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Prevedere i punti di depressione nelle parti in plastica


Un difetto che può manifestarsi nei pezzi stampati in plastica è quello dei punti di depressione. Tale difetto consiste nella formazione di cedimenti o depressioni, che nel migliore dei casi sono un semplice dettaglio antiestetico, ma possono arrivare anche a compromettere la funzionalità del pezzo.

In genere, nei fenomeni di depressione la parte esterna del pezzo si raffredda creando una pellicola superficiale mentre l'interno è ancora liquido; quando si raffredda anche la parte interna, questa si ritira risucchiando verso l'interno la superficie esterna. Nei casi peggiori la superficie si spacca, formando un buco.

Un caso pratico

Qualche giorno fa ho potuto osservare personalmente questo difetto su un componente in plastica di un nostro cliente (che non possiamo citare per ragioni di riservatezza).

prevedere i punti di depressione delle parti in plastica

Nella figura sottostante il difetto è ben visibile.

prevedere i punti di depressione delle parti in plastica_2

Prevedere i punti di depressione

SOLIDWORKS® Plastics Standard permette di fare una previsione di questo problema fin dalle le prime fasi di progettazione, evitando costose modifiche dello stampo, migliorando la qualità e accelerando il time-to-market. Perfettamente integrato nel CAD SOLIDWORKS, questo software ha caratteristiche di intuitività, semplicità d'uso, e non richiede delle competenze particolarmente approfondite sul processo di stampaggio a iniezione, bastano pochissimi dati per poter lanciare una simulazione. 

Per impostare la simulazione mi è bastato scegliere il polimero da utilizzare, e il punto di iniezione: il software si è poi occupato di generare automaticamente la mesh. Una volta lanciato il calcolo dopo pochissimi minuti ho potuto visualizzare i risultati che mi hanno fornito delle informazioni interessantissime.

I risultati della simulazione

Il tempo di riempimento:

SolidWorks Plastics - Tempo di riempimento

E soprattutto i punti di depressione:

SolidWorks Plastics - Punti di depressione

Notate come SOLIDWORKS plastics abbia perfettamente previsto il punto in cui si è manifestata in modo visibile una depressione.

La finestra del plastics advisor, nella parte destra dell'area grafica, descrive in modo dettagliato il fenomeno dei punti di depressione, e dà alcune indicazioni su come interpretare il grafico e come modificare la parte per eliminare questo difetto.

Le aree di intervento

In linea generale, i parametri su cui può agire il progettista sono:

  • Scelta di una plastica diversa
    Tutte le resine si ritirano durante il raffreddamento, anche se in misura diversa. Le resine come l'ABS, il policarbonato e le loro miscele hanno un coefficiente di ritiro basso. Il nylon, l'HDPE e l'acetale hanno un coefficiente di ritiro più elevato e mostrano una maggiore tendenza a sviluppare depressioni.
  • Modifica della geometria
    Indipendentemente dal coefficiente, il valore complessivo del ritiro di una resina è proporzionale alle dimensioni del pezzo perciò, seguendo le regole di progettazione e utilizzando uno spessore di parete coerente, il ritiro è di norma gestibile. Nel progetto è possibile ridurre o eliminare il rischio di depressione assottigliando o appiattendo le aree spesse oppure rimuovendo il nucleo per mantenere la forma desiderata, eliminando gli spessori eccessivi.
    In alcuni casi, la depressione non è causata dallo spessore della parete ma dall'intersezione di più elementi. Ad esempio, una nervatura che interseca una parete può creare un'area spessa anche quando gli elementi hanno entrambi uno spessore “accettabile”. Riducendo lo spessore della nervatura il problema può essere risolto.
  • Modifica del punto di iniezione
    Il ritiro può variare anche a seconda della direzione del flusso della resina all'interno dello stampo, ma normalmente questo aspetto viene tenuto sotto controllo agendo sulla posizione dell'accesso.

Una volta effettuata la modifica, è possibile immediatamente verificare se possa apportare dei benefici eliminando i difetti sul componente: non è necessario apportare alcuna modifica all'impostazione dello studio, basta semplicemente rilanciare il calcolo.

In conclusione

L'esperienza del progettista unita alla potenza di calcolo e facilità d'uso di SOLIDWORKS Plastics rendono possibile, in pochissimo tempo l'ottimizzazione del componente rendendolo stampabile ed eliminandone i difetti.

 


L'innovazione richiede strumenti che la supportino, SolidWorks Plastics e le altre soluzioni della linea SolidWorks Simulation abilitano l'innovazione. Per saperne di più: 

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Postato da Alessandro Tornincasa

Consulente Tecnico Automazione
Nuovamacut Automazione Spa