Come evitare errori costosi nello stampaggio a iniezione

Geoff Giordano | 11 agosto 2022

Per ridurre i costi associati allo stampaggio a iniezione, è fondamentale dare priorità alla stampabilità delle parti durante la fase di progettazione. Ottimizzare la stampabilità fin dall'inizio può far risparmiare migliaia di dollari.

Secondo un esperto di processo, lo spessore delle pareti è la considerazione più importante nella progettazione della stampabilità, seguita da vicino dall'ottimizzazione dell'espulsione dallo stampo.

Per evitare pareti troppo spesse o troppo sottili, progettare uno spessore di parete compreso tra 0,040 e 0,140 pollici (da 1,0 a 3,5 mm) è l'ideale, secondo l'ingegnere di stampaggio a iniezione Jack Rulander di Protolabs a Maple Plain, Minnesota. L’azienda offre una vasta gamma di competenze nella produzione digitale.

"I disegni troppo spessi saranno soggetti a vuoti/affondamenti/restringimento elevato, che spesso porteranno a deformazioni", ha consigliato Rulander. "Un muro troppo sottile e sarai incline alle esitazioni, dove il flusso di fusione rallenta o si ferma lungo un percorso particolare. Ciò porta a crepe, linee di maglia deboli, colpi brevi e altro ancora."

Per ottenere un'espulsione ottimale dei pezzi, ha continuato, gli ingegneri dovrebbero aggiungere almeno un grado di spoglia per garantire che i perni e le lame degli estrattori escano facilmente i pezzi dallo stampo. La scelta del materiale gioca un ruolo chiave nella quantità di spoglia necessaria, perché "il semicristallino ha spesso un ritiro elevato, mentre i materiali amorfi hanno generalmente un restringimento basso. Anche la struttura e la finitura superficiale giocano un ruolo. Per l'espulsione della parte, possono essere presenti sottosquadri e caratteristiche interne problemi e potrebbe essere necessario riprogettarlo per consentire uno stampaggio efficace."

L'aspetto finale della parte è un'altra considerazione per la progettazione della parte e del processo, ha osservato Rulander. "Le parti stampate a iniezione presentano anche tracce di punti di accesso e linee di testimonianza provenienti da superfici di divisione/chiusura. Le porte a linguetta, che sono le più comuni, offrono molta flessibilità per il posizionamento, ma possono anche lasciare tracce più grandi rispetto ad altre opzioni. Per i cosmetici parti, è importante trovare la posizione ideale in cui tale segno è meno evidente. Quando si tratta di parti funzionali, questi stessi segni o bave (plastica in eccesso) sulle superfici di separazione/chiusura possono compromettere la tenuta."

Ottimizzare la forma, l'adattamento e la funzione dello stampo nella fase di prototipazione è un compito ideale per la rapida flessibilità di progettazione della stampa 3D, che consente ai progettisti di valutare più iterazioni di parti prima di investire in stampi costosi per una produzione in grandi volumi e a basso costo.

Tuttavia, avverte Rulander, "tenere a mente il risultato finale durante la fase di prototipazione è fondamentale, perché ciò che funziona bene in una parte stampata in 3D potrebbe non tradursi in uno stampaggio a iniezione. Prova a progettare pensando allo stampaggio a iniezione durante la fase di prototipazione in modo da può passare rapidamente allo stampaggio di quantità maggiori invece di tornare al tavolo da disegno."

Per evitare errori costosi, Rulander ha offerto questi suggerimenti:

Durante la pandemia, Protolabs è stato un partner di consulenza chiave nella creazione di Aura Ventilator di Aura Project, un salvavita a basso costo destinato all'utilizzo da parte di organizzazioni non profit, organizzazioni non governative e piccoli ospedali per aiutare le comunità svantaggiate.

Protolabs ha fornito servizi di stampa 3D Multi Jet Fusion al piccolo team di sviluppatori di Aura per superare gli ostacoli normativi della FDA durante la fase di prototipazione, ha spiegato Rulander.

"Mentre lavorava con parti stampate in 3D, il team Aura ha utilizzato la piattaforma di quotazione digitale di Protolabs per ricevere preventivi rapidi e analisi DFM in meno di un'ora per le parti stampate a iniezione", ha osservato. "La capacità di eseguire ripetutamente preventivi accurati per le parti IM ha aiutato il team a determinare se ogni modifica al progetto nel prototipo stampato in 3D sarebbe valso l'investimento alla fine quando sarebbero passati all'IM per le parti di produzione."

Con un design ottimale perfezionato attraverso una rigorosa valutazione iniziale, Aura è passata alla produzione di stampaggio a iniezione a 500 unità al mese, "che equivale a circa 6.000 parti al mese da Protolabs", secondo Rulander.

Puoi leggere il caso di studio completo di Protolabs/Aura qui.

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