Stampaggio a iniezione di materie plastiche 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 stampaggio a iniezione e solidificati nella forma desiderata dopo il raffreddamento. Queste materie plastiche devono soddisfare determinati requisiti fisici, chimici e di prestazione di processo per garantire un riempimento fluido 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 presenta elevata durezza e resistenza, con una resistenza alla trazione ≥30 MPa. Presenta 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 °C, HDPE ≤120 °C. Eccellente isolamento elettrico, resistività superficiale fino a 10¹⁸Ω·cm. Scarsa resistenza agli agenti atmosferici, richiede l'aggiunta di stabilizzante UV per prolungarne la durata.
Applicazioni: L'LDPE è utilizzato principalmente in film per imballaggio alimentare, film agricoli e sacchetti di plastica; l'HDPE è ampiamente utilizzato in tubi (per l'approvvigionamento idrico e di scarico, per il gas), contenitori per iniezione (casse di carico, pallet), fibre e tessuti non tessuti. Inoltre, l'HDPE viene utilizzato anche per la produzione di grandi serbatoi di stoccaggio, bidoni della spazzatura, ecc.
Considerazioni: L'LDPE è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione di 160-200 °C e temperature dello stampo di 30-60 °C, ed è adatto per strutture complesse a pareti sottili; l'HDPE ha temperature di lavorazione di 180-260 °C e temperature dello stampo di 50-80 °C. La temperatura di lavorazione deve essere controllata per evitare surriscaldamento e decomposizione. L'LDPE ha un'eccellente fluidità, ma è soggetto a fratture da fusione ad alte temperature; l'HDPE ha un'elevata resistenza alla fusione, ed è adatto per parti 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 un rivestimento superficiale per la protezione. La resistenza alle basse temperature deve tenere conto della fragilità a basse temperature e la resistenza al freddo può essere migliorata modificando la miscelazione (ad esempio aggiungendo polietilene metallocenico), se necessario.
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 fabbricazione di paraurti, telai di cruscotti, parti interne ed elementi decorativi esterni; in elettrodomestici come alloggiamenti, contenitori, ventilatori, carter, ecc.; in articoli di uso quotidiano come bacinelle di plastica, secchi, giocattoli; in apparecchiature mediche per parti che richiedono disinfezione ad alta temperatura; nell'industria tessile per produrre fibre di polipropilene utilizzate in corde, tessuti e materiali filtranti.
Considerazioni: Il PP è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione di 180-260 °C e temperature dello stampo di 40-80 °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 alte temperature. Il PP non temprato ha scarse prestazioni a basse temperature e deve essere temprato mescolando gomma o utilizzando agenti tempranti (come EPDM, SEBS). Sensibile ai raggi UV, è necessario aggiungere nerofumo o altri stabilizzanti UV per uso esterno. Evitare il contatto prolungato con forti ossidanti e idrocarburi aromatici per prevenire il degrado delle prestazioni. Le sue caratteristiche di scorrevolezza lo rendono adatto a componenti strutturali complessi e con pareti sottili; si raccomanda un rapido riempimento 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 (di alimentazione idrica, del 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); parti interne ed decorative per automobili.
Considerazioni: Il PVC rigido è adatto allo stampaggio a iniezione (richiede un adeguato sistema di raffreddamento dello stampo), temperatura di lavorazione 160-200 °C, temperatura dello stampo 30-60 °C. È necessario aggiungere stabilizzanti durante la lavorazione per prevenirne la decomposizione e si raccomandano stabilizzanti termici ecocompatibili (come i composti calcio-zinco). Il PVC flessibile ha una scarsa resistenza al calore e non è adatto ad applicazioni ad alte temperature; la flessibilità deve essere regolata tramite plastificanti, ma l'ecocompatibilità è limitata. Presenta un'elevata resistenza chimica, ma non è 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 senza cadmio e plastificanti conformi agli standard alimentari. Durante la lavorazione verrà generato gas di cloruro di idrogeno, pertanto sono necessari sistemi di trattamento dei gas di scarico e di scarico per garantire un ambiente operativo 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 di prodotti elettronici; articoli di cancelleria e materiale didattico; componenti senza contatto di dispositivi medici.
Considerazioni: Il PS è adatto allo stampaggio a iniezione, temperatura di lavorazione 180-240 °C, temperatura dello stampo 40-80 °C. Buona fluidità, adatto a prodotti di forma complessa, ma soggetto a deformazione ad alte temperature. Scarsa resistenza all'impatto, può essere migliorata con l'HIPS modificato, ma trasparenza e brillantezza diminuiscono. Sensibile ai raggi UV, l'esposizione a lungo termine richiede l'aggiunta di stabilizzanti UV. L'essiccazione della materia prima non richiede trattamenti speciali, ma è consigliabile evitare l'umidità che ne compromette le prestazioni. Buona resistenza alla corrosione chimica, ma non resistente a solventi polari (come etanolo, acetone) e forti ossidanti. Buona stabilità dimensionale, adatto a parti strutturali e decorative 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 e pannelli delle portiere), componenti esterni (griglie, alloggiamenti degli specchietti), alloggiamenti di elettrodomestici (pannelli del frigorifero, gusci delle lavatrici) e alloggiamenti di prodotti elettronici. L'ABS è ampiamente utilizzato anche nel settore dei giocattoli grazie alla sua facilità di lavorazione e alla conformità agli standard di sicurezza. Inoltre, l'ABS è comunemente utilizzato nelle apparecchiature per l'automazione d'ufficio (come gli alloggiamenti di stampanti e fotocopiatrici).
Considerazioni: L'ABS può essere stampato direttamente a iniezione, con temperature di lavorazione consigliate tra 180 e 250 °C e temperature dello stampo tra 40 e 80 °C. Si noti che il materiale si ammorbidisce a temperature superiori a 80 °C e che 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 ne riduce le proprietà meccaniche. Per l'uso in esterni, è necessario aggiungere nerofumo o altri stabilizzanti UV per prevenirne l'ingiallimento. In caso di miscelazione con altri materiali (come PC e PVC), è necessario regolare i parametri di lavorazione per prevenirne 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.
ApplicazioniNell'industria automobilistica, viene utilizzato per realizzare parti periferiche del motore, tubi del carburante e guarnizioni; nei macchinari, per cuscinetti, ingranaggi e componenti degli alberi; 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 articoli di uso quotidiano come suole di scarpe sportive e cinture di sicurezza.
Considerazioni: Il PA è adatto allo stampaggio a iniezione, temperatura di lavorazione 220-300 °C (a seconda del grado), temperatura dello stampo 40-90 °C. È necessaria un'accurata essiccazione prima della lavorazione fino a un contenuto di umidità <0.2% per evitare l'idrolisi durante la lavorazione che può causare la rottura della catena molecolare e compromettere le proprietà meccaniche. La lavorazione ad alte temperature (>300 °C) è soggetta a decomposizione e generazione di fumo, pertanto è necessario controllare la temperatura di lavorazione e il tempo di residenza. Scarsa resistenza alle basse temperature, la fragilità aumenta al di sotto di -40 °C, si consiglia l'utilizzo di gradi di PA temprati. Il rinforzo in fibra di vetro può migliorare la resistenza al calore e la rigidità, ma può compromettere la tenacità. Evitare la concentrazione di stress in fase di progettazione ed eseguire un trattamento di ricottura se necessario. Ha 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 in elettronica ed elettrodomestici per la produzione di display, coperture protettive, custodie per telefoni; nell'industria automobilistica per coperture per fari, coperture trasparenti per cruscotti; apparecchiature mediche come occhiali e scudi protettivi trasparenti.
Considerazioni: Il PC è adatto allo stampaggio a iniezione, temperatura di lavorazione 230-320 °C, temperatura dello stampo consigliata 80-120 °C per ridurre le tensioni interne. Il contenuto di umidità deve essere <0.02% e deve essere completamente essiccato prima della lavorazione, altrimenti l'idrolisi causerà l'appannamento del materiale. Si decompone facilmente ad alte temperature (>250 °C), evitare tempi di residenza prolungati. Per migliorare la resistenza al calore e agli urti, è possibile aggiungere riempitivi come fibra di vetro (GF) o carbonato di calcio, ma la trasparenza ne risentirà. Prestare attenzione a evitare punti di concentrazione delle tensioni in fase di 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 nel settore pubblicitario per cassoni luminosi, espositori per fiere; in campo ottico per la realizzazione di lenti, piastre guida luce, coperture per illuminazione; nell'edilizia per pannelli di illuminazione naturale, materiali divisori; utilizzato nel settore automobilistico per coperture di fari, parti interne; nei dispositivi medici per la realizzazione di componenti di strumenti ottici.
Considerazioni: Il PMMA è adatto allo stampaggio a iniezione, temperatura di lavorazione 180-250 °C, temperatura dello stampo 40-80 °C. La velocità e la temperatura di raffreddamento devono essere controllate per evitare tensioni interne, e si raccomanda un trattamento di ricottura per eliminarle. Basso assorbimento di umidità, asciugare fino a un contenuto di umidità <0.04% prima della lavorazione, altrimenti potrebbero verificarsi bolle e difetti superficiali. Elevata fragilità, evitare forti concentrazioni di tensioni nella progettazione. Scarsa resistenza ai solventi, evitare il contatto con acetone, alcol e altri solventi organici, aggiungere assorbitori UV per l'uso esterno a lungo termine per ritardarne 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.
Utilizzo: Connettori elettronici per autoveicoli, componenti del sistema di accensione; terminali per elettrodomestici, basi per interruttori; prese elettriche ed elettroniche, relè; tessuti in fibra (come compositi rinforzati con fibre).
considerazioni: Il PBT è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione di 220-260 °C e temperature dello stampo di 40-80 °C. Prestare attenzione all'essiccazione e al contenuto di umidità <0.03% per prevenire l'impatto dell'idrolisi. I gradi rinforzati 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 l'uso in campo elettronico ed elettrico. È necessario il controllo della temperatura durante la lavorazione per evitare la formazione di gas di decomposizione. Il raffreddamento dello stampo deve essere rapido per ridurre le deformazioni.
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.
Utilizzo: Bottiglie per bevande, imballaggi alimentari; tessuti in fibre (poliestere, tessuti in PET); lenti ottiche, pannelli per display; alloggiamenti elettronici ed elettrici; materiale di base rinforzato per materie plastiche tecniche.
considerazioni: Il PET è adatto allo stampaggio a iniezione, si consiglia l'essiccazione (contenuto di umidità <50 ppm), temperatura di lavorazione 260-290 °C, temperatura dello stampo 30-70 °C. I gradi rinforzati con fibra di vetro possono migliorare la resistenza al calore e la resistenza meccanica, ma la trasparenza ne risulterà ridotta. Evitare il contatto con acidi forti, alcali forti e solventi organici durante l'uso a lungo termine. Elevata stabilità dimensionale, adatto per prodotti di alta precisione. Per l'uso in esterni, si raccomanda l'uso di agenti atmosferici per 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.
Utilizzo: Alloggiamenti di elettrodomestici (come alloggiamenti di TV, alloggiamenti di lavatrici), giocattoli, articoli di cancelleria, necessità quotidiane, parti interne di automobili (come pannelli delle portiere, componenti del cruscotto).
considerazioni: L'HIPS è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione di 180-240 °C e temperature dello stampo di 40-80 °C. È necessario scegliere indurenti di alta qualità per prevenire il degrado delle prestazioni dovuto all'invecchiamento. Facile da ammorbidire ad alte temperature, evitare lavorazioni ad alta temperatura a lungo termine o scegliere gradi di HIPS modificati resistenti al calore. La stabilità dimensionale è influenzata dalla temperatura; i parametri del sistema di raffreddamento dello stampo e della pressione di mantenimento devono essere regolati. La resistenza agli agenti atmosferici è media, si raccomandano stabilizzanti UV per uso esterno. Essiccare la materia prima a un contenuto di umidità <0.1% per evitare striature e bolle argentate causate dall'umidità. Evitare la progettazione con concentrazione di stress, poiché gli indurenti possono ridurre la resistenza alle cricche 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.
Utilizzo: Industria automobilistica (sistema di trattamento dei gas di scarico, sensori); elettronica ed elettrica (connettori ad alta temperatura, substrati); apparecchiature chimiche (condutture resistenti alla corrosione, parti di pompe); aerospaziale (componenti ad alta temperatura).
considerazioni: Il PPS è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione di 280-340 °C e temperature dello stampo di 120-160 °C. Si consiglia la pre-essiccazione a basso contenuto di umidità per prevenire l'idrolisi. Eccellente resistenza al calore e alla corrosione, adatto a condizioni estreme. L'elevata difficoltà di lavorazione richiede macchine a iniezione e stampi ad alte prestazioni. La progettazione dello stampo richiede un sistema di ventilazione ottimizzato per prevenire la ritenzione di gas. Per l'uso esterno sono necessari stabilizzatori UV, ma il costo elevato deve essere considerato attentamente.
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.
Utilizzo: Industria chimica (condutture, valvole, rivestimenti resistenti alla corrosione); elettronica ed elettrica (materiali isolanti ad alta frequenza, isolamento dei cavi); aerospaziale (guarnizioni, materiali isolanti ad alta temperatura); industria alimentare (rivestimenti antiaderenti, rivestimenti di apparecchiature per la lavorazione degli alimenti); campo medico (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 alte temperature (350-400 °C) 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, che deve essere migliorata modificando il riempitivo. Eccellente antiadesione, è necessario evitare l'adesione allo stampo durante la lavorazione. Costo elevato, consigliato solo per applicazioni in condizioni estreme. Eccellente resistenza agli agenti atmosferici, non richiede protezioni speciali per l'uso all'aperto. 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.
Utilizzo: Macchine di trasporto (cursori, guide, rivestimenti resistenti all'usura); industria tessile (parti di nastri trasportatori, componenti di filatura); articolazioni artificiali mediche, parti odontoiatriche; macchinari per la lavorazione alimentare (parti resistenti all'usura, guarnizioni); rivestimenti resistenti alla corrosione nell'industria chimica; ingegneria navale e parti di navi.
considerazioni: L'UPE è difficile da iniettare (richiede attrezzature e processi speciali), la temperatura di lavorazione è di 200-240 °C e la temperatura dello stampo deve essere rigorosamente controllata. A causa dell'elevato peso molecolare, la viscosità del fuso è estremamente elevata e richiede una macchina di iniezione ad alta coppia e una vite dal design speciale. Ha un'elevata resistenza chimica, ma non è adatto ad ambienti ad alta temperatura; si ammorbidisce facilmente oltre i 100 °C per un uso a lungo termine. Ha una buona resistenza agli urti, ma le prestazioni diminuiscono alle alte temperature. La progettazione dello stampo richiede attenzione per evitare la formazione di gas intrappolati durante la lavorazione. La resistenza all'usura è il suo principale vantaggio; la scelta del modello dovrebbe essere basata sul carico. Costo elevato, consigliato per ambienti estremamente resistenti all'usura. Buona resistenza agli agenti atmosferici, l'impatto UV in caso di utilizzo 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, per la produzione di componenti di motori resistenti alle alte temperature e materiali isolanti; nei dispositivi medici, per la realizzazione di articolazioni artificiali, impianti dentali e strumenti chirurgici; nell'industria elettrica ed elettronica per la produzione di connettori ad alta temperatura, substrati resistenti alle alte temperature e componenti di isolamento elettrico; nell'industria chimica per guarnizioni e condutture 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 lavorazione è relativamente difficile. Si consiglia di utilizzare una temperatura di lavorazione di 350-400 °C e la temperatura dello stampo deve raggiungere i 150-200 °C per garantire un buon stampaggio e stabilità dimensionale. Le materie prime devono essere di elevata purezza, pre-essiccate a un contenuto di umidità <0.02% per prevenire l'idrolisi durante la lavorazione. I requisiti delle attrezzature sono elevati, richiedono materiali ad alta coppia e resistenti alle alte temperature (come la speciale macchina per stampaggio a iniezione PEEK, acciaio per stampi ad alta temperatura). La progettazione dello stampo deve ottimizzare il sistema di iniezione e il sistema di ventilazione per prevenire linee di saldatura e difetti di bolla. Il ciclo di lavorazione è lungo, è necessario controllare il tempo di mantenimento della pressione e la velocità di raffreddamento. Il costo del materiale è elevato, se ne consiglia l'utilizzo in scenari con requisiti di prestazioni elevati.
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 viene utilizzato per produrre ingranaggi di precisione, cuscinetti, componenti scorrevoli; nell'industria meccanica per realizzare parti di apparecchiature di automazione e guide di scorrimento; nell'elettronica e nell'elettricità come connettori, alloggiamenti per interruttori; è inoltre ampiamente utilizzato in strumenti di precisione ed elettrodomestici.
considerazioni: Il POM è adatto allo stampaggio a iniezione, con temperature di lavorazione di 160-210 °C e temperature dello stampo di 60-100 °C. Deve essere completamente essiccato prima della lavorazione fino a raggiungere un contenuto di umidità <0.2%, altrimenti si genererà formaldeide ad alte temperature, compromettendo le prestazioni del prodotto. Evitare lavorazioni prolungate ad alte temperature per prevenire la degradazione del materiale. La fragilità aumenta a basse temperature (<-40 °C); 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 ventilazione per evitare che il gas causi pori o difetti superficiali. Se sono presenti requisiti speciali per la lubrificazione, è possibile utilizzare olio siliconico 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 dimenticare di consultare l'azienda che fornisce il servizio di stampaggio a iniezione per te, come rjcmold, una fabbrica con oltre 20 anni di esperienza servizio di stampaggio ad iniezione esperienza, può fornire supporto tecnico gratuito.
Post correlati: Come scegliere la plastica giusta per lo stampaggio a iniezione
