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9 Difetti cosmetici e come evitarli

Migliorare l'aspetto e le prestazioni dei pezzi stampati a iniezione eliminando tempestivamente i problemi di estetica.

Come per qualsiasi processo di fabbricazione, lo stampaggio a iniezione deve seguire una serie di linee guida di progettazione stabilite, e i progettisti che comprendono queste pratiche migliori aumenteranno le loro possibilità di sviluppare pezzi e prodotti strutturalmente solidi e attraenti dal punto di vista estetico.

Segue un elenco dei difetti estetici più comuni che si riscontrano nei pezzi in plastica stampati a iniezione, accompagnato da suggerimenti su come evitarli:

Depressione

Come suggerito dal termine, la depressione appare come incavo o lieve abbassamento della superficie del pezzo stampato. È causata da sezioni trasversali più spesse del solito, da pezzi progettati in modo non uniforme o da un errato posizionamento dei punti di accesso - il passaggio attraverso il quale la plastica calda penetra nella cavità dello stampo, Alcuni tipi di plastica - polipropilene e acetale, per esempio - sono molto soggetti a depressione, mentre i materiali rinforzati in vetro o fibra ne sono meno proni. In Proto Labs, forniamo raccomandazioni sullo spessore di parete per ciascun materiale sul nostro sito e consigliamo che i pezzi abbiano uno spessore minimo di parete non inferiore al 40 - 60 per cento della sua sezione più spessa. Il flusso di materiale all'interno dello stampo si sposta ove possibile dalle parti più spesse a quelle più sottili, il che potrebbe voler dire riorientare la cavità dello stampo, o posizionare il punto di accesso in un'area originariamente riservata ad una superficie estetica.

Deformazione

Progettare un pezzo con le pareti troppo sottili per il materiale che si intende utilizzare lo farà probabilmente arricciare come una patatina. Questo fenomeno si chiama deformazione e può essere facilmente evitato seguendo le stesse regole di quelle applicate per la depressione, ovvero osservando le linee guida generali sullo spessore della parete. Ironicamente, i materiali rinforzati in fibra di vetro che funzionano bene con i pezzi tendenti alla depressione sono più suscettibili alla deformazione. Questo perché, mentre il pezzo si raffredda, le fibre di vetro tendono ad allinearsi nella stessa direzione, creando sollecitazioni interne. I pezzi con strutture di supporto interne - rinforzi che sostengono pareti sottili o nervature di grandi superfici piatte - resistono meglio alla deformazione.

Da sinistra a destra, la Figura 1 rappresenta un pezzo progettato con caratteristiche spesse e la depressione osservabile dopo lo stampaggio. Anche la Figura 2 mostra un pezzo progettato con caratteristiche spesse, ma in questo caso evidenzia la deformazione che si verifica dopo lo stampaggio. La Figura 3 dimostra come l'alleggerimento delle caratteristiche spesse aiuti a creare una parte stampata in modo ottimale.
Bava

Esaminate da vicino un O-ring in gomma e noterete nel perimetro più esterno una sottile linea di materiale. Si tratta di una linea di giunzione, l'unione delle due metà dello stampo. Con materiali scorrevoli come il santoprene o il nylon non rinforzato, a volte una piccola quantità di bava può penetrare nella giunzione, e spesso richiede la rifilatura una volta raffreddato il pezzo. In una forma a ciambella come questa, non c'è una grande possibilità di scelta della posizione della linea di giunzione, ma molti pezzi ortogonali presentano angoli vivi, che possono creare una giunzione netta e ben definita in cui è possibile separare lo stampo. Bava o meno, è inevitabile che la maggior parte dei prodotti stampati presentino una linea di giunzione, la cui posizione sarà da noi identificata nel vostro ProtoQuote, e potremo suggerire anche modi per modificare la geometria del pezzo onde evitare la presenza di una linea di giunzione.

Effetto vortice

Dal Giallo Narciso al Blu Fiordaliso, abbiamo in magazzino oltre 40 coloranti standard. Questi sono mescolati con pellet in resina naturale immediatamente prima dell'operazione di stampaggio e sono solitamente molto simili al colore target, ma il prodotto finale potrebbe variare a causa del polimero usato, della goffratura e della lucidatura dell'utensile, nonché dell'effetto vortice durante il processo di miscelatura. Se desiderate ottenere un'esatta corrispondenza di colori nei vostri pezzi, sarebbe meglio acquistare una resina pre-composta da un fornitore esterno. Accettiamo la maggior parte delle resine fornite dal cliente.

Cordoni di saldatura

Siete preoccupati per quelle linee sottili che nel vostro pezzo stampato a iniezione assomigliano a crepe finissime? Non abbiate timore. Si tratta di cordoni di saldatura, formati quando due flussi opposti di materiale si uniscono nella cavità dello stampo. Comunemente osservati al bordo di un foro o altra caratteristica cava, i cordoni di saldatura sono - in linea generale - elementi puramente cosmetici ma possono creare un problema strutturale se presenti in un'area del pezzo soggetta a notevoli sollecitazioni, quale la testa di una vite. In questi casi, la progettazione di una borchia di rafforzamento attorno al foro rappresenta una buona precauzione; in alternativa, si consiglia di evitare completamente la realizzazione del foro e di ricavarlo in un secondo tempo.

Imperfezioni della superficie

Se si seleziona una finitura non cosmetica PM-F0 per un utensile, il pezzo finito presenterà piccoli segni circolari lasciati dalle frese a codolo e linee di transizione degli utensili. Se avete bisogno di una finitura di superficie più attraente dal punto di vista estetico, in generale non occorre fare altro che lucidare a mano l'utensile, ma questa operazione risulta più costosa. Una finitura PM-F1 elimina la maggior parte dei segni degli utensili, mentre la finitura SPI-A2 è addirittura più liscia del velluto. Anche la goffratura mediante sabbiatura risulta essere un'opzione, che solitamente lascia una finitura opaca uniforme ad eccezione delle aree più spesse, attorno ai cordoni di saldatura, e nei materiali più scuri. Tenete presente che ai fini della lucidatura e della goffratura è difficile raggiungere fessure e cavità profonde e che le finiture fini possono ritardare il tempo di consegna perché richiedono un ulteriore sforzo di lucidatura. Offriamo sette opzioni di finitura di superficie per i pezzi stampati a iniezione.

Impronte di tiratura

Un angolo di spoglia adeguato rappresenta un aspetto importante della progettazione di qualsiasi stampo, e la fabbricazione rapida dell'utensileria non fa eccezione a questa regola. Pareti verticali, ovvero le superfici del pezzo parallele alla direzione del funzionamento dello stampo, devono avere un angolo di spoglia minimo di 1-2°, ancor meglio se di 2°, mentre le superfici molto goffrate possono richiedere angoli di spoglia di 5° o più. Senza il corretto angolo di spoglia, l'espulsione del pezzo risulta difficile se non addirittura impossibile e sul pezzo possono comparire impronte di tiratura o graffi.

Vari angoli di sformo
Residui

I residui sono quegli antiestetici puntini presenti su un'estremità del pezzo, lasciati dalla rimozione del punto di accesso dopo lo stampaggio, solitamente causati dall'utilizzo di una lama laterale o taglierina. È un fatto inevitabile dello stampaggio a iniezione. L'unica cosa che si può fare per evitarli, nella maggior parte dei casi, è orientare il pezzo nello stampo in modo da non intaccare le superfici cosmetiche. Quando si stampa, per esempio, una copia della Statua della Libertà, il punto di accesso deve essere posizionato sulle piante dei piedi della figura femminile che rappresenta la Libertà. Quando inviate un disegno a Proto Labs, assicuratevi sempre di parlare con un tecnico del Servizio clienti per verificare la possibilità di inserire le superfici che non devono presentare alcuna traccia di residuo. Possiamo indicarvi eventuali alternative al disegno, che prevedono la modifica dello stile dei punti di accesso, a seconda del materiale e della geometria del pezzo. Questa operazione risulta molto più facile durante le fasi di revisione anziché una volta iniziate quelle di progettazione dello stampo.

Jetting, bucce d'arancia, ecc.

Con lo stampaggio a iniezione possono insorgere diversi problemi, alcuni dei quali sono riconducibili allo spessore delle pareti che eccede le raccomandazioni generali:

  • Il jetting, un effetto vortice di forma allungata che appare particolarmente in prossimità delle spesse aree di accesso, è causato da variazioni di temperatura nel flusso del materiale.
  • In modo simile, una superficie che assomiglia in aspetto ad una buccia d'arancia può essere causata da variazioni di flusso nella cavità dello stampo, solitamente nelle sezioni più spesse del pezzo.
  • La presenza di strisce argentate e fiocchi di materiale è un problema conosciuto col nome di striatura ed è causato da resina umida o di qualità compromessa, ma può anche essere attribuibile al taglio del materiale provocato da velocità delle viti dell'espulsore superiori alla norma.
  • Le macchie rosse, uno scolorimento opaco solitamente riscontrato in prossimità delle aree dei punti di accesso, può essere causato da velocità di riempimento incorrette, ma anche da una inadeguata geometria del pezzo o dal posizionamento dei punti di accesso.

Fortunatamente, è possibile risolvere la maggior parte di questi problemi apportando lievi modifiche al disegno del pezzo e/o scegliendo un materiale diverso per la sua realizzazione. Geometrie difficili richiedono spesso la taratura fine delle temperature di stampaggio, della velocità di iniezione, dei tempi di permanenza del materiale nello stampo o di tutti e tre questi fattori. La scelta del materiale è anche molto importante per quanto riguarda l'aspetto estetico. Ne sono due buoni esempi il polipropilene e l'HDPE, che tendono maggiormente alla depressione rispetto al polibutilene o all'acetale, ma che fluiscono meglio nei particolari di piccole dimensioni dei pezzi. È possibile testare diversi materiali con lo stesso stampo, ma purtroppo i loro fattori di ritiro possono impedire che i pezzi abbiano le stesse dimensioni del disegno 3D. In alcuni casi, dopo aver testato più materiali, potrà rendersi necessario un nuovo stampo per procedere con ulteriori verifiche o realizzare i pezzi di produzione.

La buona notizia è che abbiamo prodotto oltre 65.000 stampi. Abbiamo acquisito una buona familiarità con tutti gli aspetti e le problematiche dello stampaggio a iniezione, e possiamo guidare il vostro progetto di fabbricazione rapida nella giusta direzione. La nostra analisi gratuita online del disegno, eseguita sul modello 3D da voi caricato nel sistema, offre consigli preziosi su come migliorare la stampabilità dei pezzi, e i nostri esperti tecnici del Servizio clienti sono sempre a vostra disposizione, al numero +39 0321 381211 oppure all'indirizzo customerservice@protolabs.it.