Produzione di ciotole in plastica personalizzate tramite stampaggio a iniezione 2K per Wedgwood

Contesto del progetto Con l'avanzamento delle politiche ambientali globali, le stoviglie riutilizzabili in plastica PP per uso alimentare sono diventate un'importante direzione di sviluppo per l'industria delle stoviglie per alimenti. La plastica PP per uso alimentare (polipropilene, codice di riciclaggio 5) è un materiale sicuro ampiamente utilizzato nelle stoviglie riutilizzabili. È atossico e inodore, può resistere a temperature elevate fino a 120 °C, può essere riscaldato ripetutamente e non si deforma facilmente, e non contiene bisfenolo A. Ha proprietà chimiche stabili e non reagisce facilmente con gli alimenti. Dopo aver ottenuto la certificazione, può essere a contatto a lungo termine con gli alimenti. Questo progetto mira a progettare e produrre un set di stampi a iniezione per la produzione di stoviglie per una specifica catena di ristorazione, al fine di soddisfare le sue esigenze di produzione su larga scala e rispettose dell'ambiente. Obiettivi del progetto 1. Progettare una base di stampo con 3 anime intercambiabili per consentire la produzione di 3 prodotti con ciotole di diverse dimensioni, riducendo efficacemente i costi di progetto per il cliente. 2. Ottimizzare la struttura dello stampo per garantire uno spessore uniforme della parete del prodotto (± 0,05 mm) ed evitare difetti di deformazione o restringimento. 3. Adattarsi alle caratteristiche del materiale PP (facile da restringere), ottimizzare il sistema a canale caldo e il sistema di raffreddamento. 4. La durata dello stampo è di oltre 1 milione di cicli, soddisfacendo le esigenze di produzione a lungo termine del cliente.

Processo di progettazione del progetto 1. Analisi del prodotto e determinazione dello schema dello stampo - Mappatura del prodotto: ottenere modelli CAD di tre ciotole utilizzando la tecnologia di scansione 3D e annotare le dimensioni chiave come il diametro della scatola, l'altezza e le tolleranze dello spessore della parete. - Adattamento delle caratteristiche del materiale: il materiale PP ha un intervallo di temperatura di fusione ristretto (170-230 ℃), che richiede la progettazione di un sistema di canale caldo a temperatura controllata indipendente per evitare surriscaldamenti locali o un riempimento insufficiente dello stampo. - Selezione del telaio dello stampo: viene utilizzato il telaio dello stampo HASCO standard per garantire la stabilità dell'installazione dello stampo. 2. Progettazione della struttura dello stampo - Progettazione della superficie di separazione: selezionare il confine tra il fondo della stoviglia e il corpo della scatola come superficie di separazione per semplificare la struttura di sformatura. - Sistema di colata: * Angolo R dell'ugello del cannone: R15,5, collegato all'ugello della macchina per stampaggio a iniezione. * Marca del canale caldo: MOLDMASTERS, dal Canada. * Otturatore: un otturatore a valvola al centro del fondo del prodotto per evitare segni di saldatura sulla superficie. -Sistema di raffreddamento: Canale di raffreddamento circolare con diametro di 8 mm, disposto attorno alla cavità, che riduce il tempo di raffreddamento a 10 secondi. -Meccanismo di sformatura: Blocco di spinta + espulsione dell'aria per garantire una sformatura fluida.

Implementazione e convalida del progetto 1. Produzione dello stampo - Gli inserti della cavità e del nucleo sono realizzati in acciaio 1.2343ESU con una durezza di HRC48-50, garantendo resistenza all'usura, alla lucidatura e alla corrosione. - Lavorazione con centro di lavorazione di precisione, rugosità superficiale Ra ≤ 0,4 μm, tolleranza con ± 0,01 mm. - Il sistema a canale caldo adotta il controllo della temperatura indipendente HeatingZone, con una differenza di temperatura controllata entro ± 2 ℃. 2. Stampaggio di prova T1 e risoluzione dei problemi - Problema 1: i prodotti in plastica presentano intrappolamento di gas durante la prova iniziale. *Soluzione: l'aggiunta di una scanalatura per l'aria allo stampo e l'ottimizzazione dei parametri di iniezione hanno risolto efficacemente il problema. 3. Produrre ininterrottamente per 8 ore e calcolare il tasso di difettosità: - Deviazione dimensionale: 0% - Difetto superficiale: 0,1% - Difficoltà di sformatura: 0% - Efficienza produttiva: un ciclo di stampaggio di 20 secondi, con una produzione giornaliera di 4000 pezzi.

Risultati del progetto 1. Indicatori tecnici - Durata dello stampo: 1,05 milioni di cicli (superando l'obiettivo di 1 milione di cicli). - Tasso di qualificazione del prodotto: 99,65% (requisito del cliente ≥ 99%). - Tasso di utilizzo del materiale: 92% (85% per stampi tradizionali). 2. Benefici economici - Il costo di un singolo pezzo è stato ridotto del 20% (grazie a una buona progettazione dello stampo e a un buon sistema di raffreddamento). - La capacità produttiva annuale del cliente è stata aumentata a 1 milione di pezzi per soddisfare la domanda del mercato. 3. Benefici ambientali - Riduzione degli sprechi di materiale PP del 15%, in linea con gli obiettivi ESG dell'azienda.

Riepilogo dell'esperienza 1. Chiave di adattamento del materiale PP: -Controllo rigoroso della temperatura di fusione e della temperatura dello stampo. -Adozione di un canale caldo ad alta precisione con controllo della temperatura per risolvere il problema del riempimento insufficiente dello stampo. 2. Direzione di ottimizzazione della progettazione dello stampo: -Aumentare il numero di canali per l'acqua di raffreddamento per ridurre ulteriormente il ciclo di stampaggio. -Testare la progettazione del primo esame simulato con più modelli e migliorare il tasso di utilizzo dell'embrione dello stampo. 3. Feedback dei clienti: -L'elevata stabilità dello stampo riduce i tempi di manutenzione della macchina per stampaggio a iniezione. -Le ciotole di plastica hanno superato la certificazione ambientale verde dell'UE.

Appendice 1. Immagine della struttura dello stampo (1 figura allegata: immagine dell'assemblaggio dello stampo; 2 figura allegata: immagine dello stampo reale; 3 figura allegata: immagine del prodotto in plastica). 2. Tabella dei parametri della macchina (pressione di iniezione, tempo di mantenimento, tempo di raffreddamento, ecc.). 3. Rapporto di accettazione del cliente CMM (ispezione degli inserti dello stampo). Conclusione: questo progetto ha risolto con successo il problema tecnico dello stampaggio a iniezione di materiale PP ottimizzando la struttura dello stampo e i parametri di processo, fornendo una soluzione affidabile per la produzione su larga scala di ciotole e stoviglie e creando significativi vantaggi economici e ambientali per l'azienda.