Il processo di formatura e produzione della plastica: Top 7 Tecniche
Gli oggetti in plastica si trovano ovviamente ovunque nella nostra vita quotidiana, ma molte persone non sanno che ci sono diversi modi per formarla per uso commerciale o industriale. Ecco i sette metodi più comuni, e quello che devi sapere per decidere quale sia il migliore per il tuo prossimo progetto.
Stampaggio a iniezione di plastica
Lo stampaggio a iniezione di plastica rappresenta circa l’80% degli oggetti di plastica durevoli che troviamo ogni giorno. Lo stampaggio a iniezione utilizza uno stampo o matrice fatto di alluminio o acciaio. Lo stampo consiste in un lato del nucleo e un lato della cavità che viene inserito in una macchina per lo stampaggio a iniezione della plastica. Questa macchina riscalda i pellet di resina plastica grezza finché non sono fusi, li inietta nella cavità vuota dello stampo sotto grande pressione, e poi si apre per espellere il pezzo finito.
Stampaggio a soffietto fatto con una macchina di stampaggio di grande capacità di Semco Plastic Co.
Il vantaggio del PIM è che milioni di pezzi identici possono essere fatti rapidamente, con un’eccellente finitura superficiale e a basso costo. Gli stampi però possono essere costosi e complessi, a seconda della geometria della parte. È necessaria un’attenta progettazione ingegneristica dello stampo per prevenire i difetti e ottimizzare la qualità della parte e la velocità di lavorazione.
Stampaggio rotazionale (Roto)
Anche lo stampaggio rotazionale usa uno stampo a nucleo e cavità, ma il processo di produzione è molto diverso.
La polvere plastica viene versata nella cavità dello stampo, e lo stampo viene messo in un forno. Mentre viene riscaldato, lo stampo viene lentamente ruotato su due assi. La gravità è usata per far aderire la plastica alle pareti dello stampo e costruire lo spessore corretto.
Lo stampaggio rotazionale è migliore per grandi contenitori con pareti spesse.
Poi, lo stampo è rimosso dal forno e raffreddato lentamente per prevenire la deformazione. Il raffreddamento completo può richiedere diversi minuti, dopo di che lo stampo viene aperto e la parte rimossa per il ciclo successivo.
Lo stampaggio rotazionale è ideale per fare forme grandi, cave o concave, spesso per uso esterno come canoe e vasche. Le parti finite sono prive di sollecitazioni e non hanno cuciture, quindi sono forti, e gli strumenti sono relativamente semplici e poco costosi da realizzare.Lo svantaggio è che gli strumenti non durano più di qualche migliaio di cicli prima di dover essere sostituiti, e la qualità della finitura delle parti è media nel migliore dei casi, quindi non è adatto per la formatura di precisione.
Stampaggio per estrusione e soffiaggio
Questo è il modo più comune per fare contenitori a parete sottile ed economici come bicchieri o bottiglie monouso. È veloce e gli strumenti sono facili da realizzare, ma le parti non possono essere molto complesse o realizzate con alta precisione.
Lo stampaggio per estrusione è usato per le bottiglie di plastica.
La plastica fusa in forma di una grande goccia, chiamata parison, è posta in uno stampo a conchiglia in due pezzi. Dopo che lo stampo si chiude, il parison viene gonfiato come un palloncino fino a riempire la cavità vuota. Poiché le pareti dello stampo sono raffreddate ad acqua, la plastica si solidifica rapidamente e la bottiglia può essere espulsa.
Stampaggio a iniezione
Nel soffiaggio a iniezione, la pressione del gas è usata per forzare la resina fusa nella cavità dello stampo. Il processo è facilmente controllabile e ripetibile, ed è comunemente usato per le bottiglie di plastica trasparente. Rende eccellente la qualità della superficie, ma non è ideale per le pareti sottili.
Bottiglie d’acqua in PET
Il PET (polietilene tereftalato) o il PEEK (polietere-etere-chetone) sono le tipiche scelte di resina per le bottiglie di bevande, grazie alla loro chiarezza e durata, e perché sono classificate come sicure per i materiali di consumo. Sono anche facilmente riciclabili.
Stampaggio a iniezione per reazione (RIM)
RIM è più spesso usato nell’industria automobilistica perché produce parti leggere che hanno una pelle rigida. Questa pelle è facilmente verniciabile per realizzare pannelli di carrozzeria, cruscotti e altre parti di automobili. Tuttavia, la plastica di termoformatura non funziona in questo processo. Invece questo processo richiede plastica termoindurente.
Lo stampaggio rotazionale è stato usato per questa porta leggera dell’aereo. Cortesia RIM Mfg. LLC.
La plastica termoindurente subisce una reazione chimica irreversibile all’interno dello stampo. Questo di solito li fa espandere come una schiuma, riempiendo una cavità dello stampo. Quando la reazione chimica è terminata, la plastica si fissa nella sua forma finale.
I costi delle attrezzature per i prototipi sono relativamente bassi, mentre le attrezzature di produzione sono moderatamente costose. Il costo principale è nel materiale, tenendo presente che la parte risultante deve sempre essere rifinita, di solito con un gel coat a base di uretano o con la verniciatura, quindi il processo è più laborioso e ciò aumenta il prezzo del pezzo.
Fusione sotto vuoto
La fusione sotto vuoto è una grande scelta per fare un piccolo numero di prototipi rapidi di alta qualità senza un grande investimento in strumenti o materiale.
La colata sotto vuoto in poliuretano è stata usata per fare questa valigia alla Star Rapid.
Un modello master di qualsiasi solido rigido (spesso si tratta di un modello master stampato in 3D) è posto in una scatola sigillata che è poi riempita con un uretano flessibile o silicone. Quando il master viene rimosso, si forma una cavità all’interno dello stampo che ora può essere riempita con resina plastica per formare una copia dell’originale. La pressione del vuoto è usata per tirare fuori l’aria dallo stampo in modo che si riempia completamente senza bolle d’aria.
In questo processo, la qualità della finitura superficiale e i dettagli sono eccellenti e le resine colabili possono imitare molti gradi di plastica. Ma gli stampi non sono durevoli e si degradano dopo circa 20 copie.
Thermoforming
Questo è un tipo di formatura sotto vuoto, dove un foglio di plastica sottile o spesso viene posto sopra uno stampo, riscaldato a una temperatura che permette al materiale di diventare flessibile, poi viene allungato sulla superficie dello stampo mentre la pressione del vuoto tira il foglio verso il basso e nella sua forma finale.
La termoformatura è utile per l’imballaggio a conchiglia
Questo processo può essere fatto anche con semplici stampi e attrezzature molto semplici. È spesso impiegato con campioni e prototipi di parti a parete sottile e a corpo cavo. Nell’industria, è usato per tazze di plastica, coperchi, scatole e imballaggi di plastica a conchiglia, così come per parti di carrozzeria in materiale più spesso. Solo le plastiche di termoformatura sono adatte a questo processo.
Stampaggio a compressione
La materia prima viene preriscaldata e posta all’interno della cavità aperta di uno stampo. Un tappo o una spina viene usato per chiudere lo stampo e applicare calore e pressione, causando la polimerizzazione della plastica. Questo processo è ottimo per interruttori a tastiera in gomma, guarnizioni, O-ring e altre parti morbide e flessibili a parete sottile.
Gli O-ring in gomma siliconica fatti con lo stampaggio a compressione
E’ relativamente economico e spreca poco materiale, anche se controllare la consistenza del pezzo finito può essere difficile e bisogna fare molta attenzione nella preparazione dello stampo iniziale.
Conclusione
Star Rapid offre una varietà di soluzioni per aiutarvi a ottenere esattamente le parti in plastica o gomma di cui avete bisogno per il vostro progetto. Contattateci oggi stesso per ulteriori informazioni e un preventivo gratuito.