Tra tutti i componenti fondamentali di una macchina per stampaggio a iniezione, la vite è l'elemento critico che determina l'efficacia della plastificazione, la qualità del prodotto stampato e la durata della macchina stessa. Molte persone si concentrano esclusivamente sul tonnellaggio della macchina o sulla forza di serraggio trascurando la scelta della vite; di conseguenza, incontrano una serie di problemi come segni di flusso, bruciature, degrado dei materiali, variazioni di colore, plastificazione non uniforme e produzione stagnante. In realtà, mentre lo stampo detta la forma esterna del prodotto, la vite governa le proprietà della materia plastica stessa. La lavorazione di diverse materie prime o la produzione di diversi tipi di prodotti richiede l'uso di una vite specializzata corrispondente; pertanto, la corretta selezione della vite è un prerequisito fondamentale per garantire una produzione stabile nello stampaggio a iniezione.
Essendo il componente principale dell'unità di iniezione di una macchina per lo stampaggio a iniezione, la vite svolge principalmente le funzioni di trasporto della plastica, riscaldamento e taglio-fondendo il materiale, dosando e accumulando la massa fusa e iniettando la plastica fusa ad alta pressione. Dopo che i pellet di plastica entrano nel fusto dalla tramoggia, vengono fusi uniformemente dallo stato solido a quello fluido attraverso gli effetti combinati della propulsione rotazionale della coclea, del riscaldamento proveniente dalla parete esterna del fusto e del calore di taglio generato dalla coclea stessa. Il diametro della vite, il rapporto tra lunghezza-e-diametro, profondità di volo, durezza del materiale, trattamento superficiale e struttura di trasporto della fusione-influiscono direttamente sull'efficienza di plastificazione, sull'uniformità della fusione e sulla stabilità termica del materiale-oltre alla suscettibilità a problemi quali decomposizione termica, carbonizzazione, accumulo di carbonio e striature nere.
Quando si seleziona una vite per la produzione giornaliera generale, il primo passo è distinguere le proprietà delle materie prime. Per le comuni plastiche-per uso generale-come PP, PE e PS-che presentano eccellente fluidità, bassi punti di fusione e forte stabilità termica, una vite standard-per uso generale è sufficiente per soddisfare i requisiti di produzione. Tali viti garantiscono una plastificazione uniforme e offrono un'ampia finestra di lavorazione, rendendole adatte alla stragrande maggioranza delle necessità quotidiane, cestini, raccordi per tubi e normali prodotti in plastica. L'ABS, d'altro canto, è classificato come materiale plastico tecnico-di qualità media; presenta un intervallo di temperature di stampaggio moderato e una bassa corrosività, il che significa che può essere lavorato anche utilizzando una vite-per uso generico. Tuttavia, per cicli di produzione a lungo termine-e volumi elevati-, è consigliabile optare per una vite aggiornata e resistente all'usura-per ridurre al minimo la generazione di impurità di polvere di plastica causate dall'abrasione.
Durante la lavorazione di tecnopolimeri e polimeri speciali-come PC, PA (nylon), POM, PMMA e PVC-la selezione della vite appropriata comporta requisiti rigorosi. Il PC è caratterizzato da elevata trasparenza, elevata viscosità e difficoltà intrinseca nella plastificazione; inoltre non sopporta l'esposizione prolungata alle alte temperature all'interno della botte. Di conseguenza, è necessaria una vite specializzata con un elevato rapporto di compressione, elevate capacità di taglio e una finitura superficiale altamente lucida per garantire una fusione uniforme e trasparente, prevenendo così difetti come striature argentate, segni di flusso, punti neri e trasparenza insufficiente. Il nylon (PA) è altamente igroscopico e mostra cambiamenti significativi nel comportamento del flusso dopo la fusione; pone inoltre requisiti estremamente elevati in termini di resistenza all'usura delle viti, richiedendo quindi una vite progettata per resistere sia alla corrosione che all'abrasione. Il PVC è una plastica-sensibile al calore che si decompone facilmente alle alte temperature, generando gas corrosivi. Pertanto, è imperativo utilizzare viti e cilindri specializzati-resistenti alla corrosione per prevenire il degrado delle apparecchiature, mantenendo allo stesso tempo uno stretto controllo sul calore indotto dal taglio-per evitare la decomposizione e lo scolorimento della plastica.
In secondo luogo, il diametro della vite dovrebbe essere selezionato in base al volume di produzione del prodotto e al peso della pallina richiesta. Un diametro della vite maggiore si traduce in un volume a iniezione singola maggiore-e in una plastificazione e una velocità di scarico più rapide, rendendolo adatto per prodotti di grandi dimensioni, parti con pareti spesse-e produzione ad alto-volume e ad alta-velocità. Al contrario, un diametro della vite più piccolo offre una maggiore precisione di dosaggio, rendendolo ideale per componenti piccoli e di precisione, parti con pareti sottili-e accessori elettronici ad alta-precisione. Una linea guida generale del settore impone che il peso totale del prodotto finito sia compreso tra il 20% e il 75% della capacità di iniezione teorica della vite; l'utilizzo di un peso di pallini troppo piccolo fa sì che la plastica rimanga nella canna per periodi prolungati, provocando bruciatura, ingiallimento o decomposizione, mentre l'utilizzo di un peso di pallini troppo grande provoca una plastificazione insufficiente, un riempimento debole dello stampo e difetti del prodotto come pallini corti o restringimento.
Il rapporto tra lunghezza-e-diametro (L/D) della vite è un altro fattore critico nel processo di selezione. Un rapporto L/D più elevato si traduce in un percorso di trasporto più lungo per la plastica all'interno del cilindro, facilitando un riscaldamento e una fusione più accurati, nonché un'efficienza di miscelazione superiore; ciò lo rende ideale per la lavorazione di plastica modificata, plastica rinforzata con fibra di vetro--e prodotti che richiedono la miscelazione di masterbatch colorati. Al contrario, una vite con un rapporto L/D inferiore offre velocità di plastificazione più elevate e tempi di residenza più brevi, rendendola adatta per plastiche sensibili al calore-riducendo al minimo il rischio di degrado alle alte-temperature. Sebbene i rapporti L/D standard riscontrati sulle macchine per uso generico- siano del tutto adeguati per i tipici prodotti in plastica di consumo, la lavorazione di materiali modificati-rinforzati con fibra di vetro-o di prodotti che richiedono una miscelazione intensiva richiede l'aggiornamento a una vite specializzata con un rapporto L/D più elevato.
In termini di composizione del materiale e resistenza all'usura, le viti nitrurate standard sono adatte per la lavorazione di plastica pura-in particolare di quelle che non contengono additivi o fibre di vetro. Tuttavia, quando si producono PA rinforzato con fibra di vetro--, PP rinforzato con fibra di vetro-o plastiche modificate caricate con minerali-, l'estrema durezza delle fibre di vetro interne provoca una rapida abrasione delle eliche delle viti. Ciò comporta un aumento del gioco, un'iniezione instabile, un riflusso interno del materiale e deviazioni dimensionali significative nei prodotti finiti. Di conseguenza, è imperativo selezionare un gruppo vite e cilindro bimetallico. Tali gruppi presentano una durezza complessiva superiore nonché una maggiore resistenza all'usura e alla corrosione, prolungando così significativamente la durata di servizio e riducendo i costi di produzione associati alle frequenti sostituzioni dei componenti.
Inoltre, la struttura plastificante della vite, il relativo anello di non ritorno-e l'ugello di iniezione devono essere selezionati come un sistema coeso e integrato. Solo quando i componenti di plastificazione sono abbinati esattamente alle specifiche della vite è possibile garantire un dosaggio accurato dell'iniezione, prevenire il riflusso del materiale fuso, stabilizzare la pressione di mantenimento e ridurre al minimo le fluttuazioni del peso del prodotto. Molti impianti di produzione incontrano spesso problemi quali peso irregolare del prodotto, ritiro incoerente e formazione di bave imprevedibili. A parte i potenziali problemi con i parametri di messa a punto della macchina, le cause profonde di questi problemi derivano generalmente da una mancata corrispondenza della vite, da un'usura eccessiva che supera i limiti di tolleranza o da una selezione inappropriata dei componenti.
In sintesi, la scelta di una vite per macchina per lo stampaggio a iniezione non dovrebbe mai essere trattata come una questione di semplice scelta di un componente standard generico,-di-di serie. È invece la materia prima a dettare il tipo di vite; il peso del prodotto determina il diametro della vite; i requisiti di produzione definiscono il rapporto tra lunghezza-e-diametro; e la presenza di riempitivi o modificanti determina il grado del materiale richiesto. Solo quando il produttore dell'attrezzatura originale personalizza la vite-in base alle materie prime specifiche del cliente, alle dimensioni del prodotto, ai requisiti di volume di produzione e all'eventuale coinvolgimento del rinforzo in fibra-il sistema può ottenere una plastificazione uniforme, uno scarico stabile e un tasso di rendimento elevato, il tutto rimanendo-efficiente dal punto di vista energetico. Inoltre, questo approccio su misura riduce al minimo i malfunzionamenti delle apparecchiature e riduce i costi di manutenzione a lungo termine, costituendo il prerequisito fondamentale affinché una macchina per lo stampaggio a iniezione possa offrire le migliori prestazioni in assoluto.
