LE TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONE DELLE MATERIE PLASTICHE – 1:
STAMPAGGIO A INIEZIONE

Pubblicato il: 18/03/2020

LE TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONE DELLE MATERIE PLASTICHE – 1:<br>STAMPAGGIO A INIEZIONE

I polimeri termoplastici fossili hanno raggiunto nel corso degli anni un altissimo livello di qualità e i loro produttori hanno adattato le loro matrici polimeriche alle diverse esigenze delle industrie di trasformazione.

I produttori di macchinari hanno imparato viceversa a rispettare il carattere di ciascun polimero, al fine di preservare il più possibile le loro qualità e vantaggi tecnici intrinseci.

Durante la fase di sviluppo progettuale di una nuova applicazione, gli ingegneri devono spesso fare una scelta relativamente alla tecnologia di trasformazione.

I criteri di scelta della tecnologia

Questa scelta si basa su diversi elementi che includono quanto segue:

  1. Superficie della parte (area)
  2. Funzione della parte
  3. Livello di integrazione di funzioni
  4. Design (forma 2D o 3D)
  5. Finitura superficiale (finita o post trattata?)
  6. Dimensione e peso della parte
  7. Precisione della parte (assemblaggi)
  8. Numeri previsti (quantità annuali = rendimento dell’investimento)
  9. Percorso previsto a fine vita (smontaggio)

Se il progetto non nasce all’interno di una specifica azienda, che dispone di una tecnologia specifica, il progettista deve valutare tutte le variabili prima di decidere, scegliere, quale strada prendere in relazione alla tecnologia di trasformazione.

 

Le diverse tecnologie di trasformazione

Le tecnologie di trasformazione più popolari per le materie plastiche sono le seguenti:

  • Stampaggio a iniezione (compresa la co-iniezione)
  • Iniezione soffiaggio
  • Estrusione (compresa la co-estrusione)
  • Estrusione soffiaggio
  • Termo-formatura (di fogli o lastre piani estrusi)

Ogni tecnologia rappresenta un’opportunità e pone al tempo stesso alcuni limiti, a volte tecnici e talvolta economici. Le toccheremo tutte brevemente nel corso dell’anno, cercando di sintetizzare i loro punti di forza principali e le loro potenziali complessità.

 

Lo stampaggio a iniezione

Questa tecnologia è generalmente scelta per la produzione di pezzi di piccole e medie dimensioni, in cui l’alta precisione e la velocità di produzione, sono gli elementi guida.

La tecnologia offre: alta produttività, possibilità di installazione in spazi contenuti, la realizzazione di oggetti in 2D o 3D, tolleranze molto strette e dettagli precisi nei pezzi, scarti di produzione limitati, parti pronte per l’assemblaggio o già finite, inserimento di inserti metallici nel manufatto, agganci di chiusura a scatto, parti con cerniere incorporate, finiture superficiali accurate, stampi multi-cavità (a volte con forme diverse nello stesso stampo).

Inoltre, dispone di una ampia offerta di materiali specifici. E’ di gran lunga la più seguita dai produttori di materie prime.
Questi in sintesi i vantaggi offerti.

Se si sceglie questa tecnologia si devono anche considerare i seguenti aspetti: il costo degli stampi (investimento da recuperare in genere con i numeri di produzione), i costi delle presse, le dimensioni dei pezzi (superfici) direttamente legate alla dimensione del gruppo chiusura della pressa, il consumo di energia, le importanti interrelazioni tra strumento-macchina-materiale che concorrono alla costanza di qualità della produzione.

Una particolare attenzione andrà rivolta alla scelta dei sistemi alimentazione e dei punti di iniezione dello stampo, nonché ai circuiti di raffreddamento/riscaldamento dello stampo e delle sue cavità (vedi figure).

La tecnologia di iniezione dispone di un ampio range di parametri di trasformazione che interagendo tra loro creano una matrice altrettanto ampia di condizioni di lavorazione che consentono di lavorare al meglio qualsiasi polimero.

Parametri di trasformazione controllabili del gruppo di plastificazione:

  1. temperatura del cilindro di plastificazione (diversi punti o zone incluso l’ugello di iniezione)
  2. profilo della vite (configurazione differenti)
  3. capacità/volume di iniezione (a seconda del peso della stampata)
  4. diametro e lunghezza della vite di plastificazione (in genere 3 tipi standard)
  5. velocità di rotazione della vite (in alcune macchine anche la forza di torsione)
  6. prima pressione di riempimento (kg/cm2)
  7. pressione di compattamento (kg cm2 differenti e variabili)
  8. velocità di iniezione (con valori in cm3/sec. variabili)
  9. capacità di miscelazione della vite (contro-pressione variabile)
  10. tempo di compattamento (variabile in ogni punto 7.)
  11. ugello di iniezione controllabile (apertura e chiusura anche servo comandata)

 

L’opzione co-iniezione

Questa tecnica può creare un extra valore alla parte progettata.

Basata sulla possibilità di disporre di due o più cilindri di plastificazione, può essere utilizzata per realizzare pezzi con due (o più) colori diversi, creare combinazioni di materiali morbidi e rigidi, utilizzare polimeri isolanti in combinazione con materiali conduttivi e, con stampi appropriati, stampare materiali incompatibili tra loro per creare meccanismi liberi all’interno di una parte complessa, evitando così i post-assemblaggi.

A cura di: Ing. Marco Bissoli

Marco Bissoli è un ingegnere esperto di tecnologie di lavorazione dei polimeri, di analisi strutturali, termiche e CFD (Analisi Fluidodinamica Computerizzata). Gambit Srl esegue: simulazione di processi di trasformazione dei polimeri (stampaggio ad iniezione, estrusione, termoformatura e soffiaggio), analisi strutturali (lineari, non lineari, statiche, dinamiche, di impatto e vibrazione), analisi termiche (stazionarie e transitorie), CFD . Organizza e propone corsi di formazione sulla tecnologia di lavorazione dei polimeri (stampaggio a iniezione, estrusione, termoformatura e soffiaggio) e sui materiali impiegati.

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