Bruciature e punti neri sul pezzo stampato: le cause
Le due famiglie di segni scuri su un pezzo stampato — la bruciatura da aria compressa e il materiale degradato — come si distinguono dalla posizione e dove si interviene.
I segni scuri su un pezzo stampato vengono da due famiglie diverse, e la posizione le distingue. Una bruciatura sempre nello stesso punto, dove il materiale arriva per ultimo, è aria compressa che non esce dagli sfiati e brucia il polimero: si interviene sullo stampo. Punti neri sparsi, in posizioni diverse a ogni stampata, sono materiale degradato nel cilindro o nella camera calda: si interviene sulla pressa o sul collettore.
Come si distinguono bruciature e punti neri?
Dalla posizione e dalla ripetibilità. Prima di cambiare un parametro conviene mettere in fila venti pezzi e guardare dove sta il segno.
| Dove sta il segno | Com'è | Causa probabile | Si interviene su |
|---|---|---|---|
| Sempre nello stesso punto, in fondo al riempimento | macchia bruna o nera, a volte con il pezzo incompleto | aria compressa, sfiati otturati o assenti | sfiati dello stampo |
| Dove due fronti si incontrano | segno scuro lungo la giunzione | aria intrappolata fra i fronti | sfiati, punto di iniezione |
| Vicino al punto di iniezione | striature scure che partono dall'attacco | materiale surriscaldato dall'attrito in un attacco piccolo | velocità, sezione dell'attacco |
| In punti diversi a ogni stampata | punti neri isolati | materiale degradato nel cilindro o sulla vite | pressa, spurgo, vite |
| Dopo ogni fermata, poi calano | punti neri e striature | zone morte o surriscaldate della camera calda | manutenzione del collettore |
| Dopo un cambio colore o materiale | puntini del colore precedente o scuri | spurgo insufficiente | procedura di cambio |
Perché l'aria brucia il materiale?
Perché viene compressa molto in fretta. Quando il materiale riempie la cavità più velocemente di quanto l'aria riesca a uscire, l'aria rimasta si comprime davanti al fronte e si scalda, come nel cilindro di un motore diesel, fino a bruciare il polimero con cui è a contatto. Si chiama effetto diesel, e lascia sempre il segno nello stesso punto: l'ultimo a riempirsi.
È lo stesso meccanismo che produce il pezzo incompleto e una parte delle bolle e dei vuoti: tre difetti diversi con la stessa causa, e spesso compaiono insieme. Il rimedio sta nello stampo: pulire gli sfiati, che si otturano lentamente con i depositi, o aggiungerne dove non ci sono, alla profondità giusta per il materiale. In pressa si può rallentare l'ultima fase dell'iniezione per dare tempo all'aria di uscire, ma è un tampone che allunga il ciclo.
Da dove vengono i punti neri?
Da materiale che si è degradato da qualche parte prima di entrare nella cavità, e che si stacca a pezzetti. Le origini, in ordine di frequenza:
- Tempo di permanenza troppo lungo. Uno stampo piccolo su una pressa grande usa una frazione minima del cilindro, e il materiale resta al caldo per molti cicli. La dose dovrebbe stare fra il 20 e l'80% della capacità del cilindro: sotto, il materiale degrada prima di essere iniettato.
- Temperature troppo alte rispetto alla scheda del materiale, o una zona del cilindro che scalda più delle altre.
- Depositi sulla vite e sulla valvola di non ritorno, che si carbonizzano e si staccano.
- Zone morte della camera calda, dove il fuso ristagna e degrada.
- Spurgo insufficiente al cambio di colore o di materiale.
Il conto del tempo di permanenza si fa così: con una dose di 30 grammi su un cilindro che ne contiene 300 si usa il 10%, e il materiale resta al caldo per una decina di cicli prima di essere iniettato. Con un ciclo di 40 secondi sono quasi sette minuti. È il caso tipico dello stampo piccolo montato sulla pressa sbagliata, e la soluzione non è un parametro: è una pressa più piccola.
I materiali più sensibili sono quelli con una finestra termica stretta: il POM, che sopra i 230 °C si decompone e libera formaldeide, il PVC rigido, i gradi autoestinguenti e il policarbonato lavorato troppo caldo o non essiccato bene.
Quando è la camera calda?
Quando i punti neri compaiono dopo una fermata o un riavvio e poi calano nel corso del turno. Nel collettore una parte del materiale ristagna dove il flusso è lento; con il tempo degrada e ogni tanto si stacca. Una termocoppia fuori posto che fa surriscaldare una zona, tenute che trafilano e depositi accumulati peggiorano il fenomeno.
Non si risolve con i parametri di pressa: si apre e si pulisce il collettore, si controllano resistenze e termocoppie, si rifanno le tenute. È esattamente il lavoro della manutenzione delle camere calde, che in Meccanica P&B facciamo anche su stampi non costruiti da noi, nell'officina accanto alle presse di Barlassina. Se il problema è invece negli sfiati, rientra nella manutenzione ordinaria dello stampo, e la mappa dei difetti aiuta a escludere le altre cause prima di aprirlo.
Domande frequenti
- Perché il pezzo stampato ha delle bruciature?
Se la bruciatura sta sempre nello stesso punto, in fondo al riempimento o dove due fronti si incontrano, è aria che non riesce a uscire: viene compressa davanti al materiale, si scalda fino a bruciare il polimero e lascia una macchia bruna o nera. Si chiama effetto diesel, e si cura liberando o aggiungendo sfiati in quel punto, oppure rallentando l'ultima fase dell'iniezione.
- Da dove vengono i punti neri nei pezzi stampati?
Da materiale degradato che si stacca e finisce nel pezzo. Le origini più comuni sono il cilindro, quando il materiale resta troppo a lungo al caldo, le zone morte della camera calda dove una parte del fuso ristagna, i depositi sulla vite e sulla valvola di non ritorno, e i residui di un cambio colore o materiale spurgato male. A differenza delle bruciature, compaiono in punti diversi a ogni stampata.
- Cos'è l'effetto diesel nello stampaggio?
È la bruciatura provocata dall'aria compressa. Quando il materiale riempie la cavità più in fretta di quanto l'aria riesca a uscire dagli sfiati, l'aria rimasta viene compressa rapidamente e si scalda, come nel cilindro di un motore diesel, fino a bruciare il polimero con cui è a contatto. Il segno è una macchia scura sempre nello stesso punto, spesso insieme a un pezzo incompleto.
- Quali materiali bruciano più facilmente?
Quelli con una finestra termica stretta o che degradano stando al caldo: il POM, che sopra i 230 gradi si decompone e libera formaldeide, il PVC rigido, i gradi autoestinguenti e il policarbonato lavorato umido o troppo caldo. Su questi materiali contano più che altrove il tempo di permanenza nel cilindro, la pulizia degli sfiati e l'assenza di zone morte nella camera calda.
- La camera calda può causare punti neri?
Sì. Nel collettore una parte del materiale ristagna in zone dove il flusso è lento, degrada e ogni tanto si stacca. Il sintomo tipico sono punti neri che compaiono dopo una fermata o un riavvio e poi calano. Le cause sono una zona surriscaldata per una termocoppia fuori posto, tenute che trafilano e depositi accumulati: si risolve con la manutenzione del collettore, non con i parametri di pressa.
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