Le materie plastiche per stampaggio a iniezione si riferiscono a materiali plastici che possono essere riscaldati e fusi in specifiche condizioni di temperatura e pressione, iniettati nelle cavità degli stampi tramite macchine per lo stampaggio a iniezione e solidificati nella forma desiderata dopo il raffreddamento. Queste materie plastiche devono soddisfare determinati requisiti fisici, chimici e di processo per garantire un riempimento uniforme dello stampo, uno stampaggio stabile e prodotti di alta qualità durante il processo di stampaggio a iniezione.
In questo articolo elencheremo 16 tipi comuni di materiali plastici per lo stampaggio a iniezione. È importante notare che alcuni di questi materiali presentano limitazioni o richiedono condizioni speciali durante il processo di stampaggio a iniezione.
16 tipi comuni di materiali plastici per stampaggio a iniezione
PE (polietilene)
Il PE è un polimero termoplastico, suddiviso in LDPE (polietilene a bassa densità) e HDPE (polietilene ad alta densità) in base alla densità. L'LDPE presenta un'elevatissima flessibilità e un'eccellente trasparenza, con un allungamento a rottura >500%; l'HDPE ha elevata durezza e resistenza, con una resistenza alla trazione ≥30 MPa. Possiede un'eccellente stabilità chimica, è resistente ad acidi, alcali e solventi organici e non reagisce praticamente con alcuna sostanza chimica. La resistenza al calore è media: LDPE ≤80℃, HDPE ≤120℃. Offre un eccellente isolamento elettrico, con una resistività superficiale fino a 10¹⁸ Ω·cm. La resistenza agli agenti atmosferici è scarsa e richiede l'aggiunta di uno stabilizzatore UV per prolungarne la durata.
Applicazioni : il LDPE è utilizzato principalmente in pellicole per imballaggi alimentari, pellicole agricole e sacchetti di plastica; l'HDPE è ampiamente utilizzato in tubi (per l'approvvigionamento idrico e il drenaggio, tubi del gas), contenitori stampati a iniezione (cassette ribaltabili, pallet), fibre e tessuti non tessuti. Inoltre, l'HDPE è utilizzato anche per la produzione di grandi serbatoi di stoccaggio, bidoni della spazzatura, ecc.
Considerazioni : il LDPE è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione di 160-200℃ e temperature dello stampo di 30-60℃, ed è adatto per strutture complesse a parete sottile; per l'HDPE, le temperature di lavorazione sono di 180-260℃ e le temperature dello stampo di 50-80℃. La temperatura di lavorazione deve essere controllata per evitare surriscaldamento e decomposizione. Il LDPE ha un'eccellente fluidità ma è soggetto a frattura da fusione ad alte temperature; l'HDPE ha un'elevata resistenza alla fusione, ed è adatto per componenti strutturali. Entrambi i materiali non sono sensibili all'umidità e non richiedono essiccazione. Per l'uso esterno, è necessario aggiungere nerofumo per la resistenza ai raggi UV o applicare un rivestimento superficiale protettivo. La resistenza alle basse temperature deve tenere conto della fragilità a basse temperature e, se necessario, può essere migliorata mediante modifiche della miscela (come l'aggiunta di polietilene metallocenico).
PP (polipropilene)
Il PP ha una bassa densità (0.9-0.91 g/cm³), è leggero ed è il tipo di plastica con la densità più bassa tra quelle per uso generico. Presenta un'elevata resistenza alla corrosione chimica ed è resistente alla maggior parte di acidi, alcali e solventi organici, ma si degrada ad alte temperature e al contatto prolungato con forti ossidanti. Buone prestazioni ad alta temperatura, punto di fusione 160-170 °C, temperatura di utilizzo a lungo termine fino a 130 °C. La resistenza all'impatto dipende dalla modifica di tempra; il PP non modificato ha una scarsa tenacità a bassa temperatura ed è fragile. Presenta una media resistenza agli agenti atmosferici, è facilmente soggetto a invecchiamento sotto i raggi UV e richiede l'aggiunta di stabilizzante UV per prolungarne la durata. Facile da lavorare, buona fluidità, adatto per prodotti stampati a iniezione con forme complesse.
Applicazioni : Utilizzato nell'industria automobilistica per la produzione di paraurti, telai del cruscotto, componenti interni ed esterni decorativi; negli elettrodomestici come involucri, contenitori, ventilatori, custodie, ecc.; in oggetti di uso quotidiano come bacinelle, secchi e giocattoli in plastica; nelle apparecchiature mediche per le parti che richiedono disinfezione ad alta temperatura; nell'industria tessile per la produzione di fibre di polipropilene utilizzate in corde, tessuti e materiali filtranti.
Considerazioni : Il PP è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione comprese tra 180 e 260 °C e temperature dello stampo tra 40 e 80 °C. Le materie prime devono essere essiccate fino a raggiungere un contenuto di umidità <0.1% per evitare l'idrolisi e la riduzione del peso molecolare ad alta temperatura. Il PP non rinforzato presenta scarse prestazioni a basse temperature e deve essere rinforzato mediante miscelazione con gomma o utilizzando agenti rinforzanti (come EPDM, SEBS). È sensibile ai raggi UV, pertanto è necessario aggiungere nerofumo o altri stabilizzanti UV per l'uso esterno. Evitare il contatto prolungato con forti ossidanti e idrocarburi aromatici per prevenire il degrado delle prestazioni. Le sue caratteristiche di facile fluidità lo rendono adatto per componenti strutturali complessi e a parete sottile; si raccomanda un riempimento rapido dello stampo e un'adeguata strategia di pressione di mantenimento.
PVC (cloruro di polivinile)
Il PVC è diversificato e può essere suddiviso in rigido (non plastificato o leggermente plastificato) e flessibile (fortemente plastificato) in base al contenuto di plastificante. Il PVC rigido ha un'elevata resistenza meccanica, resistenza chimica, buona resistenza al calore (≤60°C), ma scarsa flessibilità; il PVC flessibile ha una buona flessibilità, ma resistenza e resistenza al calore diminuiscono. Ha un'elevata resistenza chimica, è resistente ad acidi, alcali e oli, ma non a solventi organici e ad alcuni ossidanti. Le prestazioni di lavorazione dipendono dagli additivi e la scelta degli stabilizzanti richiede attenzione. L'ecocompatibilità è influenzata dal tipo di plastificante (come gli ftalati) e, pertanto, è necessario selezionare additivi ecocompatibili.
Applicazioni : PVC rigido: tubi (per l'approvvigionamento idrico, per il gas), profili per finestre, materiali per pavimenti, recinzioni esterne; PVC flessibile: guaine per fili e cavi, rivestimenti per pavimenti, tubi medicali, giocattoli; materiali decorativi (pelle sintetica, carta da parati); componenti e elementi decorativi per interni automobilistici.
Considerazioni : Il PVC rigido è adatto allo stampaggio a iniezione (richiede un adeguato sistema di raffreddamento dello stampo), temperatura di lavorazione 160-200℃, temperatura dello stampo 30-60℃. È necessario aggiungere stabilizzanti durante la lavorazione per prevenire la decomposizione e si raccomandano stabilizzanti termici ecocompatibili (come i composti di calcio-zinco). Il PVC flessibile ha una scarsa resistenza al calore e non è adatto per applicazioni ad alta temperatura; la flessibilità deve essere regolata tramite plastificanti, ma la compatibilità ambientale è limitata. Elevata resistenza chimica, ma non resistente a benzina, solventi benzenici e forti ossidanti. Sensibile ai raggi UV, è necessario aggiungere stabilizzanti UV per l'uso esterno. Per quanto riguarda le problematiche ambientali, è necessario prestare attenzione al tipo di plastificanti, preferibilmente stabilizzanti senza piombo e cadmio e plastificanti conformi agli standard alimentari. Durante la lavorazione si genera gas di cloruro di idrogeno, pertanto sono necessari sistemi di trattamento dei gas di scarico per garantire un ambiente di lavoro sicuro.
PS (polistirolo)
Il PS presenta un'elevata trasparenza (trasmissione luminosa dell'88%), è facile da lavorare, ha una buona fluidità e rigidità, ma presenta una notevole fragilità. Presenta una bassa resistenza all'impatto, una scarsa resistenza al calore (≤80°C), si ammorbidisce e si deforma facilmente ad alte temperature. Ha una buona stabilità chimica, è resistente ad acidi, alcali e solventi organici, ma ha un basso assorbimento di umidità e non necessita di essiccazione. Ha una media resistenza agli agenti atmosferici ed è sensibile ai raggi UV; è necessario aggiungere uno stabilizzatore UV.
Applicazioni : Stoviglie monouso, giocattoli, articoli di cancelleria; lenti ottiche, strumenti di visualizzazione; imballaggi per prodotti elettronici; articoli di cancelleria e materiale didattico; componenti senza contatto di dispositivi medici.
Considerazioni : Il PS è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione comprese tra 180 e 240 °C e temperature dello stampo tra 40 e 80 °C. Presenta una buona fluidità, adatta a prodotti di forma complessa, ma tende a deformarsi ad alte temperature. La resistenza agli urti è scarsa; la modifica ad alto impatto (HIPS) può migliorarla, ma la trasparenza e la lucentezza diminuiscono. È sensibile ai raggi UV; l'esposizione prolungata richiede l'aggiunta di stabilizzanti UV. L'essiccazione della materia prima non richiede trattamenti speciali, ma è necessario evitare l'umidità che causa il degrado delle prestazioni. Ha una buona resistenza alla corrosione chimica, ma non è resistente ai solventi polari (come etanolo, acetone) e ai forti ossidanti. Possiede una buona stabilità dimensionale, adatta per componenti strutturali e decorativi a basso carico.
ABS (copolimero di acrilonitrile-butadiene-stirene)
L'ABS offre eccellenti prestazioni complessive, bilanciando resistenza, tenacità e fluidità. Resistenza alla trazione tra 40 e 60 MPa, resistenza all'impatto con intaglio ≥15 kJ/m², che lo rendono robusto e resistente agli urti. Lucidità superficiale fino a 85 o superiore, facile da verniciare e galvanizzare. Forte resistenza chimica, resistente ad acidi, alcali e alla maggior parte dei solventi organici, ma il contatto prolungato con forti ossidanti ne causerà la degradazione. Moderata resistenza al calore, temperatura di utilizzo prolungata ≤80 °C, oltre la quale si ammorbidisce e si deforma. Scarsa resistenza agli agenti atmosferici, l'esposizione ai raggi UV causa l'ingiallimento del materiale, è necessario aggiungere uno stabilizzatore UV per migliorarne la resistenza.
Applicazioni : Ampiamente utilizzato in componenti interni per autoveicoli (come cruscotti, pannelli delle portiere), componenti esterni (griglie, alloggiamenti degli specchietti), involucri di elettrodomestici (pannelli per frigoriferi, scocche per lavatrici) e involucri di prodotti elettronici. L'ABS è inoltre ampiamente utilizzato nel settore dei giocattoli grazie alla sua facile lavorazione e alla conformità agli standard di sicurezza. Infine, il materiale ABS è comunemente impiegato nelle apparecchiature per l'automazione d'ufficio (come gli involucri di stampanti e fotocopiatrici).
Considerazioni : l'ABS può essere stampato a iniezione direttamente, temperatura di lavorazione consigliata 180-250℃, temperatura dello stampo 40-80℃. Si noti che il materiale si ammorbidisce al di sopra degli 80℃ e la resistenza al calore può essere migliorata mediante miscelazione (ad esempio aggiungendo SAN o ASA). La materia prima deve essere essiccata prima della lavorazione (contenuto di umidità <0.1%) per evitare l'idrolisi che porterebbe a una diminuzione delle proprietà meccaniche. Per l'uso esterno, è necessario aggiungere nerofumo o altri stabilizzanti UV per prevenire l'ingiallimento. Quando si miscela con altri materiali (come PC, PVC), i parametri di lavorazione devono essere regolati per prevenire la decomposizione.
PA (poliammide, nylon)
Il PA presenta elevata resistenza (resistenza alla trazione ≥70 MPa), elevata tenacità (resistenza all'impatto con intaglio ≥5 kJ/m²), eccellente resistenza all'usura e proprietà autolubrificanti. Presenta un elevato assorbimento d'acqua, con un tasso di assorbimento d'acqua bilanciato del 2-8%, significativamente influenzato dall'umidità, e l'assorbimento di umidità aumenta in ambienti ad alta temperatura. La resistenza al calore dipende dalla modifica del rinforzo; dopo il rinforzo in fibra di vetro (GF30%), può resistere a temperature fino a 150 °C. La stabilità dimensionale è influenzata dall'assorbimento di umidità e richiede un trattamento di pre-essiccazione. Presenta un'elevata resistenza chimica, resistente a oli e alcali, ma sensibile ad acidi forti e ad alcuni solventi.
Applicazioni : Nell'industria automobilistica, viene utilizzato per realizzare componenti periferici del motore, tubi del carburante e guarnizioni; nei macchinari, per cuscinetti, ingranaggi e componenti dell'albero; nell'elettronica e negli elettrodomestici, per connettori, alloggiamenti degli interruttori e involucri elettrici; nei macchinari tessili, per filamenti di fibre chimiche e filati speciali; in oggetti di uso quotidiano come suole di scarpe sportive e cinture di sicurezza.
Considerazioni : il PA è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione comprese tra 220 e 300 °C (a seconda del tipo) e temperature dello stampo tra 40 e 90 °C. Prima della lavorazione è necessaria un'essiccazione completa fino a raggiungere un contenuto di umidità inferiore allo 0.2% per evitare l'idrolisi durante il processo, che potrebbe causare la rottura delle catene molecolari e compromettere le proprietà meccaniche. La lavorazione ad alta temperatura (>300 °C) è soggetta a decomposizione e generazione di fumo, pertanto è necessario controllare la temperatura di lavorazione e il tempo di permanenza. A causa della scarsa resistenza alle basse temperature e dell'aumento della fragilità al di sotto dei -40 °C, si raccomanda l'utilizzo di gradi di PA rinforzati. Il rinforzo con fibra di vetro può migliorare la resistenza al calore e la rigidità, ma potrebbe compromettere la tenacità. Evitare la concentrazione di stress in fase di progettazione ed eseguire un trattamento di ricottura se necessario. Presenta una buona resistenza alla corrosione chimica, ma è necessario considerare il tipo di mezzo di contatto per evitare solventi sensibili al PA.
PC (policarbonato)
Il PC presenta un'eccellente trasparenza e resistenza agli urti, una trasmissione luminosa ≥90% e una resistenza agli urti con intaglio che può raggiungere 60-120 kJ/m². Eccellente resistenza al calore, mantiene prestazioni stabili da -40°C a 120°C, resistenza al calore a lungo termine fino a 140°C. Elevata stabilità dimensionale, coefficiente di dilatazione lineare (CTE) di soli 60-80 ppm/°C. Buona resistenza chimica, ma possono verificarsi cricche da stress in caso di esposizione ad alcali forti e solventi idrocarburici aromatici. Moderata resistenza agli agenti atmosferici, l'uso esterno a breve termine non mostra alterazioni evidenti, mentre l'uso a lungo termine richiede l'aggiunta di stabilizzatori UV.
Applicazioni : Ampiamente utilizzato in strumenti ottici, come lenti per occhiali, obiettivi per fotocamere, componenti per microscopi; utilizzato nell'elettronica e negli elettrodomestici per la produzione di display, coperture protettive, custodie per telefoni; nell'industria automobilistica per coperture dei fari, coperture trasparenti per cruscotti; in apparecchiature mediche come occhiali e schermi protettivi trasparenti.
Considerazioni : Il PC è adatto allo stampaggio a iniezione, temperatura di lavorazione 230-320℃, temperatura dello stampo consigliata 80-120℃ per ridurre le tensioni interne. Il contenuto di umidità deve essere <0.02%, deve essere completamente essiccato prima della lavorazione, altrimenti l'idrolisi causerà l'appannamento del materiale. Si decompone facilmente ad alte temperature (>250℃), evitare tempi di permanenza prolungati. Per migliorare la resistenza al calore e agli urti, è possibile aggiungere cariche come fibra di vetro (GF) o carbonato di calcio, ma la trasparenza ne risentirà. Prestare attenzione ad evitare punti di concentrazione delle tensioni nella progettazione ed eseguire un trattamento di ricottura se necessario.
PMMA (polimetilmetacrilato, acrilico)
Il PMMA presenta un'elevata trasparenza e ottime proprietà ottiche, una trasmissione luminosa fino al 92%, un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici e rimane trasparente anche dopo oltre 10 anni di utilizzo in esterni. La durezza superficiale è elevata (durezza Mohs 5), buona resistenza all'usura, ma è comunque più fragile del vetro. Presenta un'elevata resistenza chimica: acidi, alcali e oli comuni hanno scarso effetto, mentre solventi organici (come acetone e diclorometano) possono dissolvere o gonfiare la superficie. Presenta una moderata resistenza al calore, con temperatura di deformazione termica di circa 100-120 °C e temperatura di transizione vetrosa di 105 °C.
Applicazioni : Ampiamente utilizzato nell'industria pubblicitaria per insegne luminose e supporti espositivi; nel settore ottico per la produzione di lenti, guide di luce e coperture per l'illuminazione; nell'edilizia per pannelli di illuminazione naturale e materiali divisori; nel settore automobilistico per coperture dei fari e componenti interni; nei dispositivi medici per la realizzazione di componenti per strumenti ottici.
Considerazioni : Il PMMA è adatto allo stampaggio a iniezione, con una temperatura di lavorazione di 180-250℃ e una temperatura dello stampo di 40-80℃. La velocità e la temperatura di raffreddamento devono essere controllate per evitare tensioni interne; si raccomanda un trattamento di ricottura per eliminarle. Il PMMA ha un basso assorbimento di umidità, quindi è necessario asciugare il campione fino a raggiungere un contenuto di umidità <0.04% prima della lavorazione, altrimenti potrebbero formarsi bolle e difetti superficiali. A causa dell'elevata fragilità, è necessario evitare concentrazioni di stress eccessive nella progettazione. La scarsa resistenza ai solventi impedisce il contatto con acetone, alcol e altri solventi organici; per un utilizzo prolungato all'aperto, è necessario aggiungere assorbitori di raggi UV per ritardare l'invecchiamento.
PBT (polibutilene tereftalato)
Il PBT presenta buone proprietà meccaniche e stabilità dimensionale, con una resistenza alla trazione ≥50 MPa e un'elevata resistenza alla flessione. Basso assorbimento d'acqua (<0.1%), eccellenti prestazioni di isolamento elettrico, e può essere utilizzato come materiale per circuiti stampati. Buona resistenza chimica, resistente a oli e alcali, ma media resistenza agli acidi. Elevata resistenza al calore, con temperatura di transizione vetrosa (Tg) di circa 80 °C, in grado di sopportare temperature fino a 120 °C dopo il rinforzo. Facile da lavorare, buona fluidità, adatto per stampaggio a iniezione rapido.
Applicazioni: connettori elettronici per autoveicoli, componenti del sistema di accensione; terminali per elettrodomestici, basi per interruttori; prese elettroniche ed elettriche, relè; tessuti in fibra (come i compositi rinforzati con fibre).
Considerazioni: il PBT è adatto allo stampaggio a iniezione, con una temperatura di lavorazione di 220-260℃ e una temperatura dello stampo di 40-80℃. Prestare attenzione all'essiccazione, mantenendo un contenuto di umidità <0.03%, per prevenire l'idrolisi. Le varianti rinforzate con fibra di vetro possono migliorare la resistenza al calore e le proprietà meccaniche, ma riducono leggermente la fluidità. La resistenza agli agenti atmosferici è media; per l'uso esterno è necessario aggiungere uno stabilizzatore UV. Buona resistenza all'arco elettrico, adatto per applicazioni in campo elettronico ed elettrico. Durante la lavorazione è necessario controllare la temperatura per evitare la formazione di gas di decomposizione. Il raffreddamento dello stampo deve essere rapido per ridurre la deformazione.
PET (polietilene tereftalato)
Il PET presenta un'eccellente trasparenza (trasmissione luminosa ≥85%), resistenza meccanica (resistenza alla trazione ≥50 MPa) e resistenza alla corrosione chimica. L'elevata cristallinità richiede una pre-essiccazione prima della lavorazione; le proprietà meccaniche diminuiscono con l'assorbimento di umidità. Buona resistenza al calore, può sopportare alte temperature a breve termine e a lungo termine fino a 120-130 °C. Buon isolamento elettrico, può essere utilizzato come materiale per componenti elettronici. Elevata stabilità dimensionale, adatto allo stampaggio a iniezione di precisione.
Applicazioni: bottiglie per bevande, imballaggi alimentari; tessuti in fibra (poliestere, tessuti in PET); lenti ottiche, pannelli display; involucri elettronici ed elettrici; materiale di base rinforzato per tecnopolimeri.
Considerazioni: il PET è adatto allo stampaggio a iniezione, si consiglia l'essiccazione (contenuto di umidità <50 ppm), temperatura di lavorazione 260-290℃, temperatura dello stampo 30-70℃. I gradi rinforzati con fibra di vetro possono migliorare la resistenza al calore e la resistenza meccanica, ma la trasparenza diminuirà. Evitare il contatto con acidi forti, alcali forti e solventi organici durante l'uso prolungato. Elevata stabilità dimensionale, adatto per prodotti di alta precisione. Si consiglia l'uso di agenti atmosferici per l'uso esterno al fine di prolungarne la durata.
HIPS (polistirene ad alto impatto)
L'HIPS è un polimero tecnico modificato aggiungendo indurenti in gomma alla matrice in PS. La resistenza all'impatto è 5-10 volte superiore a quella del PS ordinario. Buona colorazione e lavorabilità, superficie liscia con elevata brillantezza. Resistenza chimica media, debole resistenza ad acidi e alcali, non adatto ad ambienti fortemente corrosivi. Bassa resistenza al calore, temperatura di utilizzo a lungo termine ≤80 °C, facile da ammorbidire ad alte temperature. La stabilità dimensionale è accettabile, ma il ritiro ad alte temperature è elevato, pertanto è necessario prestare attenzione alla progettazione dello stampo. Eccellente resistenza all'impatto, ma trasparenza e lucentezza leggermente inferiori rispetto al PS.
Applicazioni: involucri di elettrodomestici (come custodie per televisori, involucri per lavatrici), giocattoli, articoli di cancelleria, beni di prima necessità, componenti per interni automobilistici (come pannelli delle portiere, componenti del cruscotto).
Considerazioni: l'HIPS è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione comprese tra 180 e 240 °C e temperature dello stampo tra 40 e 80 °C. È necessario scegliere indurenti di alta qualità per prevenire il degrado delle prestazioni dovuto all'invecchiamento. Tende ad ammorbidirsi ad alte temperature, pertanto è consigliabile evitare lavorazioni prolungate ad alta temperatura o scegliere gradi di HIPS modificati resistenti al calore. La stabilità dimensionale è influenzata dalla temperatura; è necessario regolare il sistema di raffreddamento dello stampo e i parametri di pressione di mantenimento. La resistenza agli agenti atmosferici è media; si raccomanda l'uso di stabilizzanti UV per applicazioni esterne. Asciugare la materia prima fino a un contenuto di umidità <0.1% per evitare striature argentate e bolle causate dall'umidità. Evitare la progettazione con concentrazione di stress, poiché gli indurenti possono ridurre la resistenza alla fessurazione da stress.
PPS (polifenilensolfuro)
Il PPS offre un'eccellente resistenza al calore (temperatura di utilizzo continuo 200-240 °C) e un'eccellente resistenza chimica (resistenza a quasi tutti i reagenti). Presenta inoltre proprietà meccaniche bilanciate, elevata rigidità e buona tenacità. Presenta inoltre un'elevatissima stabilità dimensionale e un bassissimo coefficiente di dilatazione termica. Ottimo isolamento elettrico, può essere utilizzato come materiale per componenti elettronici ad alta frequenza. Buone proprietà autolubrificanti e basso coefficiente di attrito.
Applicazioni: industria automobilistica (sistemi di trattamento dei gas di scarico, sensori); elettronica ed elettrotecnica (connettori per alte temperature, substrati); apparecchiature chimiche (tubazioni resistenti alla corrosione, componenti per pompe); settore aerospaziale (componenti per alte temperature).
Considerazioni: il PPS è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione comprese tra 280 e 340 °C e temperature dello stampo tra 120 e 160 °C. Si raccomanda la pre-essiccazione a basso contenuto di umidità per prevenire l'idrolisi. Presenta un'eccellente resistenza al calore e alla corrosione, risultando adatto a condizioni estreme. L'elevata difficoltà di lavorazione richiede macchine a iniezione e stampi ad alte prestazioni. La progettazione dello stampo necessita di un sistema di ventilazione ottimizzato per prevenire la ritenzione di gas. Per l'uso esterno sono necessari stabilizzatori UV, ma il loro costo elevato deve essere attentamente valutato.
PTFE (politetrafluoroetilene, Teflon)
Il PTFE è noto come il "Re delle Materie Plastiche", con un'eccellente stabilità chimica e una quasi totale assenza di reazioni con sostanze chimiche. Eccellente resistenza alle alte e basse temperature (da -196°C a 260°C), elevata stabilità dimensionale e basso coefficiente di dilatazione termica. Eccellente isolamento elettrico, costante dielettrica e perdite dielettriche molto basse, adatto per applicazioni ad alta frequenza. Buona autolubrificazione, bassissimo coefficiente di attrito (fino a 0.04), eccellente antiadesione. Proprietà meccaniche relativamente morbide, bassa resistenza alla trazione, scarsa resistenza all'usura, facile scorrimento durante l'uso prolungato. Elevata difficoltà di lavorazione, richiede un processo di sinterizzazione ad alta temperatura.
Applicazioni: industria chimica (tubazioni, valvole e rivestimenti resistenti alla corrosione); elettronica ed elettrotecnica (materiali isolanti ad alta frequenza, isolamento dei cavi); settore aerospaziale (guarnizioni, materiali isolanti per alte temperature); industria alimentare (rivestimenti antiaderenti, rivestimenti per apparecchiature per la lavorazione degli alimenti); settore medicale (vasi sanguigni artificiali, guarnizioni).
Considerazioni: il PTFE richiede un processo di sinterizzazione, lo stampaggio a iniezione convenzionale non è adatto, ma poiché gli utenti potrebbero aver bisogno di comprendere le caratteristiche del materiale plastico, in breve: elevata difficoltà di lavorazione, richiede alta temperatura (350-400℃) e attrezzature specializzate. Forte resistenza chimica, adatto ad ambienti corrosivi, ma costi di lavorazione molto elevati. Eccellente resistenza al calore, ma scarsa tenacità a basse temperature, deve essere migliorata mediante la modifica del riempitivo. Eccellente antiadesione, è necessario evitare che si attacchi allo stampo durante la lavorazione. Costo elevato, consigliato solo per applicazioni in condizioni estreme. Eccellente resistenza agli agenti atmosferici, non è necessaria alcuna protezione speciale per l'uso esterno. I gas contenenti fluoro generati durante la lavorazione devono essere rigorosamente controllati per soddisfare i requisiti ambientali.
UPE (polietilene ad altissimo peso molecolare, UHMWPE)
L'UPE ha un peso molecolare ultra-elevato (solitamente >1.5 milioni di g/mol), che lo rende il migliore al mondo per resistenza all'usura (coefficiente di attrito <0.1), eccellente autolubrificazione, elevata resistenza agli urti (resistenza all'urto con intaglio ≥100 kJ/m²). Elevata resistenza chimica, resistenza ad acidi, alcali e solventi organici, buon isolamento elettrico. Bassa densità ma non elevata resistenza (resistenza alla trazione ≈30-40 MPa), scarsa resistenza al calore (≤100 °C), bassa temperatura di transizione vetrosa. Eccellente tenacità a bassa temperatura, può mantenere le prestazioni a -269 °C. Tuttavia, bassa temperatura di deformazione termica, non adatto ad ambienti ad alta temperatura.
Applicazioni: Macchine di trasporto (cursori, guide, rivestimenti antiusura); industria tessile (parti di nastri trasportatori, componenti per la filatura); protesi articolari, componenti dentali; macchinari per l'industria alimentare (parti antiusura, guarnizioni); rivestimenti anticorrosione nell'industria chimica; ingegneria navale e componenti per navi.
Considerazioni: l'UPE è difficile da iniettare (richiede attrezzature e processi speciali), temperatura di lavorazione 200-240℃, la temperatura dello stampo deve essere rigorosamente controllata. A causa dell'elevato peso molecolare, la viscosità del fuso è estremamente alta, richiede una pressa a iniezione ad alta coppia e una progettazione speciale della vite. Forte resistenza chimica, ma non adatto ad ambienti ad alta temperatura, si ammorbidisce facilmente sopra i 100℃ per un uso prolungato. Buona resistenza agli urti, ma le prestazioni diminuiscono ad alta temperatura. La progettazione dello stampo richiede attenzione per evitare l'intrappolamento di gas durante la lavorazione. La resistenza all'usura è il suo più grande vantaggio, la selezione del modello dovrebbe essere basata sul carico. Costo elevato, consigliato per ambienti estremamente resistenti all'usura. Buona resistenza agli agenti atmosferici, l'impatto UV nell'uso esterno richiede attenzione, le prestazioni anti-invecchiamento possono essere migliorate con additivi.
PEEK (polietere etere chetone)
Il PEEK è un materiale termoplastico ad alte prestazioni per l'ingegneria con un'eccellente resistenza al calore, con temperature di utilizzo continuo fino a 250 °C e può essere utilizzato per brevi periodi anche a temperature più elevate. Presenta un'elevata resistenza alla corrosione chimica, praticamente resistente a tutti gli agenti chimici, inclusi acidi forti, alcali forti e solventi organici. Presenta eccellenti proprietà meccaniche, resistenza alla trazione ≥90 MPa, bilanciamento tra rigidità e tenacità, con eccellenti prestazioni di resistenza al creep e alla fatica. Buone prestazioni di isolamento elettrico, costante dielettrica stabile, rigidità dielettrica fino a 25 kV/mm. Buona stabilità dimensionale, basso coefficiente di dilatazione termica (CTE < 5 ppm/℃), adatto alla produzione di componenti di precisione. Buona autolubrificazione, basso coefficiente di attrito, ampiamente utilizzato nella produzione di componenti resistenti all'usura.
Applicazioni: Nel settore aerospaziale, utilizzato per la produzione di componenti di motori resistenti alle alte temperature e materiali isolanti; nel settore dei dispositivi medici, utilizzato per la realizzazione di protesi articolari, impianti dentali e strumenti chirurgici; nell'industria elettronica ed elettrica per la produzione di connettori resistenti alle alte temperature, substrati resistenti alle alte temperature e componenti di isolamento elettrico; nell'industria chimica per guarnizioni e tubazioni resistenti alla corrosione; nell'industria automobilistica per componenti resistenti alle alte temperature e rinforzi strutturali.
Considerazioni: Il PEEK è adatto allo stampaggio a iniezione , ma la sua lavorazione è relativamente complessa. Si raccomanda di utilizzare una temperatura di processo di 350-400℃ e una temperatura dello stampo di 150-200℃ per garantire una buona formatura e stabilità dimensionale. Le materie prime devono essere di elevata purezza e pre-essiccate a un contenuto di umidità <0.02% per prevenire l'idrolisi durante la lavorazione. I requisiti delle attrezzature sono elevati e richiedono una coppia elevata e materiali resistenti alle alte temperature (come presse a iniezione specifiche per PEEK e acciaio per stampi ad alta temperatura). La progettazione dello stampo deve ottimizzare il sistema di colata e di sfiato per prevenire difetti di saldatura e bolle. Il ciclo di lavorazione è lungo, pertanto è necessario controllare il tempo di mantenimento della pressione e la velocità di raffreddamento. Il costo del materiale è elevato, pertanto se ne raccomanda l'utilizzo in scenari con elevati requisiti prestazionali.
POM (poliossimetilene, chiamato anche acetale o delrin)
Il POM presenta eccellente rigidità e durezza, resistenza alla trazione ≥60 MPa, eccezionale resistenza all'usura, basso coefficiente di attrito (solo 0.15) ed eccellenti proprietà autolubrificanti. Elevatissima stabilità dimensionale, tasso di assorbimento d'acqua <0.2%, scarsa influenza dell'umidità, in grado di mantenere una precisione di adattamento stabile a lungo termine. Elevata resistenza alla corrosione chimica, resistente ad acidi, alcali e alla maggior parte dei solventi organici, ma non ad acidi forti come acido solforico concentrato e acido nitrico concentrato. Resistenza al calore media, temperatura di utilizzo a lungo termine ≤120 °C, facile decomposizione ad alte temperature.
Applicazioni: Nell'industria automobilistica vengono utilizzati per la produzione di ingranaggi di precisione, cuscinetti e componenti scorrevoli; nell'industria meccanica per la realizzazione di parti di apparecchiature di automazione e guide; nell'elettronica e nell'elettrotecnica come connettori e alloggiamenti per interruttori; sono inoltre ampiamente utilizzati in strumenti di precisione ed elettrodomestici.
Considerazioni: Il POM è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione comprese tra 160 e 210 °C e temperature dello stampo tra 60 e 100 °C. Deve essere completamente essiccato prima della lavorazione fino a raggiungere un contenuto di umidità inferiore allo 0.2%, altrimenti si genererà formaldeide ad alte temperature, compromettendo le prestazioni del prodotto. Evitare lavorazioni prolungate ad alta temperatura per prevenire la degradazione del materiale. La fragilità aumenta a basse temperature (<-40 °C), pertanto è necessario utilizzare rinforzi in fibra di vetro per migliorare la resistenza alle basse temperature. Nella progettazione dello stampo è necessario prestare attenzione al sistema di sfiato per evitare che il gas causi pori o difetti superficiali. In caso di esigenze particolari di lubrificazione, è possibile utilizzare olio di silicone o altri additivi.
Infine, se state valutando quale materiale sia adatto al vostro progetto, in generale, una volta comprese le caratteristiche di queste materie plastiche, possiamo fare una buona scelta. Tuttavia, se ancora non siete sicuri, potete provare prima la prototipazione di piccoli lotti, quindi verificare l'effetto dello stampaggio e osservare le prestazioni del prodotto nell'ambiente di utilizzo. Il vantaggio di questa procedura è che si evitano rilavorazioni o scarti dopo la produzione in serie.
Inoltre, non dimenticate di consultare l'azienda che vi fornisce il servizio di stampaggio a iniezione, come ad esempio rjcmold, una fabbrica con oltre 20 anni di esperienza nel settore , in grado di offrire supporto tecnico gratuito.
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