Progettazione per stampi a iniezione: l’analisi degli spessori termici

Quando si inizia a lavorare ad un nuovo progetto di un prodotto in plastica stampato a iniezione, l’analisi di fattibilità ricopre un ruolo cruciale. Esistono vari tool e tipi di analisi, di cui abbiamo parlato nel nostro articolo sul co-design, a cui ricorrere nelle prime fasi di analisi di un progetto, ma oggi ci focalizzeremo in particolare sulla cosiddetta analisi spessori termici di un componente.

ANALISI SPESSORI TERMICI: COS’E’

Per prima cosa, in cosa consiste l’analisi degli spessori termici?

Si tratta di un’analisi numerica che permette di studiare la geometria del componente da stampare a iniezione in materiale polimerico. I risultati restituiti da queste analisi permettono di progettare uno stampo ottimizzando lo studio nelle primissime fasi di progettazione.

Infatti, una valutazione imprecisa in sede di design, nonché la mancata individuazione ed eliminazione di difetti (quali, ad esempio, zone termicamente sbilanciate o spessori tanto elevati da presentare risucchi una volta stampati), comporta costi di correzione via via più elevati nelle fasi in cui il pezzo viene industrializzato.

In particolare, lo scopo di questa analisi è ottimizzare un aspetto essenziale per la corretta stampabilità: il posizionamento del punto (o dei punti) di iniezione.

Grazie al calcolo fornito, si può individuare in modo rapido il/i gate e il miglior posizionamento del punto (o dei punti) di iniezione nello stampo.

A COSA SERVE

In concreto, l’analisi degli spessori termici permette per esempio di non ritrovarsi a valle con uno stampo non ottimizzato che produce componenti difettosi. Spesso, in questi casi, occorre eseguire delle lavorazioni successive sullo stampo, anche piuttosto costose, evitabili con una progettazione più accurata.

In sostanza, ricorrere prima all’analisi degli spessori termici si traduce in riduzione di costi, tempi e sprechi per l’industrializzazione di un prodotto. Questo avviene grazie alla modellazione ottimizzata del design dello stampo.

Ma come si calcola questo parametro? Vediamo nel dettaglio.

STRUMENTI E TOOL IMPIEGATI NELL’ANALISI DEGLI SPESSORI TERMICI

Per ottenere il calcolo del parametro illustrato nel presente articolo, è necessario ricorrere a specifici software informatici. Una volta inseriti determinati dati, quali ad esempio densità del polimero solido in kg al m³, calore specifico allo stato solido del polimero e geometria in STL del componente, i software eseguono una serie di calcoli che restituiscono come risultato lo spessore apparente del componente.

Al termine di questi calcoli, che possono richiedere fino a qualche ora, a seconda della dimensione e della complessità del componente, il software rilascia dei risultati visibili tramite grafici appositi.

Un valido strumento per questo tipo di analisi è fornito da Argo Srl che, grazie al suo template di simulazione CAE open source BestGate, fornisce questo tipo di analisi in tempi piuttosto rapidi.

ANALISI SPESSORI TERMICI: I RISULTATI RESTITUITI

I grafici ottenuti dall’analisi permettono di individuare, con una distinzione in zone arancioni/rosse e zone azzurre/blu, quali punti del componente raffreddano – e quindi solidificano – prima e dopo. Il punto di iniezione va posizionato il più vicino possibile alle zone che solidificano per ultime (quindi le zone rosse). Individuare questi parametri è essenziale per la progettazione di uno stampo a iniezione.

CONCLUSIONI

In conclusione, l’analisi degli spessori termici è un valido strumento per le prime fasi di progettazione di un prodotto da stampare a iniezione. Questa analisi fornisce informazioni molto importanti sia per il progettista che per stampisti e stampatori. Essa permette infatti di ottimizzare fin dalle prime fasi di progettazione il componente da stampare. Questa procedura evita spiacevoli e costose sorprese durante la produzione in serie.

Bemar Plast è a disposizione per approfondire e fornire ulteriori informazioni relative a questo tool e tipo di analisi.