5 Considerazioni Chiave per la Progettazione di Stampi

5 Considerazioni Chiave per la Progettazione degli Stampi

1. Progettazione dei Fori di Evacuazione

La progettazione dei fori di evacuazione nella termoformatura sottovuoto è cruciale per la progettazione dello stampo. I fori di evacuazione dovrebbero essere posizionati dove la lamiera entra in contatto finale con lo stampo, come ad esempio intorno al fondo dello stampo e nelle aree incassate durante la formatura a stampo, o intorno al fondo del punzone durante la formatura a punzone. La posizione specifica dipende dalla forma e dalle dimensioni del pezzo stampato.

Per parti con contorni complessi, i fori di evacuazione dovrebbero essere concentrati. Per parti grandi e piatte, i fori di evacuazione devono essere distribuiti uniformemente. La spaziatura dei fori dipende dalle dimensioni della parte. Per piccole parti, è adatta una spaziatura di 20-30 mm, mentre per le parti grandi, la spaziatura dovrebbe essere aumentata.

Generalmente, per le plastiche con buona fluidità e alte temperature di stampaggio, sono necessari fori di evacuazione più piccoli; per lamiere più spesse, sono necessari fori di evacuazione più grandi; e per lamiere più sottili, sono necessari fori di evacuazione più piccoli. In breve, il requisito per le dimensioni dei fori di evacuazione è quello di consentire all'aria di essere estratta da tra la lamiera e la superficie di formatura dello stampo in breve tempo senza lasciare traccia dei fori di evacuazione sulla parte.

Il diametro di un tipico foro di evacuazione è di 0,5–1 mm. È consigliabile che il diametro massimo del foro di evacuazione non superi il 50% dello spessore della lamiera. Tuttavia, per lamiere inferiori a 0,2 mm, fori di evacuazione eccessivamente piccoli non possono essere lavorati.

2. Dimensioni della Cavità Anche le dimensioni della cavità degli stampi per termoformatura sottovuoto dovrebbero considerare il tasso di ritiro della plastica. Il metodo di calcolo è lo stesso delle dimensioni della cavità dello stampo a iniezione. Circa il 50% del ritiro nelle parti in plastica termoformate si verifica dopo lo sformatura, il 25% si verifica entro 1 ora dalla sformatura a temperatura ambiente e il restante 25% si verifica entro le successive 8–24 ore.

Le parti in plastica formate utilizzando uno stampo concavo si restringono del 25%–50% in più rispetto a quelle formate utilizzando uno stampo convesso. Molti fattori influenzano l'accuratezza dimensionale delle parti in plastica. Oltre a ridurre l'accuratezza dimensionale della cavità, fattori come la temperatura di stampaggio, la temperatura dello stampo e il tipo di parte in plastica giocano un ruolo. Pertanto, determinare con precisione il tasso di ritiro in anticipo è molto difficile.

Se il lotto di produzione è grande e i requisiti di accuratezza dimensionale sono elevati, è meglio creare prima un prodotto di prova utilizzando uno stampo in gesso per misurare il suo tasso di ritiro. Questo servirà come base per la progettazione della cavità dello stampo.

3. Rugosità Superficiale della Cavità
Generalmente, gli stampi per termoformatura sottovuoto non hanno dispositivi di espulsione; la sformatura si ottiene utilizzando aria compressa dopo la formatura. Se la rugosità superficiale dello stampo per termoformatura sottovuoto è troppo bassa, è molto dannoso per la sformatura dopo la termoformatura sottovuoto. La parte in plastica è incline ad aderire alla superficie dello stampo ed è difficile da sformare. Anche con un dispositivo di espulsione, è ancora incline alla deformazione dopo la sformatura. Pertanto, la rugosità superficiale degli stampi per termoformatura sottovuoto dovrebbe essere relativamente alta. Dopo la lavorazione della superficie, si consiglia la sabbiatura.

4. Dispositivo di Tenuta dei Bordi
Durante la termoformatura sottovuoto, per impedire all'aria di entrare nella camera a vuoto, i dispositivi di tenuta devono essere installati sui bordi dove il foglio di plastica entra in contatto con lo stampo. Sigillare la superficie di contatto tra il foglio di plastica e lo stampo è relativamente facile per le superfici di separazione diritte, ma la sigillatura è più difficile per le superfici di separazione curve o piegate.

5. Apparecchiature di Riscaldamento e Raffreddamento Il riscaldamento del foglio di plastica utilizzato nella termoformatura sottovuoto impiega tipicamente filo di resistenza o radiazione infrarossa. Le temperature del filo di resistenza possono raggiungere i 350℃～450℃. Diverse temperature di stampaggio sono richieste per diversi fogli di plastica, generalmente ottenute regolando la distanza tra il riscaldatore e il foglio. Una distanza di 80～120 mm è comunemente utilizzata.

La temperatura dello stampo influisce sia sulla qualità della parte in plastica che sulla velocità di produzione. Se la temperatura dello stampo è troppo bassa, si verificheranno punti freddi o stress al contatto tra il foglio di plastica e la cavità dello stampo, portando potenzialmente a crepe. Al contrario, se la temperatura dello stampo è troppo alta, il foglio di plastica può aderire alla cavità, deformandosi durante la sformatura e prolungando il ciclo di produzione.

Pertanto, la temperatura dello stampo dovrebbe essere controllata entro un certo intervallo, generalmente intorno ai 50℃. I metodi di controllo della temperatura dello stampo includono il raffreddamento naturale dopo che la plastica entra in contatto con lo stampo, l'aggiunta di dispositivi di raffreddamento ad aria per accelerare il raffreddamento e il raffreddamento ad acqua. L'incorporazione di canali di raffreddamento all'interno dello stampo è il metodo più efficace e comunemente utilizzato per controllare la temperatura dello stampo. Questi canali di raffreddamento dovrebbero essere ad almeno 8 mm di distanza dalla superficie dello stampo per prevenire punti freddi.

Esistono diversi metodi per aprire i canali dell'acqua di raffreddamento. Tubi di rame o acciaio possono essere fusi nello stampo, oppure è possibile praticare fori o fresare scanalature nello stampo. Quando si utilizza il metodo di fresatura, è necessario utilizzare elementi di tenuta e aggiungere una piastra di copertura.