Come realizzare un prodotto in plastica?

Stampaggio a compressione

È un metodo per ottenere la forma desiderata inserendo la resina in uno stampo, riscaldandola e comprimendola. Si utilizza per realizzare prodotti in plastica con resina termoindurente, come le comuni ciotole, i piatti, i coperchi, ecc.

1. Principio del processo di stampaggio a compressione Lo stampaggio a compressione è detto anche stampaggio o pressatura. Il metodo consiste nell’introdurre polvere, granuli, frammenti o fibre di plastica nella cavità dello stampo alla temperatura di formatura, quindi chiudere e comprimere lo stampo per dare forma e solidificare il materiale, ottenendo i prodotti plastici desiderati.

2. Caratteristiche dello stampaggio a compressione a. La plastica solida viene aggiunta direttamente nella cavità.

b. La pressione della pressa viene trasferita direttamente alla plastica attraverso lo stampo convesso.

c. Lo stampo è completamente chiuso al momento dello stampaggio finale.

3. Vantaggi dello stampaggio a compressione a. Nessun sistema di colata e minore consumo di materiale.

b. L’attrezzatura utilizzata è una pressa generica.

c. Stampi semplici, che possono pressare prodotti in plastica con superfici piane più grandi o utilizzare stampi a più cavità per pressare più prodotti contemporaneamente.

d. È vantaggioso per lo stampaggio di materie plastiche con scarsa fluidità e fibre come riempitivo.

4. Svantaggi dello stampaggio a compressione a. Ciclo produttivo lungo e bassa efficienza.

b. Non è facile pressare prodotti in plastica con forme complesse e grandi differenze di spessore delle pareti.

c. Non è facile ottenere prodotti in plastica con elevati requisiti di precisione dimensionale.

d. Non è possibile pressare prodotti in plastica con inserti fini e facilmente rompibili.

5. Campo di applicazione dello stampaggio a compressione Plastiche fenoliche, plastiche amminiche, poliesteri insaturi, poliimmide ecc.; tra queste, le plastiche fenoliche e amminiche sono le più utilizzate.

Stampaggio a iniezione

È un metodo di stampaggio che consiste nell’iniettare e pressare la plastica fusa da una macchina a iniezione in uno stampo.

È adatto alla fabbricazione di prodotti in plastica relativamente grandi (un metodo simile, noto come stampaggio a iniezione-reazione o RIM, viene impiegato per prodotti in plastica grandi e in piccole quantità), come contenitori sigillati, fusti e altri recipienti; anche CD e DVD possono essere prodotti con speciali macchine per stampaggio a iniezione.

1. Principio dello stampaggio a iniezione della plastica Lo stampaggio a iniezione della plastica, noto anche come stampaggio per iniezione, è un metodo che combina iniezione e formatura.

A una certa temperatura, il materiale plastico viene completamente fuso mediante miscelazione a vite, iniettato nella cavità dello stampo ad alta pressione e polimerizzato mediante raffreddamento per ottenere i prodotti stampati.

Questo metodo è adatto alla produzione di massa di pezzi di forma complessa ed è uno dei principali metodi di produzione.

2. Vantaggi dello stampaggio a iniezione a. Poiché la plastificazione e il flusso del materiale stampato avvengono rispettivamente nel cilindro e nella cavità dello stampo, lo stampo può rimanere sempre in una condizione in cui il fuso si condensa rapidamente oppure reticola e polimerizza, contribuendo a ridurre il ciclo di stampaggio.

b. Il materiale fuso viene iniettato nello stampo solo dopo che lo stampo è bloccato, e il materiale fuso con buona fluidità ha poco effetto di abrasione sulla cavità dello stampo, quindi un set di stampi può produrre grandi quantità di prodotti stampati a iniezione.

c. Un operatore spesso può gestire due o più macchine di stampaggio a iniezione, specialmente quando le parti stampate possono essere scaricate automaticamente, e più macchine possono essere gestite, quindi il lavoro richiesto è relativamente basso.

d. Il processo completo di stampaggio a iniezione, come la chiusura dello stampo, l’aggiunta di materiale, la plastificazione, l’iniezione, l’apertura dello stampo e la demolazione, è completato dall’azione dello stampaggio a iniezione, ciò rende il processo di iniezione facile da automatizzare completamente e realizzare il controllo programmato.

e. Grazie all’elevata pressione durante lo stampaggio, è possibile stampare parti in plastica con forme complesse, disegni e marcature superficiali chiare ed elevata precisione dimensionale.

f. È possibile stampare in co-iniezione più di un materiale, stampare efficacemente materiali con pelle dura e cuore schiumoso e stampare plastiche termoindurenti e fibrorinforzate.

g. Poiché lo stampaggio può essere effettuato con stampi di precisione e sistema idraulico di precisione e con l’uso del controllo del microcomputer, è possibile ottenere prodotti di alta precisione e la tolleranza di volume può raggiungere 1μm.

h. Elevata efficienza produttiva: un set di stampi può contenere decine o addirittura centinaia di cavità, per cui è possibile stampare decine o addirittura centinaia di parti in plastica in un unico stampaggio.

i. Le parti stampate necessitano solo di una piccola quantità di rifinitura per essere utilizzate, e gli scarti prodotti durante il processo di stampaggio possono essere riutilizzati, quindi, c’è poco spreco di materie prime durante lo stampaggio a iniezione.

3. Svantaggi dello stampaggio a iniezione a. L’elemento fondamentale dello stampaggio a iniezione è lo stampo, ma i cicli di progettazione, fabbricazione e collaudo dello stampo sono lunghi. Di norma è necessario realizzare prototipi plastici personalizzati per verificare la funzionalità prima di produrre lo stampo a iniezione, evitando sprechi di tempo e denaro dovuti a modifiche importanti in una fase successiva.

b. A causa della limitazione delle condizioni di raffreddamento, è difficile stampare parti in plastica a parete spessa con grandi variazioni.

c. Poiché i costi di produzione sia della macchina di stampaggio a iniezione sia dello stampo a iniezione sono elevati, l’investimento iniziale è grande, quindi non è adatto per la produzione di parti plastiche in piccoli lotti.

d. La qualità dei prodotti stampati è limitata da molti fattori, per cui è più difficile soddisfare gli elevati requisiti tecnici.

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Calandratura

Questo metodo di produzione è simile al modo in cui normalmente stendiamo la pasta con il mattarello, dove la resina viene posta tra rulli riscaldati e stirata da diversi rulli fino a uno spessore predeterminato per formare la forma desiderata.

È adatto per la produzione di prodotti piatti di grandi dimensioni come pellicole, fogli, ecc.

1. Principio della calandratura Nel processo di calandratura, il materiale viene compresso e sottoposto più volte al taglio generato tra i rulli per aumentarne la plasticità e, attraverso un’ulteriore plastificazione, trasformarlo in prodotti sottili.

L’azione di estrusione e di taglio dei rulli sulla plastica modifica la macrostruttura e la forma molecolare del materiale e plastifica ed estende la plastica con la cooperazione della temperatura.

Il risultato dei rulli è uno strato di materiale più sottile, mentre l’estensione aumenta la larghezza e la lunghezza dello strato.

2. Vantaggi della calandratura a. Elevata capacità di lavorazione, alta velocità produttiva, buona qualità del prodotto e produzione continua. La capacità annua di una calandra a quattro rulli da φ700×1800mm può raggiungere da 5000 a 10000 tonnellate.

b. Lo spessore del prodotto calandrato è uniforme, la tolleranza di spessore può essere controllata entro 10% e la superficie è liscia. Se abbinato alla sgranatura o alla stampa, può anche essere ottenuto direttamente con vari modelli di prodotti.

c. Il grado di automazione della produzione di calandre è elevato e il collegamento avanzato di calandratura richiede solo 1 o 2 persone per il funzionamento.

3. Svantaggi della calandratura a. Macchinari di grandi dimensioni, investimento elevato e manutenzione complessa.

b. La larghezza del prodotto è limitata dalla lunghezza dei rulli di calandratura, ecc.

c. Lunga linea di produzione e molti processi. Pertanto, non è veloce come la tecnologia di stampaggio con estrusore nella produzione di lastre continue.

d. Forte specializzazione delle attrezzature e difficile adeguamento dei prodotti.

Stampaggio a soffiaggio cavo

Si tratta di una sorta di tubo morbido ancora estruso, in cui lo stampo è inserito al centro, l’aria superiore viene gonfiata e poi modellata secondo lo stampo. È adatto alla produzione di varie bottiglie, bottiglie spray, ecc.

1. Principio del soffiaggio di corpi cavi La materia prima allo stato fuso viene estrusa o iniettata per formare preforme tubolari di plastica, introdotte in uno stampo dalla forma specifica; le preforme vengono quindi gonfiate nello stampo insufflando un determinato volume di aria compressa.

Dopo che l’aria è stata soffiata nello stampo, lo stampo si espande, il che fa sì che lo stampo si stringa allo stampo e che lo stampaggio iniziale del prodotto sia completato.

Questo processo, in termini tecnici, fa sì che il polimero si deformi rapidamente in prossimità della temperatura di transizione vetrosa e continui in questo stato.

La fase successiva è il raffreddamento, che consente di estrarre i prodotti stampati dallo stampo. Il processo di raffreddamento consiste nel raffreddare i prodotti al di sotto della temperatura di transizione vetrosa o della temperatura di cristallizzazione in breve tempo dopo lo stampaggio, oppure nel congelare i prodotti stampati.

2. Vantaggi del soffiaggio di corpi cavi a. Il vantaggio dello stampaggio sottovuoto è che non richiede un set completo di stampi, ma soltanto un singolo stampo convesso o concavo; la struttura dello stampo è semplice e i costi di fabbricazione sono bassi.

b. La struttura delle parti in plastica è chiara, distinta e dettagliata e può essere formata in parti in plastica di grandi dimensioni, a pareti sottili e poco profonde; è inoltre possibile osservare il processo di formazione delle parti in plastica.

3. Svantaggi del soffiaggio di corpi cavi a. Lo spessore della parete del pezzo in plastica tende a essere disomogeneo; in particolare, in corrispondenza delle parti convesse e concave dello stampo, la parete del pezzo risulta più sottile.

b. L’angolo della struttura della parte in plastica per l’angolo acuto, nello stampaggio di parti in plastica sono facili da apparire rughe.

c. Le strisce di allungamento e raffreddamento appaiono spesso sul lato del pezzo;

d. La pressione differenziale generata dallo stampaggio sottovuoto è molto piccola (di solito 0,07-0,09MPa), pertanto non è possibile stampare parti con pareti spesse e cavità profonde.

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Stampaggio per estrusione

In questo metodo, la resina viene introdotta nell’apparecchiatura di produzione, come un tritacarne, e riscaldata mentre la resina viene fatta avanzare da una vite rotante.

La resina esce dall’ugello, viene fusa ed estrusa nello stesso momento in cui viene modellata. È adatto alla produzione di prodotti come i tubi.

1. Principio dello stampaggio per estrusione Nella lavorazione delle materie plastiche, lo stampaggio per estrusione è noto anche semplicemente come estrusione. Nella lavorazione con estrusori diversi da quelli per gomma, il materiale viene estruso sfruttando la pressione idraulica esercitata nella matrice stessa.

È un metodo di lavorazione in cui il materiale viene termoplasticizzato dall’azione tra la canna dell’estrusore e la vite, mentre viene spinto in avanti dalla vite e fatto passare continuamente attraverso la testa per ottenere vari prodotti o semiprodotti a sezione trasversale.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione Rispetto agli altri metodi di formatura dei polimeri, lo stampaggio per estrusione offre numerosi vantaggi rilevanti.

a. Produzione continua Tubi, lastre, barre, profili, film, cavi e monofili di qualsiasi lunghezza possono essere prodotti secondo le necessità.

b. Elevata efficienza produttiva La produzione della singola macchina dell’estrusore è elevata, ad esempio un’unità di estrusione con diametro di 65 mm, che produce film in PVC, può raggiungere una produzione annua di oltre 450 t.

c. Ampia gamma di applicazioni Questo metodo di lavorazione è ampiamente utilizzato nella lavorazione della gomma, della plastica e delle fibre, in particolare dei prodotti in plastica; quasi la maggior parte delle plastiche termoplastiche e alcune plastiche termoindurenti possono essere lavorate con questo metodo.

d. Multi-uso Un estrusore può lavorare molti tipi di materiali e prodotti. Cambiando le viti e le teste in base alle caratteristiche dei materiali e alla forma e dimensione dei prodotti, si possono ottenere prodotti diversi.

e. Equipaggiamento semplice, investimento ridotto Rispetto al stampaggio a iniezione e alla calandra, l’equipaggiamento di estrusione è semplice, più facile da produrre, costi dell’equipaggiamento più bassi, e più conveniente da installare e commissionare. L’equipaggiamento occupa una piccola area, e le richieste per l’edificio e le infrastrutture di supporto sono relativamente semplici.

3. Svantaggi dello stampaggio per estrusione a. Il processo di estrusione produce una densità insufficiente.

b. La combinazione di guaina e anima dell’apparecchiatura è scadente.

Formatura sotto vuoto

Lo stampaggio sottovuoto è un metodo che consiste nel riscaldare una lastra o un piatto preformato mediante calandratura o estrusione per ammorbidirlo, assorbire l’aria nello stampo e pressarlo sullo stampo a pressione atmosferica.

Si usa per realizzare contenitori relativamente sottili, come lunch box e vassoi.

1. Principio della termoformatura sottovuoto Il principio della formatura sottovuoto consiste nell’applicare al modello una lastra di resina termoplastica, riscaldata e ammorbidita con un apposito dispositivo, in presenza di numerosi piccoli fori per l’aspirazione; l’esterno viene poi isolato dall’aria circostante e l’aria nella cavità dello stampo viene rapidamente estratta attraverso il foro di aspirazione.

2. Vantaggi della formatura per aspirazione sottovuoto a. Investimento ridotto nei macchinari.

b. Stampi facili da realizzare (stampo in gesso, stampo in rame, stampo in alluminio)

c. Elevata efficienza produttiva.

d. Forte adattabilità delle specifiche del prodotto. Con il metodo di formatura sottovuoto, possiamo fabbricare vari prodotti di dimensioni extra large, extra small, extra thick e extra thin.

e. Ampia gamma di prodotti di prima necessità, giocattoli, cancelleria, farmaci, hardware, elettronica, alimenti, ecc.

3. Svantaggi della termoformatura sottovuoto a. La termoformatura sottovuoto consente di produrre soltanto articoli a semiguscio dalla struttura semplice.

b. Lo spessore delle pareti dei prodotti deve essere più uniforme e non è possibile realizzare prodotti in plastica con pareti di spessore diverso.

c. La profondità dei prodotti di stampaggio sotto vuoto è limitata in una certa misura; in generale, il rapporto tra profondità e diametro del contenitore non supera.

d. La precisione di stampaggio dei pezzi è scarsa e l’errore relativo è generalmente superiore a 1%.

e. Non solo è difficile ottenere la coerenza di forma o dimensione tra i diversi pezzi mediante lo stampaggio ad aspirazione sotto vuoto, ma è anche difficile garantire l’uniformità dello spessore delle pareti di ogni parte dello stesso pezzo.

f. Alcuni dettagli dello stampo non si riflettono completamente nel prodotto durante il processo di stampaggio ad aspirazione.

block-heading”>Stampaggio rotazionale

Lo stampaggio rotazionale, noto anche come stampaggio rotazionale, stampaggio rotazionale, stampaggio rotativo, ecc. è un metodo di stampaggio di cavità termoplastiche.

Questo metodo consiste nell’aggiungere prima il materiale plastico nello stampo, poi lo stampo ruota continuamente lungo i due assi verticali e lo fa riscaldare. Il materiale plastico all’interno dello stampo si ricopre gradualmente e uniformemente, si fonde e aderisce all’intera superficie della cavità dello stampo sotto l’azione della gravità e del calore, formando la forma desiderata, quindi si raffredda e si modella il prodotto.

1. Principio dello stampaggio rotazionale La resina viene introdotta nello stampo, che viene chiuso e riscaldato; contemporaneamente, lo stampo viene ruotato e fatto oscillare nelle tre dimensioni mediante due assi intersecati ad angolo retto, in rotazione continua.

La resina viene distribuita uniformemente nella cavità interna dello stampo per gravità propria e gradualmente fusa fino a quando la resina è completamente fusa e uniformemente aderente alla parete interna della cavità dello stampo, quindi il riscaldamento viene interrotto e trasferito al processo di raffreddamento, e il prodotto viene raffreddato e solidificato e sformato per ottenere il prodotto cavo senza cuciture desiderato.

dello stampaggio rotazionale a. Il costo dello stampo rotazionale è basso. A parità di dimensioni del prodotto, il costo dello stampo rotazionale è circa da 1/3 a 1/4 di quello degli stampi per soffiaggio e stampaggio a iniezione, rendendo il processo adatto alla formatura di grandi prodotti in plastica.

b. Adatto alla produzione di prodotti plastici multispecie e in piccoli lotti.

Le attrezzature per lo stampaggio rotazionale hanno una buona mobilità, una macchina per lo stampaggio rotazionale può installare uno stampo di grandi dimensioni, ma può anche organizzare una serie di piccoli set di scacchi.

Non solo è in grado di stampare pezzi di dimensioni diverse, ma può anche stampare contemporaneamente prodotti di dimensioni e forme diverse. Finché le materie prime utilizzate nei prodotti rotostampati sono le stesse e gli spessori dei prodotti sono uguali, possono essere rotostampati contemporaneamente; inoltre, gli stampi non sono soggetti a forze esterne, quindi gli stampi sono semplici, economici e facili da produrre.

c. Lo stampo è anche relativamente più economico, perché non ha anime interne da realizzare.

d. Lo stampaggio rotazionale è molto facile da cambiare il colore dei prodotti, ogni volta che il materiale viene aggiunto direttamente nello stampo, che rende il materiale tutto nei prodotti, e dopo che i prodotti vengono estratti dallo stampo, quindi il prossimo stampaggio richiesto materiale viene aggiunto.

Pertanto, quando è necessario cambiare il colore del prodotto, non si spreca alcuna goccia di materia prima e non è necessario dedicare tempo alla pulizia della macchina e dello stampo.

e. Adatto allo stampaggio di tutti i tipi di parti cave complesse, il processo di rotostampaggio richiede solo la forza del telaio per sostenere il materiale, il peso dello stampo e del telaio stesso, e per prevenire la perdita di materiale per chiudere la forza dello stampo.

Pertanto, anche nello stampaggio rotazionale di pezzi in plastica grandi e molto grandi, non occorrono macchinari e stampi estremamente ingombranti; inoltre, la lavorazione e la fabbricazione degli stampi sono molto agevoli, con un ciclo produttivo breve e un costo relativamente basso.

f. Il processo di rotostampaggio consente di risparmiare materie prime Lo spessore delle pareti dei prodotti rotostampati è relativamente uniforme e leggermente più spesso in corrispondenza dello smusso, in modo da poter sfruttare appieno l’efficacia del materiale, favorendo il risparmio di materie prime.

g. La forma dei prodotti rotostampati può essere molto complessa e lo spessore può superare i 5 mm.

3. Svantaggi dello stampaggio rotazionale a. Il costo delle materie prime è relativamente elevato. Poiché la maggior parte delle materie plastiche è in granuli, deve essere macinata in polvere prima di poter essere utilizzata nello stampaggio rotazionale.

Il processo di macinazione aumenta notevolmente il costo delle materie prime e la qualità della macinazione è uno dei fattori più importanti nel processo di rotostampaggio.

b. Le materie prime adatte al rotomolding sono limitate. Anche se dopo anni di sviluppo, i tipi di materie prime plastiche adatte al rotomolding sono ancora limitati e il polietilene rappresenta oltre il 90% dei materiali utilizzati nel rotomolding.

c. Bassa efficienza produttiva ed elevato consumo energetico. Poiché ogni prodotto deve essere modellato e la polvere di resina deve essere riscaldata fino alla temperatura di fusione della resina e poi raffreddata a temperatura ambiente, l’intero ciclo di produzione è lungo e richiede solitamente diversi minuti.

d. Alta intensità di lavoro nella produzione. Nel processo di rotostampaggio, il processo di carico e smontaggio richiede solitamente un’operazione manuale, quindi l’intensità della manodopera è elevata. Questo vale soprattutto per i prodotti complessi.

e. Prodotti solidi, le parti solide sono difficili da formare. Lo stampaggio rotazionale di solito può produrre solo prodotti cavi o a guscio, solo attraverso la schiuma, l’intero prodotto può essere reso solido. Lo stampaggio rotazionale è anche difficile da modellare per le linguette solide e le strutture di rinforzo utilizzate per aumentare la resistenza del prodotto.

f. Scarsa precisione dimensionale. Le dimensioni dei prodotti rotostampati, oltre che dall’impatto delle varietà di materie prime, dipendono anche dalla velocità di raffreddamento, dai distaccanti e da altri fattori, per cui la precisione delle dimensioni è più difficile da controllare.

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