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STAMPAGGIO AD INIEZIONE

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Lo stampaggio ad iniezione è un processo di produzione industriale del tipo fusione, in cui materiale liquido (materiale plastico) viene immesso in una forma permanente detta stampo, aiutato da una forza di "iniezione". Generalmente, l'iniezione avviene a pressioni elevate ed a temperature che consentono lo scorrimento del materiale "plastificato" in apposita sezione della pressa stessa. Gli appositi stampi vengono tenuti chiusi idraulicamente o meccanicamente in macchine dette presse per lo stampaggio. Le pressioni sono dell'ordine di qualche centinaio di bar e la forza (in tonnellate) necessaria per tenere chiusi gli stampi è semplicemente ricavabile dalla formula:

dove P è la pressione di iniezione in kg/cm² (per le unità di misura vedi nota [1]) ed S è la superficie dell'area frontale del pezzo da stampare (in cm²) ortogonale al piano di iniezione.

Lo stampaggio ad iniezione è ritenuto uno dei processi più economici di trasformazione delle materie plastiche. Esistono relativamente poche pubblicazioni riguardo alle tecniche di stampaggio e relative alla soluzione dei problemi. L'uso di programmi specifici quali "mold flow" consente una rapida ed economica prototipazione del prodotto, l'uso di presse veloci permette di produrre particolari anche grandi in un tempo estremamente ridotto.

Lo stampaggio ad iniezione rammenta il principio della pressofusione usata per la formatura di semilavorati o particolari dai metalli non ferrosi.

I costituenti principali delle presse per iniezione sono:

un piano fisso, cui si fissa un semistampo (normalmente il semistampo femmina)
un piano mobile, cui si fissa l’altro semistampo
un sistema di supporto e guida del piano mobile (generalmente 4 colonne a sezione cilindrica)
un meccanismo di chiusura dello stampo (generalmente una ginocchiera azionata da pistoni idraulici)
Schema di principio del sistema di iniezioneun “gruppo di plastificazione ed iniezione”, costituito da una vite senza fine contenuta in un cilindro riscaldato elettricamente, la vite ha la possibilità di ruotare intorno al suo asse (caricamento e fusione del materiale) e di spostarsi assialmente, agendo da pistone (fase di iniezione). La testa del cilindro porta un ugello che, attraverso un foro nel piano fisso della pressa è mantenuto a contatto del foro di iniezione dello stampo
una centralina oleodinamica, che fornisce l’energia per gli azionamenti. Si stanno diffondendo presse con azionamenti totalmente elettrici
un basamento di supporto
una unità di governo elettronica
La disposizione più diffusa è quella orizzontale (movimento di apertura degli stampi orizzontale), ma per lavorazioni particolari si utilizzano presse verticali. I parametri identificativi delle presse sono:

la forza di chiusura
il passaggio tra le colonne, ovvero la massima dimensione trasversale dello stampo che può essere montato
la corsa del piano mobile
la capacità, ovvero la massima quantità di materiale che può essere iniettato in ciascun ciclo
Schema di principio del processoIl ciclo macchina tipico è composto dalle seguenti fasi:

Caricamento e fusione: la vite gira aspirando il materiale (in granuli dalla dimensione variabile da 1 a circa 5 mm) da una tramoggia fissata al cilindro, il materiale, avanzando verso la testa del cilindro, fonde per effetto del riscaldamento del cilindro e dell’attrito. L'accumulo del materiale plastificato nella parte anteriore del cilindro fa arretrare la vite determinando la quantità di materiale che verrà iniettata.
Chiusura e bloccaggio dello stampo. I due semistampi vengono avvicinati velocemente in bassa pressione e a pochi decimi di distanza vengono bloccati in posizione di massima forza di chiusura.
Iniezione: alla vite viene applicata una pressione programmata e spostandosi rapidamente in avanti, come un pistone, forza il materiale fuso, attraverso l’ugello, nella cavità dello stampo.
Mantenimento in pressione: la vite continua ad essere spinta in avanti solitamente con una pressione più bassa di quella di iniezione, mantenendo la pressione sul materiale finché questo non è solidificato Rilascio della pressione della vite.