Stampaggio a iniezione plastica: migliorare il design dei pezzi uniformando lo spessore delle pareti
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Oltre ai nostri suggerimenti di progettazione mensili, pubblicheremo regolarmente un nuovo video - ognuno di essi vi darà una visione più approfondita di come progettare parti migliori. Tratteremo argomenti specifici come la scelta del giusto materiale di stampa 3D, l'ottimizzazione del vostro progetto per la lavorazione CNC, le finiture superficiali per i componenti stampati e molto altro ancora.
Insight:Stampaggio a iniezione plastica: migliorare il design dei pezzi uniformando lo spessore delle pareti
29.05.2020
Transcript
Salve e benvenuti alla masterclass di questa settimana.
Oggi vedremo come migliorare il design dei vostri componenti sfruttando uno dei principi fondamentali dello stampaggio a iniezione della plastica: mantenere l’uniformità dello spessore delle pareti.
Per comprenderne il funzionamento nella pratica, munitevi di un qualsiasi prodotto di uso comune realizzato in plastica, come un portaspazzolino da denti o uno scolapiatti. Osservatelo bene e noterete che sebbene il design abbia molte curve e spigoli, le pareti hanno quasi sicuramente uno spessore abbastanza uniforme.
Perché i produttori usano questo accorgimento?
Perché se lo ignorassero, nei pezzi si riscontrerebbero depressioni e deformazioni, oppure si otterrebbero componenti non precisi o non funzionali. Come avrete indovinato, si tratta di problemi che vogliamo assolutamente evitare, se possibile.
Tuttavia, non tutti i prodotti sul mercato sono semplici da realizzare come un vassoio o un bicchiere. A volte, i requisiti funzionali dei prodotti di consumo, per applicazioni mediche, aerospaziali e industriali non offrono una grande discrezionalità in termini di spessore di pareti.
In tali casi, dobbiamo considerare due aspetti. Primo: come possiamo cercare di mantenere le pareti relativamente uniformi nonostante la complessità del design? Secondo: qual è il materiale migliore da usare?
Prima di iniziare ad approfondire l'argomento, cerchiamo di definire cosa “relativamente uniformi” significhi davvero a livello pratico. Come regola generale, significa assicurarsi che lo spessore delle pareti di un pezzo stampato in plastica non oltre il 40-60 per cento inferiore a quello delle pareti adiacenti.
Occorre anche evitare geometrie che includano dettagli come lunghi elementi autoportanti, angoli vivi e borchie mal progettate, a prescindere dallo spessore delle pareti.
Al loro posto, si consiglia di apportare alcune modifiche “intelligenti” al design. Ad esempio, se avete bisogno di una parete alta, anziché renderla più spessa provate a usare nervature per rafforzarla.
Analogamente, mentre gli angoli vivi esterni non pongono particolari problemi, l'inserimento di un angolo arrotondato all'interno rafforza l'estremità e provvede ad attenuare la sollecitazione responsabile di possibili deformazioni.
Vale anche la pena seguire le raccomandazioni sugli angoli di spoglia: 1 grado di spoglia ogni 25 mm di profondità è una buona regola generale.
Attenzione poi a mantenere uniforme l'angolo di spoglia nella totalità del pezzo, al fine di prevenire le sollecitazioni interne che potrebbero provocare deformazioni e arricciature.
Con centinaia di materiali a disposizione, scegliere quello giusto può essere tutt’altro che semplice perché le alternative possono essere diverse.Mi spiace dirvi che spetta a voi trovare la soluzione più adatta. Il miglior consiglio che vi posso dare è di parlare al vostro produttore perché sebbene sia difficile che dal suo catalogo riesca a tirar fuori la plastica ideale, ci sono buone possibilità che vi possa aiutare, anche se ciò significa miscelare con additivi un materiale che non soddisfa completamente i vostri requisiti.
Con centinaia di materiali a disposizione, scegliere quello giusto può essere tutt’altro che semplice perché le alternative possono essere diverse.
Mi spiace dirvi che spetta a voi trovare la soluzione più adatta. Il miglior consiglio che vi posso dare è di parlare al vostro produttore perché sebbene sia difficile che dal suo catalogo riesca a tirar fuori la plastica ideale, ci sono buone possibilità che vi possa aiutare, anche se ciò significa miscelare con additivi un materiale che non soddisfa completamente i vostri requisiti.
Ovviamente, anche se riuscirete a trovare il materiale perfetto e a seguire ogni principio teorico, è sempre possibile che un determinato pezzo debba avere le pareti di spessore inferiore a quello raccomandato.
Non è ovviamente l’ideale ma se non riuscite a trovare una soluzione alternativa non disperate: si possono infatti apportare alcune modifiche alla geometria del pezzo che risultano molto utili per attenuare le sollecitazioni interne e ridurre la fragilità potenziale generata da pareti di spessore inadeguato.
I componenti a forma di manubrio o di rocchetto sono ideali per le operazioni di alleggerimento, con le quali si eliminano ampie sezioni di materiale lasciando però intatto il nucleo. Si tratta di un metodo perfetto per evitare la formazione di depressioni, ridurre l'impiego del materiale e realizzare pezzi più leggeri ma altrettanto robusti – anzi, forse ancora più robusti.
Se avete pezzi come i coperchi di contenitori caratterizzati da pareti lunghe e sottili possono essere rinforzati con l'ausilio di tasselli triangolari, purché lo spessore relativo delle pareti del materiale di supporto rispetti la regola del 40-60 percento. Questa tecnica elimina anche il rischio di formazione di ombre antiestetiche, che si verifica quando un'area del pezzo si raffredda più rapidamente rispetto alle altre.
Mi auguro che gli argomenti trattati vi abbiano dato qualche idea di come mantenere l’uniformità delle pareti del vostro pezzo.
È tutto per questa settimana. Alla prossima!
Con un ringraziamento speciale a Natalie Constable.
