Cavità e nucleo nello stampaggio a iniezione: ingegneria di precisione per geometrie complesse
1. Ruoli fondamentali e principi di progettazione
La cavità (metà della muffa femminile) e il nucleo (metà della muffa maschile) sono gli elementi fondamentali che definiscono le geometrie interne ed esterne di una parte. La cavità modella le superfici esterne e le caratteristiche cosmetiche, mentre il core forma sottosquadri, costole, fili e vuoti interni. Il loro preciso allineamento sulla linea di separazione garantisce l'accuratezza dimensionale (± 0,001 "tolleranza per i componenti critici). Il design inizia con la compensazione di restringimento: la cavità/le dimensioni del core di scaletta in base al comportamento materiale (ad es., +2,0% per PP, +0,5% per gli angoli di diapositiva (1 ° - 3 °) sono fondamentali per l'efficienza di riduzione e la risoluzione della fusione complessa, per la riduzione della mark. I nuclei o i sollevatori si ritraggono meccanicamente per rilasciare sottosquadri, sincronizzati con l'apertura dello stampo tramite pin a camme.
2. Selezione del materiale e ottimizzazione della durata
La longevità della cavità/nucleo dipende dalla resilienza del materiale contro l'usura, la corrosione e l'affaticamento termico. Gli acciai per utensili induriti (H13, P20) dominano la produzione ad alto volume (cicli> 500k), resistendo all'abrasione da polimeri pieni di vetro. Per prototipi rapidi, le leghe di alluminio (7075-T6) hanno tagliato i tempi di consegna del 40% ma sacrifica la durata. Gli inserti di rame di berillio migliorano la conduttività termica in sezioni sottili, prevenendo la solidificazione prematura. I trattamenti superficiali come nitriding (durezza: 60–65 HRC) e rivestimenti PVD (TIALN) riducono l'attaccamento con adesivi come la TPU. Gli slot di sfiato (0,015-0,025 mm di profondità) lungo le linee di separazione o all'interno dei core gas di scarico intrappolati, eliminando i segni di bruciatura e colpi corti.
3. Gestione termica e innovazioni di raffreddamento
Il raffreddamento irregolare tra cavità e nucleo induce warpage, segni di lavandini e stress residuo. Canali di raffreddamento conformi —3d stampato entro 5 mm dalle superfici dello stampo: uniformità della temperatura (± 5 ° C), taglio dei tempi del ciclo del 30% e della warpage del 50%. Per i core circondati da una plastica isolante, il raffreddamento sequenziale dà la priorità al raffreddamento della cavità per ridurre al minimo il restringimento differenziale. Nelle applicazioni automobilistiche (ad es. Collettori di aspirazione pp/gf30), vengono messe in scena le temperature dello stampo:
Cavità: 80 ° C per finitura superficiale
Core: 60 ° C per accelerare l'espulsione
Le termocoppie incorporate nei core monitorano l'estrazione del calore in tempo reale, mentre i tubi del deflettore reindirizzano il flusso di refrigerante su hotspot.
4. Applicazioni avanzate e soluzioni specifiche del settore
Automotive: gli stampi multi-cavità producono componenti identici (EG, tappi di carburante PE). I core pieghevoli formano thread interni senza operazioni secondarie.
Medical: cavità a specchio (RA ≤ 0,05 μm) garantiscono la biocompatibilità per gli strumenti chirurgici. I sistemi di sfiato prevengono trappole di gas negli impianti di anziana.
Elettronica: inserire i legami di stampaggio dei contatti metallici all'interno delle cavità definite dal core per i connettori. I nuclei a parete sottile (<0,5 mm) consentono alloggiamenti di micro-USB con tempi di ciclo inferiore a 10 secondi.
Packaging: stack stampi in uscita doppia utilizzando set di core alternati, mentre i sistemi di hot runner eliminano i rifiuti di canna per le preformi da compagnia.
5. Tendenze future: stampi intelligenti e sostenibilità
Integrazione IoT: i sensori nei core monitorano la pressione/temperatura, l'alimentazione dei dati ai sistemi di intelligenza artificiale che regolano i parametri (ad esempio, pressione di mantenimento) per prevenire colpi brevi.
Produzione additiva: i nuclei ibridi stampati in 3D incorporano il raffreddamento conforme e la massa ridotta, tagliando i tempi di consegna del 60%.
Eco-progettazione: i core con inserti modulari consentono swap di materiale (ad es. Resine a base biologica) senza piena riassunzione. Gli acciai compatibili con reginda resistono ai polimeri riciclati abrasivi.
Lo stampaggio multi-materiale: i nuclei rotanti consentono l'iniezione sequenziale di materiali rigidi/morbidi (EG, impugnature TPE-over-PP) in un singolo ciclo.
