Introduzione: lo stampo a iniezione e il relativo processo sono noti per l’ampia gamma di applicazioni. Una delle ragioni del suo successo è la grande varietà di materiali plastici che possono essere impiegati nel processo.
Acrilico (PMMA)
Definizione di PMMA
Il PMMA, o acrilico, è una termoplastica resistente e trasparente che rappresenta un’alternativa più leggera e infrangibile al vetro. Poiché il PMMA è trasparente e ha un’eccellente chiarezza ottica, lascia passare molta luce.
Definizione di PMMA
La resina acrilica è resistente, sopporta il peso, non puzza e può essere trasformata in oggetti delle dimensioni giuste. Inoltre, non si rovina con il sole o le intemperie, quindi si può usare anche all’esterno. Non si rompe quando si bagna, quindi non rilascia il bisfenolo A (BPA), una sostanza chimica presente in molte plastiche e dannosa per l’uomo.
Vantaggi del PMMA
La resina acrilica presenta alcune importanti limitazioni. È più costosa del vetro e più soggetta a graffi. Inoltre, si macchia facilmente di grasso e olio. Inoltre, il PMMA viene utilizzato a temperature troppo basse per alcune applicazioni industriali.
Gli acrilici stampati a iniezione non hanno una forte resistenza ai solventi e sono soggetti a cricche da stress in presenza di carichi particolarmente elevati.
Svantaggi del PMMA
La resina acrilica presenta alcune importanti limitazioni. È più costosa del vetro e più soggetta a graffi. Inoltre, si macchia facilmente di grasso e olio. Inoltre, il PMMA viene utilizzato a temperature troppo basse per alcune applicazioni industriali.
Gli acrilici stampati a iniezione non hanno una forte resistenza ai solventi e sono soggetti a cricche da stress in presenza di carichi particolarmente elevati.
Applicazioni del PMMA
Gli acrilici sono utilizzati per finestre, serre, pannelli solari, rivestimenti per bagni e altri elementi trasparenti per edifici e luci.
Gradi di PMMA
Il tipo più economico di PMMA è l’acrilico per usi generici. Si usa per le merci, non per le applicazioni tecniche. L’acrilico per insegne è 10 volte più resistente dell’acrilico generico.
È ottimo per la segnaletica esterna perché lascia passare la luce. L’acrilico marino è resistente ai danni causati dalla permanenza in acqua. I costruttori di barche lo usano molto.
Acrilonitrile Butadiene Stirene (ABS)
Definizione di ABS
L’ABS è una termoplastica molto apprezzata dagli ingegneri perché è facile da modellare e ha un basso punto di fusione. È un polimero opaco che può essere colorato e presenta diverse texture e finiture superficiali. L’ABS è noto per essere forte e resistente agli urti.
Vantaggi dell’ABS
L’ABS ha molte qualità positive. È resistente, durevole e forte, il che lo rende utile in molti settori diversi. Ha un’elevata resistenza alla trazione ed è in grado di resistere ai colpi.
Un altro motivo della grande popolarità dello stampaggio a iniezione dell’ABS è la sua duttilità, che consente di modellarlo facilmente in forme diverse. La capacità dell’ABS di aderire ad altre plastiche lo rende adatto al rivestimento di metalli e altri materiali. L’ABS è tenace, relativamente economico e presenta una buona resistenza al calore e agli oli.
acidi e alcali. Contiene stirene, che rende i pezzi stampati a iniezione lucidi e belli, e butadiene, che lo rende resistente anche quando è freddo.
Svantaggi dell’ABS
L’ABS non è molto resistente alla luce del sole o alle intemperie, quindi non è una buona scelta per le applicazioni esterne. Inoltre, l’ABS produce molto fumo quando viene bruciato, ha una scarsa resistenza all’attrito e non resiste ai solventi come l’acqua.
Applicazioni dell’ABS
La plastica ABS è utilizzata per produrre parti elettroniche e tastiere, rivestimenti in plastica per proteggere caschi, prese elettriche e parti di automobili come cruscotti, coprimozzi e parti della carrozzeria. È anche utilizzata per i beni di consumo, le attrezzature sportive e gli accessori industriali.
Gradi di ABS
L’ABS può anche essere miscelato con cariche di vetro per una maggiore resistenza o con policarbonato per una migliore resistenza agli urti a bassa temperatura. Alcuni fornitori producono plastiche ABS caricate e non caricate.
Nylon Poliammide (PA)
Definizione di PA
Le poliammidi (PA) sono un grande gruppo di materiali che possono essere naturali o sintetici. Tuttavia, il nylon, un tipo di poliimmide, è sempre sintetico. Lo stampaggio a iniezione del nylon è difficile perché questa poliammide tende a restringersi e a riempirsi poco.
Vantaggi della PA
I vantaggi del nylon PA includono la tenacità e l’elevata resistenza al calore. Ha anche un’elevata resistenza all’usura, una buona resistenza alla fatica ed è silenzioso. Il nylon stampato a iniezione è ottimo per le applicazioni ad alto attrito e usura perché ha un basso coefficiente di attrito.
Svantaggi della PA
Il nylon non è ignifugo e brucia rapidamente. Ma è possibile ottenere un nylon ignifugo. Anche il nylon non ama la luce del sole, ma si possono aggiungere stabilizzatori UV per migliorarlo. Il nylon non ama nemmeno gli acidi e le basi forti.
Applicazioni della PA
Il nylon è utilizzato in parti meccaniche robuste come cuscinetti, boccole, ingranaggi e guide. È ottimo anche per alloggiamenti e chiusure a scatto, inserti filettati, morsetti e dispositivi di fissaggio. Altre applicazioni vanno dagli spazzolini da denti alle ruote, dagli impianti medici ai connettori elettrici.
Gradi PA
Esistono quattro gradi principali di nylon: il nylon 66, 11, 12 e 46. Ogni grado presenta proprietà meccaniche leggermente diverse.
Il Nylon 66 ha un punto di fusione più elevato e una maggiore resistenza agli acidi e può essere impiegato nelle applicazioni di lavorazione chimica.
Il nylon 11 ha una maggiore resistenza alla variazione dimensionale perché è più resistente all’umidità. Viene utilizzato in applicazioni esterne.
Il nylon 12 ha il punto di fusione più basso e non assorbe l’acqua.
Il nylon 46 può sopportare temperature più elevate rispetto agli altri nylon. Viene utilizzato nei motori e nelle trasmissioni.
È possibile aggiungere vetro al nylon per renderlo più resistente.
Policarbonato (PC)
Definizione di PC
Le plastiche PC sono materiali forti e resistenti, naturalmente trasparenti. Sono simili al PMMA, ma il PC mantiene le sue proprietà fisiche in un intervallo di temperature più ampio. Se colorato, il PC mantiene il suo colore nel tempo e la sua resistenza.
Vantaggi del PC
Il policarbonato è una delle resine plastiche più resistenti in circolazione. Ha un’elevata resistenza agli urti. È anche altamente resistente al fuoco e al calore, il che lo rende perfetto per i luoghi in cui fa molto caldo.
Il policarbonato è super resistente e 250 volte più forte del vetro. Grazie alla sua contrazione prevedibile e uniforme, questo materiale per lo stampaggio a iniezione offre un controllo dimensionale preciso. La plastica PC è anche leggera e ha eccellenti proprietà ottiche che favoriscono la trasmissione della luce.
Svantaggi del PC
Non utilizzate il policarbonato stampato a iniezione per la preparazione o la conservazione degli alimenti perché contiene BPA. Inoltre, necessita di temperature di lavorazione più elevate, il che rende lo stampaggio più costoso. Il policarbonato non è nemmeno resistente ai graffi.
Applicazioni per PC
Il policarbonato è utilizzato per protezioni di macchinari, finestre trasparenti o oscurate, diffusori e tubi luminosi per LED e tubi trasparenti. Questo materiale può anche essere utilizzato per produrre stampi trasparenti per fusioni in poliuretano e silicone.
Il policarbonato può essere riempito di vetro e composto con ABS per migliorare la resistenza agli urti. Alcuni gradi contengono una percentuale relativamente piccola di fibre di acciaio inossidabile.
Polietilene (PE)
Definizione di PE
Il polietilene è la plastica più utilizzata al mondo. Ne esistono tre tipi principali:
polietilene ad alta densità (HDPE, PEHD) .
polietilene a bassa densità (LDPE) .
Polietilene tereftalato (PET, PETE) .
Il PE è l’unico polimero commerciale che può essere selezionato in base alla sua densità e questa misura è importante perché controlla altre proprietà del materiale. Sia l’HDPE che l’LDPE hanno proprietà utili come la resistenza chimica, ma si differenziano per durezza, flessibilità, punto di fusione e chiarezza ottica. La plastica PET non è definita dalla densità.
Vantaggi del PE
L’HDPE, l’LDPE e il PET sono tutti materiali plastici economici resistenti all’umidità e agli agenti chimici. L’LDPE è più morbido e flessibile dell’HDPE, che è un materiale opaco. Come l’LDPE, anche il PET può essere trasparente come il vetro. Ingegneri e progettisti apprezzano questi materiali perché offrono una varietà di opzioni in termini di chiarezza ottica e altre proprietà.
Svantaggi della PE
Le plastiche in PE sono limitate dalla scarsa resistenza ai raggi UV e non sono in grado di gestire temperature di servizio elevate. I pezzi in HDPE con spessori inferiori a 0,020 pollici sono difficili da stampare. È difficile mantenere tolleranze strette con l’LDPE stampato a iniezione. Il PET assorbe molta acqua e richiede l’essiccazione della resina, con conseguente aumento dei costi di produzione.
Applicazioni PE
Le plastiche in PE sono più comunemente utilizzate nei biberon (HDPE), nelle pellicole di plastica (LDPE) e nelle bottiglie d’acqua (PET). Tuttavia, questi prodotti non sono stampati a iniezione. Vengono realizzati con un altro tipo di stampaggio, chiamato soffiaggio. Esempi di PE stampato a iniezione sono i giocattoli per bambini, le cassette degli attrezzi, l’isolamento di fili e cavi e i componenti di dispositivi medici.
Gradi di educazione fisica
Le plastiche PE sono disponibili in gradi numerati, con numeri più alti che generalmente indicano una maggiore densità. Ad esempio, l’HDPE 500 ha una densità più elevata dell’HDPE 300. Entrambi i gradi hanno densità più elevate rispetto all’LDPE, che utilizza anch’esso un sistema di numerazione dei gradi.
Poliossimetilene (POM)
Definizione di POM
Il POM, noto anche come acetale, è un materiale plastico tecnico. Può essere stampato a iniezione in parti che richiedono basso attrito, elevata rigidità ed eccellente stabilità dimensionale. Le plastiche POM sono naturalmente opache e bianche perché hanno una struttura altamente cristallina.
Vantaggi del POM
Il POM, noto anche come acetalica, è una plastica lavorabile mediante stampaggio a iniezione. Presenta molte proprietà vantaggiose: elevata rigidità, buona resistenza al calore e basso attrito. Assorbe poca acqua e offre una buona resistenza chimica.
Esistono due tipi principali di POM tra cui scegliere: omopolimero e copolimero. Ciò significa che è possibile ottenere l’acetale con diverse sostanze mescolate per fargli fare cose diverse.
Svantaggi del POM
Il POM è debole e si espande molto quando è caldo. Si restringe molto quando si raffredda e non ama il sole. Le plastiche POM prodotte con un solo tipo di materiale sono più dure e resistenti. Ma tutte le plastiche POM (quelle fatte con un solo tipo di materiale e quelle fatte con più di un tipo di materiale) non possono superare i test antincendio come l’UL 94.
Applicazioni del POM
Grazie al suo basso coefficiente di attrito, il POM stampato a iniezione è ottimo per cuscinetti, ingranaggi, nastri trasportatori e pulegge. Altri impieghi includono elementi di fissaggio, montature di occhiali, parti di coltelli e pistole, sistemi di chiusura e parti di ingegneria ad alte prestazioni.
Gradi POM
Il POM è disponibile in gradi rinforzati con fibre di vetro o minerali per renderlo più resistente e rigido. I composti rinforzati con questi due materiali offrono un buon mix di proprietà meccaniche.
Polipropilene (PP)
Definizione di PP
Il polipropilene (PP) è simile al polietilene (PE) sotto molti aspetti, ma è più rigido e più resistente al calore. È la seconda plastica più utilizzata al mondo. La densità del polipropilene varia a seconda delle cariche, ma il PP puro è la plastica commerciale a più bassa densità.
Vantaggi del PP
La plastica in polipropilene è in grado di resistere agli agenti chimici e di mantenere la sua forma anche quando la si torce o la si piega. Ha anche un elevato punto di fusione e non si rompe quando si bagna. È possibile riciclare il polipropilene stampato a iniezione (è così che alcuni chiamano questa plastica) fino a quattro volte. Inoltre, è possibile mescolare il PP riciclato con altri materiali plastici.
Svantaggi del PP
Il PP è una plastica che si rompe alla luce del sole e si brucia facilmente. A temperature superiori a 100° C (212° F), si trasforma in sostanze chimiche dannose, come il benzene e il toluene. È difficile colorare il PP perché è difficile da far aderire, ma si può aggiungere del colore.
Applicazioni PP
Il polipropilene stampato a iniezione ha molti usi nel mondo dei consumatori, commerciale e industriale. Alcuni esempi sono i giocattoli per bambini, i contenitori per lo stoccaggio, le attrezzature sportive, gli imballaggi, gli elettrodomestici e le scocche degli utensili elettrici.
Gradi PP
È possibile inserire fibre di vetro nel PP per renderlo più forte, rigido e stabile. Esistono diversi tipi di PP con fibre di vetro. Un tipo si chiama polipropilene ad alta cristallinità (HcPP). È più rigido del PP normale.
Polistirolo (PS)
Definizione di PS
Il polistirene (PS) è una plastica di base, disponibile in due tipi fondamentali per lo stampaggio a iniezione:
Polistirene per uso generale (GPPS) .
Polistirene ad alto impatto (HIPS) .
Il GPPS è più fragile e ha una minore stabilità dimensionale rispetto all’HIPS, che viene composto con gomma butadiene per migliorare le sue proprietà materiali. Il GPPS ha anche una trasparenza simile al vetro, mentre l’HIPS è opaco. Entrambi i tipi di polistirene sono adatti allo stampaggio a iniezione perché hanno un ritiro prevedibile e uniforme.
Vantaggi di PS
Le plastiche PS sono economiche, leggere, non si bagnano e non fanno crescere i germi. Inoltre, non si preoccupano di essere colpiti dai raggi gamma, quindi possono essere utilizzati per sterilizzare materiale medico. Anche il polistirene stampato a iniezione non teme gli spruzzi di acidi o basi deboli.
Svantaggi del PS
Il polistirene è infiammabile, può essere degradato dai raggi UV e può essere attaccato da solventi idrocarburici come il benzene e il cherosene. È fragile, quindi il GPPS può rompersi facilmente. Il polistirene stampato a iniezione può essere riciclato, ma non può essere biodegradato.
Applicazioni di PS
Il polistirene è utilizzato in applicazioni mediche, ottiche, elettriche ed elettroniche. L’HIPS è spesso utilizzato per elettrodomestici e apparecchiature perché è più resistente. Il GPPS stampato a iniezione è utilizzato per giocattoli, scatole, contenitori e pallet in plastica.
Gradi PS
È possibile riempire il polistirolo con il vetro per renderlo più resistente o mescolarlo con l’acrilico per renderlo più chiaro e più resistente agli agenti chimici e ai raggi UV.
Elastomero termoplastico (TPE)
Definizione di TPE
L’elastomero termoplastico (TPE) o gomma termoplastica (TPR) è una miscela di gomma e materiali plastici. Il TPE ha le proprietà e le prestazioni della gomma, ma si lavora come la plastica.
L’elasticità del TPR è un elemento che lo rende interessante per progettisti e ingegneri. Il TPE è anche riciclabile e può essere riciclato sei volte. Inoltre, altri materiali riciclati possono essere miscelati per produrre TPE.
Vantaggi del TPE
I TPE possono essere stirati fino a raggiungere allungamenti moderati e, quando la sollecitazione viene rimossa, ritornano quasi alla loro forma originale. Il TPE ha anche cicli di stampaggio più brevi, supporta le opzioni di sovrastampaggio ed è più facile e meno costoso da stampare rispetto alla gomma siliconica liquida (LSR).
Svantaggi del TPE
Il TPE è soggetto a creep in caso di sollecitazioni prolungate, ovvero quando un materiale solido si deforma in modo permanente. Inoltre, perde le sue proprietà di gomma a temperature più elevate ed è più costoso di altri materiali per lo stampaggio a iniezione.
Applicazioni del TPE
I TPE stampati a iniezione sono utilizzati per calzature, dispositivi medici, parti di automobili e prodotti per animali domestici. Le applicazioni automobilistiche comprendono le guarnizioni per le intemperie e i parapolvere antiurto. Le applicazioni mediche comprendono tubi di respirazione, valvole, cateteri e maschere di ventilazione.
Poliuretano termoplastico (TPU)
Definizione di TPU
Il poliuretano termoplastico (TPU) è un elastomero termoplastico (TPE). Come gli altri TPE, il TPU ha un’elasticità simile alla gomma, ma il TPU stampato a iniezione è più duro e può essere utilizzato come sostituto della gomma dura. Il TPU viene spesso preferito al TPE perché è più adatto alle temperature estreme e alla resistenza chimica. D’altra parte, il TPE è più morbido e flessibile.
Vantaggi del TPU
Il TPU presenta una migliore resistenza alla corrosione rispetto agli altri TPE. È inoltre resistente all’abrasione, agli agenti chimici, al grasso, all’olio e alle alte temperature. Il TPU stampato a iniezione ha anche una buona capacità di carico ed è adatto ad ambienti in cui il materiale è esposto all’ozono.
Svantaggi del TPU
Il TPU potrebbe essere troppo duro o non abbastanza flessibile per alcuni pezzi stampati a iniezione. I poliuretani termoplastici tendono anche ad essere più costosi e devono essere essiccati prima della lavorazione. Poiché alcuni gradi hanno una durata di conservazione breve, gli stampatori a iniezione potrebbero doverli buttare via prima di poterli utilizzare.
Applicazioni del TPU
Il TPU è utilizzato per calzature, guarnizioni, rotelle e articoli sportivi. Si usa anche per le custodie o gli involucri dei dispositivi elettronici e medici. Nelle applicazioni mediche, il TPU viene talvolta utilizzato al posto del PVC, una plastica che può causare irritazioni cutanee.
Gradi di TPU
Esistono gradi commerciali, medici e industriali di poliuretani termoplastici. I materiali TPU si dividono principalmente in tre categorie: poliestere, polietere e policaprolattone.
Sintesi
In sintesi, per lo stampaggio a iniezione sono disponibili diversi materiali plastici, come acrilico, ABS e nylon. Ciascuno ha caratteristiche proprie e specifici campi di applicazione.
Conoscere i vantaggi e gli svantaggi di ciascun materiale può aiutarvi a scegliere il materiale più adatto alla vostra progettazione e produzione, in modo da ottenere le migliori prestazioni e il miglior rapporto costo-efficacia.
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