Osservazione, analisi e ispezione dei difetti dello stampaggio a iniezione e dei materiali di stampaggio
Lo stampaggio a iniezione di resine (materiali plastici) è un processo delicato, che può essere soggetto a difetti di stampaggio che compromettono la qualità a seconda dei requisiti di stampaggio e delle condizioni dei materiali e degli additivi. I tipi di difetti di stampaggio e il modo in cui si manifestano possono variare notevolmente.
Questa sezione illustra i tipici difetti di stampaggio e le cause di questi difetti. Questa sezione illustra anche alcuni esempi di applicazione del più recente microscopio digitale 4K di KEYENCE, che consente di osservare, misurare e valutare questi difetti in modo rapido e preciso.
- Esigenze e difetti dei prodotti stampati in plastica
- Difetti tipici dello stampaggio
- Recenti esempi di osservazione e ispezione di prodotti, materiali e additivi stampati in plastica
- Osservazione delle linee di saldatura
- Misurazione 3D del flash nei prodotti stampati
- Osservazione e misurazione automatica della dispersione del riempitivo nella plastica
- Osservazione di particelle di materiale plastico
- Osservazione di una superficie fratturata su un prodotto stampato a iniezione
- Osservazione inclinata e ispezione dell'aspetto di prodotti stampati in composito
- Un microscopio facile da usare, multifunzione e ad alta definizione che risponde alle esigenze degli operatori
Esigenze e difetti dei prodotti stampati in plastica
A fronte dell'esigenza di materiali più leggeri, vengono adottati prodotti stampati che utilizzano materie plastiche con una maggiore funzionalità e durata nei vari settori. Ad esempio, nell'industria automobilistica è possibile ottenere risparmi energetici utilizzando un design leggero in cui alcuni componenti, precedentemente realizzati in metallo, sono stati sostituiti con prodotti stampati a iniezione ad alto valore aggiunto.
D'altra parte, nei prodotti stampati a iniezione, varie condizioni - tra cui le proporzioni e la dispersione del materiale e degli additivi, la temperatura di fusione della plastica, la pressione e il tempo di raffreddamento - influiscono in modo significativo sulla qualità. In particolare nello stampaggio a iniezione, un metodo tipico di formatura della plastica, è necessario prestare attenzione allo stampo e alla pressione di fusione della plastica. Inoltre, è necessario adottare misure di cautela e prevenzione per evitare problemi di distacco degli stampi, che possono causare arresti del sistema e danni agli stampi.
Difetti tipici dello stampaggio
Di seguito sono riportati alcuni esempi di difetti tipici dello stampaggio (deformazioni e difetti superficiali) che compromettono la qualità dei prodotti stampati in plastica e i fattori che li causano.
- Flash
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Fenomeno: deformazione che comporta la solidificazione della plastica fusa all'esterno e lungo la linea di separazione delle due metà dello stampo.
Possibili cause: elevata mandata di iniezione, bloccaggio insufficiente dello stampo, quantità eccessiva di plastica iniettata, distorsione dello stampo, ecc. - Depressione
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Fenomeno: deformazione che consiste in un'ammaccatura sulla superficie di un prodotto stampato. È anche noto come segno di risucchio.
Possibili cause: il ritiro che si verifica mentre la plastica fusa si solidifica all'interno dello stampo causa un volume di plastica insufficiente a riempire lo stampo, con una conseguente rientranza. Quando si verifica un risucchio all'interno della plastica stampata, si parla di vuoto. - Deformazione
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Fenomeno: deformazione in cui il prodotto stampato si deforma in una determinata direzione.
Possibili cause: deformazione causata da una forza esterna durante il distacco dallo stampo (rottura dello stampo) o diversa velocità di contrazione dovuta alla direzione del flusso di plastica fusa all'interno dello stampo. - Linea di saldatura
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Fenomeno: difetto superficiale per cui la saldatura, ovvero la parte in cui i flussi di plastica fusa si incontrano all'interno dello stampo, si presenta in superficie come una scanalatura o un disegno.
Possibili cause: bassa temperatura o fluidità della plastica fusa durante lo stampaggio a iniezione. Una pressione e una velocità di iniezione insufficienti possono provocare linee di saldatura. - Linea di flusso
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Fenomeno: difetto di superficie in cui si formano striature ondulate come un'increspatura centrata intorno al bocchello.
Possibili cause: bassa temperatura della plastica fusa iniettata o bassa velocità di iniezione durante lo stampaggio a iniezione con conseguente scarsa fluidità della plastica all'interno dello stampo. Le striature si formano a causa della sovrapposizione della plastica nello stampo con la plastica successiva. - Cricche e screpolature
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- A. Cricca
- B. Screpolatura
Fenomeno: difetto superficiale per cui si verificano cricche e screpolature (fessure e linee sottili).
Possibili cause: nei prodotti stampati possono verificarsi cricche e fratture dovute a sollecitazioni esterne o interne.
Recenti esempi di osservazione e ispezione di prodotti, materiali e additivi stampati in plastica
Questi difetti di stampaggio, le bolle che penetrano nei materiali plastici e la dispersione di cariche e altri additivi influiscono in modo significativo sulla qualità. Inoltre, i prodotti stampati in plastica in generale sono soggetti a frequenti osservazioni e valutazioni con microscopi ottici.
Tuttavia, i microscopi ottici tradizionali non sono in grado di supportare un'accurata ispezione dell'aspetto attraverso l'osservazione di prodotti stampati che presentano caratteristiche quali basso contrasto cromatico, forme tridimensionali, zone di forma complessa, lucentezza superficiale e trasparenza. Inoltre, non consentivano una valutazione quantitativa attraverso la misurazione delle porzioni difettose o della dispersione delle particelle di materiale e degli additivi.
Sviluppato sulla base dei suggerimenti e dei feedback ricevuti dagli operatori reali nel corso degli anni, il microscopio digitale ad alta definizione 4K della Serie VHX di KEYENCE risolve tutti i problemi dei microscopi ottici tradizionali. Un'unità è in grado di soddisfare anche le nuove esigenze di Ricerca e Sviluppo e la realizzazione di recenti e sofisticati prodotti, materiali e additivi stampati a iniezione.
La Serie VHX è dotata di un obiettivo ad alta risoluzione e di un CMOS 4K, che consente un'osservazione accurata, la valutazione quantitativa in 2D e 3D e la creazione automatica di report.
Questa sezione presenta alcuni esempi di applicazione della serie VHX nella valutazione di prodotti, materiali e additivi stampati a iniezione.
Osservazione delle linee di saldatura
Ad eccezione dello stampaggio multicolore, i prodotti stampati a iniezione sono generalmente monocolore e hanno quindi un basso contrasto, il che non consente di osservare facilmente i difetti della superficie. Finora è stato sempre particolarmente difficile individuare le condizioni di illuminazione adatte per l'osservazione delle linee di saldatura, che sono scanalature o linee causate da una scarsa fusione nella saldatura, in cui i flussi di plastica fusa si combinano nello stampo a iniezione.
La funzione di illuminazione multiangolare del microscopio digitale 4K della Serie VHX consente di ottenere rapidamente immagini multiple con illuminazione da tutte le direzioni premendo un pulsante. L'osservazione può essere eseguita semplicemente selezionando le immagini adatte all'osservazione dalla raccolta di immagini.
Gli operatori possono sperimentare un'osservazione rapida e accurata, risparmiando il tempo precedentemente impiegato per trovare le condizioni di illuminazione adatte.
Misurazione 3D del flash nei prodotti stampati
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX consente di misurare con estrema precisione forme 3D di meno di un micron e profili di parti difettose, oltre ad osservare con immagini ad alta definizione.
Il microscopio digitale 4K di KEYENCE è in grado di eseguire misurazioni e ispezioni quantitative anche sui microscopici bagliori (flash) che si verificano quando una parte della plastica fusa fuoriesce dalla leggera fessura della linea di divisione a causa di una distorsione dello stampo o di una forza di serraggio insufficiente. L'acquisizione di informazioni tridimensionali dettagliate del pezzo difettoso può anche contribuire a una rapida individuazione della causa, da cui è possibile trarre misure preventive.
Osservazione e misurazione automatica della dispersione del riempitivo nella plastica
Riempitivi e additivi vengono utilizzati per aumentare la funzionalità e aggiungere valore ai prodotti plastici ottenuti. La dispersione uniforme del riempitivo e di altri additivi nel materiale plastico rappresenta una sfida nello stampaggio a iniezione di materie plastiche. Pertanto, è importante una valutazione accurata mediante osservazione e la misurazione della dispersione del riempimento.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX consente di osservare la dispersione del riempimento utilizzando immagini 4K ad alta definizione anche ad alti ingrandimenti. Le immagini di osservazione possono essere utilizzate anche per la misurazione e il conteggio automatico delle aree, consentendo così una valutazione quantitativa senza soluzione di continuità basata sia sull'osservazione che sulla misurazione.
Sfruttando i modelli, gli operatori possono anche utilizzare la Serie VHX per creare automaticamente i report utilizzando le immagini acquisite e i valori misurati. Con un unico microscopio che svolge una serie di compiti, l'efficienza della valutazione della dispersione del riempitivo è notevolmente migliorata.
Osservazione di particelle di materiale plastico
A causa della superficie non uniforme dei materiali plastici, i microscopi tradizionali possono mettere a fuoco solo parzialmente l'intero campo visivo quando osservano particelle di materiali plastici. Inoltre, la luce riflessa a forma di anello causata dalla lucentezza del materiale ha reso difficile l'osservazione delle bolle.
La funzione di composizione della profondità in tempo reale del microscopio digitale 4K della Serie VHX consente di ottenere immagini completamente a fuoco anche quando l’oggetto presenta una superficie irregolare. La funzione di eliminazione del riflesso anulare può essere applicata anche per rimuovere la luce riflessa a forma di anello in modo da ottenere un'osservazione più chiara delle particelle di materiale plastico e delle bolle.
Osservazione di una superficie fratturata su un prodotto stampato a iniezione
Le cause di rotture e fratture nei prodotti stampati in plastica possono essere identificate analizzando rapidamente e con precisione lo stato della superficie fratturata (fragilità, duttilità, taglio, fatica, creep, ecc.), il che contribuisce a intraprendere tempestivamente misure preventive e miglioramenti.
Gli obiettivi ad alta risoluzione e il revolver motorizzato del microscopio digitale 4K della Serie VHX offrono una funzione di zoom senza soluzione di continuità che passa automaticamente da un obiettivo all'altro da 20x a 6000x di ingrandimento con operazioni intuitive. Questo consente di risparmiare tempo e risorse, altrimenti spesi per la sostituzione degli obiettivi, per acquisire un'immagine 4K ad alta definizione. I risultati sono un'osservazione e un'analisi accurate ed efficienti della superficie fratturata.
Osservazione inclinata e ispezione dell'aspetto di prodotti stampati in composito
L'ispezione dell'aspetto di prodotti stampati in composito con una forma complessa e tridimensionale, come i connettori dei componenti elettrici dei veicoli, richiede l'osservazione da più angolazioni.
L'utilizzo del sistema di osservazione ad angolo libero e del piatto motorizzato XYZ ad alta precisione del microscopio digitale 4K della Serie VHX consente l'osservazione inclinata da un'ampia varietà di angolazioni. È possibile effettuare un'osservazione inclinata senza problemi, senza la necessità di regolare manualmente la posizione del pezzo.
Le immagini 4K ad alta definizione create dall'obiettivo ad alta risoluzione della Serie VHX e dal CMOS 4K sono in grado di catturare chiaramente i segni di risucchio, le linee di flusso e altri difetti sottili nei prodotti stampati anche nelle osservazioni a basso ingrandimento che acquisiscono l'obiettivo nella sua interezza.
Un microscopio facile da usare, multifunzione e ad alta definizione che risponde alle esigenze degli operatori
Da oltre 20 anni KEYENCE migliora e riforma continuamente i suoi microscopi digitali, tenendo conto del feedback e dei suggerimenti forniti dai clienti in loco. Il frutto di questi sforzi è il microscopio digitale ad alta definizione 4K della Serie VHX.
Oltre alle funzioni qui presentate, la Serie VHX è dotata di molte altre funzioni utili che possono offrire soluzioni ai problemi riscontrati in loco. Tutte le funzioni sono state progettate in modo esclusivo per offrire un sistema che consente osservazioni e ispezioni avanzate con operazioni semplici, indipendentemente dal livello di competenza dell'operatore.
L'ampia varietà di tipi di lenti e di sistemi di osservazione consente inoltre di realizzare un'impostazione personalizzata per i target e i materiali da trattare.
Per maggiori dettagli sulla Serie VHX, fare clic sul pulsante in basso per scaricare la brochure. Per richieste di informazioni, fare clic sull'altro pulsante indicato di seguito per contattare KEYENCE.
