... [cm2]
L/D
......
Psi/Pi
.......
Vmax rot. .......
Vmax in.: .......
Pl.vol.un.: .......
Tc.avuoto: .......
Tipo .......
Pressa N°
.....
Forza chius: .....
[t]
[-]
[-]
[g/min]
....... [m/s]
[cm/s]
....... [cm3/s]
[cm3/s]
[s]
DATI MATERIALE
La Tabella materiali Cliente, presente su ogni pressa,
deve contenere, per ogni materiale, i seguenti dati di stampaggio.
Dsolida ...... [gr/cm3]
TAmin
....... [°C]
Tstpo min ....... [°C]
Tstr. pzo ....... [°C]
PP1min ....... [bar]
Vmax periferica reale
Vmax avanz. del fronte
Vcristallizzazione
A (den. formula raffr.)
Dliquida
...... [gr/cm3]
TAcons. ....... [°C]
Tstpo cons. ...... [°C]
PP1max
....... [bar]
....... [m/s]
....... [cm/s]
....... [s/mm]
....... [-]
16
Diff. %
....... [%]
TAmax
....... [°C]
Tstpo max ....... [°C]
23. Verifiche sulla pressa
Per garantire il costante e corretto funzionamento della pressa, ai fini di mantenere il livello di qualità e
profitto, le verifiche che il Responsabile di produzione deve effettuare sono:
-
Verifica presenza e corretto funzionamento dei grafici d’iniezione;
Verifica del controllo delle pressioni;
Verifica del controllo delle velocità (portate);
Verifica della massima velocità rotazione vite;
Verifica delle termocoppie delle zone termiche del cilindro di plastificazione (specialmente la zona A);
Verifica... del diametro della vite.
24. Verifiche usura puntale e vite
L'anello montato sul puntale della vite, è appositamente fatto con un materiale più tenero rispetto le altre
parti adiacenti. Poiché l'usura dell'anello, in fase d'iniezione, consente al materiale di ritornare nella vite,
ciò provoca un aumento dello Stop carica materiale, che incrementa il valore e il tempo della Carica.
È utile quindi misurare l’indice di usura dell’anello con una formula appropriata.
Un accorgimento indispensabile è di fare attenzione alla Temperatura del fuso, perché una sua variazione
altera, in misura notevole, la Densità liquida del materiale, falsando il risultato dell’indice di usura.
25. Verifica plastificazione volum. unitaria
La plastificazione volumetrica unitaria è il volume di materiale che viene spinto in zona dosaggio ad ogni
secondo di rotazione vite alla su amassima velocità di rotazione e con Contropressione zero.
L’importanza di questo dato risiede nella rapidità di plastificazione, infatti, più elevata è la plastificazione
unitaria e più ridotto è il tempo di carica materiale.
Man mano che l’usura della vite procede, tale valore diminuisce e il danno provocato si misura in ridotta
qualità del fuso e soprattutto un prolungamento del tempo di carica e di una perdita di profitto.
Da qui, la necessità di tenere sotto controllo la plastificazione volumetrica unitaria, usando una formula
apposita che determina il tempo di carica materiale che poi viene confrontato col valore iniziale che aveva
la vite quando era nuova.
26. Analisi codici stampo e vite
L’analisi dei codici stampo, in relazione alla vite ottimale e al miglior tipo di vite da usare, è uno studio
che, partendo dal tipo di materiale e dal peso della stampata, risale al Diametro ottimale vite, al Tipo di vite
da usare e alla Lunghezza vite minima, ai fini della qualità e del profitto.
In base al tipo di materiale, usando le formule per la scelta della pressa ottimale, si determina il Diametro
ottimale, il Dmin e Dmax con cui lavorare lo stampo. In base a questo diametro, si può risalire al Tipo di
vite (R) da usare e, per certi materiali anche la lunghezza vite minima consigliata.
Tale analisi porta ad una visione completa dei codici stampo col parco macchine evidenziando eventuali
carenze in Diametri vite, Tipi vite oppure Lunghezze vite.
17
Supporti didattici
Durante il Corso, ad ogni partecipante vengono forniti i seguenti supporti didattici:
Stampaggio ad iniezione
1. “Vademecum”: manuale di 150 pagine a colori, formato A5, stampato da tipografia, che illustra tutti
gli argomenti trattati durante il Corso di stampaggio ad iniezione di 3° livello, incluso il Trasferimento
di un programma stampo da una pressa all’altra.
Stesura programma stampo
2. Una documentazione completa sulla stesura di un programma stampo che, partendo dai dati stampo,
materiale e pressa, guida il partecipante in una successione progressiva di formule e calcoli per effettuare scelte appropriate e per determinare ogni parametro del programma stampo.
Ottimizzazione programma
3. Manualetto “Ottimizzazione programma”, 32 pagine formato A5, che elenca e illustra tutte le operazioni di ottimizzazione, da eseguire su un programma calcolato, indicandone la sequenza.
Il Manualetto riporta anche le operazioni da effettuare per il reperimento di dati importanti per il
Responsabile di produzione ed una casistica di configurazioni del grafico di pressione, per facilitare la
comprensione e la rilevazione degli eventuali problemi di stampaggio.
Questa documentazione è fornita in file
PDF per la stampa delle copie necessarie
presso il Cliente.
18
VIDEO REGISTRAZIONE
del
Corso di 3° livello
Questo Corso
è attualmente disponibile in video registrazione
con 14 ore di lezioni su 16 DVD.
Per informazioni rivolgersi a:
P.i. Luca Adessa
e-mail: [email protected]
Tel. 377 5161732
Ing. Franco Adessa
e-mail: [email protected]
Tel. 030 25.33.99.5
Per visione “demo” del Video del Corso di 3° livello
visitare il sito:
www.corsidistampaggio.com
19
Pagina del DVD n. 1 dell’Indice del Corso.
20
Per informazioni sui Corsi
e per programmarne uno presso la sede Cliente
rivolgersi a:
Ing. Franco Adessa
e-mail: [email protected]
Tel. 030 25.33.99.5
Richiesta di un Corso
Per concordare contenuti e modalità di un Corso e ricevere un eventuale preventivo, contattare l’Ing.
Franco Adessa. Per avere una presentazione completa sui tipi di Corso di stampaggio ad iniezione per
materiali termoplastici disponibili, fare richiesta all’Ing. Franco Adessa oppure visitare il sito:
www.corsidistampaggio.com.
Costi unitari per un Corso teorico-pratico
presso la sede Cliente
Costo orario della docenza
Costo orario viaggio
Rimborso chilometrico
Spese vitto e alloggio/giornata
Costo Manuale “Vademecum”
:
:
:
:
:
Euro 90
Euro 50
Euro 0,45/Km
Euro 110
Euro 50/cad
Pagamenti: 30 gg. d.f.
Documenti per la richiesta di finanziamenti
per Corsi di formazione
Se il Cliente si rivolgesse ad Enti finanziatori di Corsi di formazione, per l’approntamento della documentazione necessaria, siamo in grado di fornire:
- il “Curriculum vitae” del Docente;
- il programma del Corso, previamente concordato;
- i documenti necessari per dimostrare la professionalità dei supporti didattici forniti durante i Corsi.
Ing. Franco Adessa
Nave (BS), 29 febbraio 2012
21