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 F = P·S/1000 dove la P, pressione di iniezione è in kg/cm² ed S è la superficie della area del pezzo da stampare che è 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 le 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)
• un “gruppo di plastificazione e 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 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

Il ciclo macchina è composto dalle seguenti fasi

• Caricamento e fusione: la vite gira aspirando il materiale (in granuli di circa 5 mm) da una tramoggia fissata al cilindro, il materiale avanza verso la testa del cilindro e fonde per effetto del riscaldamento del cilindro e dell’attrito.
• Chiusura e bloccaggio dello stampo
• Iniezione: la vite si sposta rapidamente in avanti, come un pistone, forzando il materiale fuso, attraverso l’ugello, nella cavità dello stampo
• Mantenimento: la vite continua ad essere spinta in avanti, mantenendo la pressione sul materiale finché questo non è solidificato
• Rilascio della pressione della vite
• Apertura dello stampo ed estrazione (automatica, manuale o assistita da manipolatori esterni) dei pezzi
• Arretramento della vite

I pezzi ottenuti richiedono in certi casi operazioni accessorie come l’asportazione del materiale degli attacchi di iniezione, la sbavatura, l’esecuzione di fori ecc, ma spesso sono perfettamente finiti.