EUFabbricazione di plastica: come funziona, tipi e vantaggi
La plastica è uno dei materiali più utilizzati dei tempi moderni. È leggero, conveniente e versatile e questo contribuisce alle sue varie applicazioni.
Esistono centinaia di opzioni di plastica, ciascuna con proprietà diverse che la rendono adatta a un prodotto specifico. Ma come si realizza una parte in plastica? È qui che entra in gioco la fabbricazione della plastica.
Fabbricazione plastica si riferisce a qualsiasi processo utilizzato per manipolare e trasformare la materia plastica grezza in prodotti o parti finiti. Esistono numerose tecnologie di fabbricazione della plastica progettate per coprire diversi materiali plastici, applicazioni e geometrie delle parti.
Ogni progettista e ingegnere di prodotto deve essere informato sulle opzioni di produzione della plastica oggi disponibili. In questa guida discuteremo dei metodi comuni di fabbricazione della plastica e delle loro applicazioni. Tratteremo anche i criteri di selezione per processi di fabbricazione della plastica, plastiche comunemente usate, nonché i pro e i contro della fabbricazione della plastica.
Fabbricazione di plastica Metodi
La fabbricazione della plastica comprende la progettazione, la produzione e l'assemblaggio di prodotti che utilizzano plastica o compositi plastici. Come abbiamo già notato, sono disponibili diversi metodi di fabbricazione della plastica. Tutti sfruttano la capacità della plastica di essere manipolata e modellata in qualsiasi forma desiderata.
Ecco uno sguardo più da vicino ai comuni processi di fabbricazione della plastica.
Fabbricazione di plastica composita
Il compounding, noto anche come miscelazione, è un processo di fabbricazione della plastica che prevede la fusione e la miscelazione di due o più plastiche. La miscela di plastica fusa viene quindi modellata utilizzando uno stampo, una matrice o altri strumenti.
I composti plastici possono essere miscelati con;
Rafforzamento di componenti come la fibra di vetro
Riempitivi polimerici
Agenti espandenti
La fabbricazione di plastica composita può essere utilizzata per creare prodotti finali di qualità superiore. Consente inoltre la produzione di materiali unici ideali per applicazioni specifiche.
Fabbricazioni di saldatura di plastica
Come la saldatura dei metalli, la saldatura della plastica unisce due o più superfici plastiche insieme utilizzando il calore (ad eccezione della saldatura con solvente. I materiali plastici vengono riscaldati finché non si sciolgono, pressati insieme e lasciati raffreddare e indurire. Ciò si traduce in un legame molecolare eccezionalmente forte.
La saldatura della plastica può essere utilizzata solo per i materiali termoplastici (materiali plastici che possono essere fusi numerose volte e assumere una nuova forma. I materiali termoplastici comuni che possono essere saldati includono ABS, PVC, PP, HDPE e PVDF.
I tipi di processi di saldatura della plastica includono saldatura laser, saldatura ad ultrasuoni, saldatura a contatto, saldatura ad aria calda, saldatura a radiofrequenza e saldatura per estrusione.
Stampaggio di materie plastiche, compreso RIM, stampaggio rotazionale, soffiaggio, compressione e iniezione
Lo stampaggio della plastica è un processo comune nell'industria della plastica. Si tratta di versare la plastica fusa in uno stampo. La plastica assume una forma personalizzata mentre si raffredda e si solidifica all'interno o attorno allo stampo. Ecco i diversi tipi di processi di stampaggio plastica.
Stampaggio a iniezione
Nello stampaggio a iniezione, un polimero termoplastico o termoindurente viene riscaldato fino a quando non si scioglie. Il fluido fuso viene quindi iniettato in uno stampo metallico utilizzando uno stantuffo o un pistone a vite. Quando la plastica fusa si raffredda e si indurisce, assume la forma dello stampo. La fase finale del processo di stampaggio a iniezione è l'espulsione del pezzo dallo stampo.
stampaggio ad iniezione è un processo versatile che consente una produzione di massa economicamente vantaggiosa. I tipi di tecnologie di stampaggio a iniezione includono;
Stampaggio ad iniezione assistito da gas
Stampaggio ad iniezione di silicone liquido
Stampaggio ad iniezione di metalli
Stampaggio ad iniezione a parete sottile
Soffiaggio
Lo stampaggio per soffiaggio è un processo di fabbricazione comunemente utilizzato per produrre articoli cavi in plastica come contenitori industriali, bottiglie e serbatoi di carburante.
Esistono tre tipi principali di soffiaggio;
Estrusione soffiaggio
Soffiaggio ad iniezione
Stampaggio ad iniezione stiro-soffiaggio
Sebbene esistano differenze significative tra queste tre tecnologie di soffiaggio, i principi di base rimangono gli stessi. Innanzitutto il materiale plastico viene riscaldato e fuso. Viene quindi stampato in un parison (tubo fuso termoplastico).
Successivamente, le estremità del parison vengono sigillate lasciando una piccola area che consente l'ingresso dell'aria soffiata. Spingi l'aria nel parison per formare un centro cavo. Infine, la parte soffiata viene raffreddata, espulsa e rifilata secondo necessità.
Stampaggio ad iniezione di reazione (RIM)
Il Reaction Injection Moulding (RIM) utilizza reazioni chimiche per produrre parti complesse e maggiormente personalizzabili. Diversi polimeri vengono iniettati in uno stampo dove avvengono reazioni chimiche combinandoli. Il prodotto finale è un componente più resistente e leggero.
RIM ha applicazioni nei settori automobilistico, industriale e medico.
Stampaggio rotazionale
Lo stampaggio rotazionale è una tecnica di fusione della plastica ad alta temperatura e bassa pressione, nota anche come stampaggio rotazionale o stampaggio rotazionale. Produce prodotti cavi in plastica come canoe e componenti automobilistici. In questo processo, uno stampo cavo viene riempito con plastica non fusa e sigillato.
Lo stampo inizia a ruotare biassialmente e viene quindi riscaldato in un forno. Il processo di rotazione continua e quindi la plastica fusa ricopre uniformemente le pareti dello stampo. Infine, lo stampo si lascia raffreddare e si solidifica nella parte cava desiderata.
Lo stampaggio rotazionale viene spesso utilizzato per formare parti in plastica più grandi che richiedono pareti uniformi.
Stampaggio a compressione
Lo stampaggio a compressione è un semplice metodo di fabbricazione della plastica. Consiste nel posizionare polvere o pellet di plastica su uno stampo di metallo caldo. Man mano che il materiale plastico diventa più flessibile, viene compresso per assumere la forma dello stampo.
Questo processo di fabbricazione è interessante perché è conveniente per cicli di produzione brevi. Viene quindi utilizzato nella prototipazione e nella creazione di campioni prima della produzione di massa.
Lavorazione plastica
La lavorazione della plastica è uno dei metodi di fabbricazione della plastica più comuni. Questo processo sottrattivo comporta la rimozione di materiale da un pezzo di plastica solida per creare un prodotto finito della forma e delle dimensioni desiderate. La lavorazione della plastica copre diversi processi tra cui taglio, tornitura, fresatura, foratura e rettifica. Queste operazioni possono essere eseguite manualmente o utilizzando macchine a controllo numerico computerizzato (CNC).
La lavorazione CNC della plastica genera parti in plastica di precisione utilizzate nei settori aerospaziale, automobilistico, elettronico e dei dispositivi medici. Questo processo di produzione della plastica può essere utilizzato per diversi materiali plastici tra cui acetale, acrilico, ABS, PE, PC, PEEK e nylon.
Schiuma di plastica
In questo metodo di fabbricazione della plastica, i compositi polimerici vengono manipolati per creare schiuma plastica mediante soffiatura fisica o chimica. Additivi come stabilizzanti UV, antiossidanti e pigmenti possono essere miscelati con la resina di base per migliorare le prestazioni della parte.
La plastica espansa ha una vasta gamma di applicazioni come la produzione di giocattoli per bambini, barche di plastica, mobili e filtri dell'aria. Le plastiche comuni che possono essere espanse includono PS, PEX, PP, PA e PVC plastificato.
Fabbricazione di laminazione plastica
La laminazione plastica crea un rivestimento protettivo sulla superficie esterna di un altro materiale. Questa barriera plastica salvaguarda il materiale dai danni causati da impatti esterni e fattori ambientali. Inoltre, questo processo migliora l'aspetto del prodotto rivestito.
Per applicare il laminato plastico, il produttore utilizza generalmente sia la pressione che il calore per garantire che lo strato di laminazione aderisca alla superficie da laminare. I tipi di processi di laminazione plastica includono la laminazione con resina sintetica e laminazione con pellicola.
Fabbricazione di fustellatura
La fustellatura è una tecnica di produzione semplice. Innanzitutto, il produttore formerà uno stampo personalizzato nella forma desiderata. Utilizzando questa fustella è possibile tagliare fogli di plastica piatti per produrre le parti in plastica richieste.
La fustellatura è un processo economico e relativamente veloce. Ha applicazioni nei settori automobilistico, elettronico e delle telecomunicazioni. Le plastiche comuni che possono essere fustellate includono ABS, PC, PE, PP, stirene, vinile e altro.
Fabbricazione di termoformatura
La termoformatura è simile al processo di stampaggio della plastica. Tuttavia, invece della plastica fusa, questa tecnica utilizza fogli di plastica leggermente riscaldati.
Il foglio di plastica viene riscaldato fino al punto di rammollimento. Viene quindi steso su uno stampo femmina o maschio, manipolato e il materiale in eccesso viene tagliato. Si raffredda nella forma desiderata.
La termoformatura può essere ulteriormente raggruppata in formatura sotto vuoto, formatura a pressione, formatura meccanica e formatura a drappeggio. Questo metodo di produzione economico è adatto sia per la produzione di beni su piccola scala che su larga scala.
Fabbricazione della fusione sotto vuoto
La fusione sotto vuoto, nota anche come fusione di uretano, è un processo di fabbricazione che consente di creare piccole quantità di parti in plastica di alta qualità. È quindi perfetto per la prototipazione, la verifica concettuale e il test funzionale.
La fusione sotto vuoto prevede il versamento della resina da colata in uno stampo in silicone. Il vuoto elimina le sacche d'aria e le bolle e questo crea una finitura ultra liscia. Infine, la parte in resina viene polimerizzata in forno ed espulsa dallo stampo una volta raffreddata.
Fabbricazione di estrusione di plastica
Il processo di estrusione della plastica prevede la fusione della plastica grezza e la creazione di forme plastiche continue. Innanzitutto, il produttore scioglierà i pellet di plastica riscaldandoli utilizzando un estrusore monovite. La plastica fusa viene quindi forzata in uno stampo. Raffreddandosi e indurendosi assume un profilo continuo.
L'estrusione di plastica viene utilizzata per creare fogli di plastica sottili, tubi, pellicole di plastica e ringhiere per finestre.
Stampa 3D
La stampa 3D è il processo di utilizzo di modelli di progettazione assistita da computer (CAD) per costruire un oggetto strato dopo strato. Durante il processo, la stampante 3D accumulerà strati di plastica uno dopo l’altro fino a costruire il prodotto desiderato. Questa tecnica di produzione è compatibile con una varietà di materie plastiche e viene utilizzata nell'industria robotica, medica, aerospaziale, dei prodotti di consumo e automobilistica.
Ci sono diversi tipi di stampa 3D come fusione del letto di polvere, laminazione di fogli, sinterizzazione laser selettiva, tecnologia di steolitografia, modellazione di deposizione fusa e getto di materiale.
La scelta di un processo di fabbricazione della plastica
Esistono numerosi processi di produzione della plastica, ciascuno con i suoi vantaggi e svantaggi unici. Ecco alcuni dei fattori che devi considerare quando scegli una tecnica di fabbricazione della plastica per il tuo prodotto.
Tempi di consegna
Alcuni processi di produzione sono più veloci di altri e ciò comporta un time-to-market più breve. Nella maggior parte dei casi, i produttori preferiscono metodi di fabbricazione della plastica che riducono i tempi di produzione.
Costo e volume dei prodotti
Alcuni processi di produzione sono più convenienti per la produzione di massa, mentre altri sono adatti alla produzione in volumi ridotti.
Dimensioni dei prodotti
Le dimensioni dei tuoi prodotti in plastica determineranno quale processo di fabbricazione è praticabile. Alcuni metodi di fabbricazione della plastica sono adatti per parti più piccole mentre altri possono creare parti di grandi dimensioni.
Tipo di materiale plastico
La scelta del metodo di produzione della plastica dipenderà anche dalla specifica plastica da fabbricare. Ad esempio, la plastica termoindurente non può essere saldata e pertanto richiederà una tecnica alternativa.
Cosa sono i materiali che possono essere utilizzati nella fabbricazione della plastica?
Diversi polimeri vengono trasformati in prodotti finali utilizzando processi di fabbricazione adeguati. I materiali più comuni utilizzati nella realizzazione di prodotti in plastica fabbricati sono;
Polietilene ad alta densità (HDPE)
Polietilene a bassa densità (LDPE)
Acrilico (PMMA)
Cloruro di polivinile (PVC)
Polietilentereftalato (PET)
Acetale (POM)
Polistirene (PS)
Policarbonato (PC)
Polipropilene (PP)
Diversi tipi di vestibilità slip
Laddove l'accoppiamento a pressione è estremamente stretto, l'espansione e la contrazione termica sono più applicabili. Potrebbe essere la dilatazione termica del materiale con il foro. Potrebbe anche essere la contrazione dell'albero – calettamento.
Cosa è il livello di qualità delle parti in plastica fabbricate?
Le parti in plastica fabbricate sono disponibili in qualità diverse a seconda del tipo di materiale plastico utilizzato, della tecnica di fabbricazione e del design.
Le plastiche di alta qualità sono caratterizzate da caratteristiche quali precisione e accuratezza, durata e resistenza. Le parti in plastica di qualità inferiore sono soggette a problemi come la deformazione. fragilità e una durata di vita più breve.
L'utilizzo delle procedure di finitura adeguate può migliorare la durata e la resistenza di un prodotto all'abrasione e agli agenti atmosferici.
Cosa sono Esempi di prodotti in plastica fabbricati?
I prodotti fabbricati in plastica sono ovunque. I rapporti indicano che i prodotti in plastica più comuni sono componenti di imballaggio, prodotti da costruzione e parti di automobili. Ecco alcuni esempi di comuni prodotti in plastica fabbricati.
Imballaggi in plastica, tra cui bottiglie, sacchetti e contenitori di plastica.
Prodotti da costruzione come tubi in plastica, finestre e telai di porte, rivestimenti per pavimenti, componenti personalizzati e altro ancora.
Parti automobilistiche tra cui paraurti, finestrini, cruscotti e parti interne.
Giocattoli di plastica, stoviglie e componenti elettronici.
Vantaggi della fabbricazione della plastica
Esploriamo alcuni vantaggi delle parti fabbricate in plastica.
Economicamente vantaggioso: Uno dei motivi dell'uso diffuso di parti fabbricate in plastica è la loro accessibilità economica.
Versatile: La plastica è un materiale altamente versatile che può essere modellato in parti di diverse dimensioni e forme. Ha varie applicazioni praticamente in tutti i settori.
Durevole: Le materie plastiche sono generalmente resistenti, resistenti e durevoli. Alcune varietà sono resistenti agli urti e agli agenti chimici e ciò consente loro di funzionare bene in vari ambienti.
Riciclabile: La maggior parte dei prodotti in plastica sono riciclabili. Questo processo riduce i costi di acquisizione delle materie prime e, soprattutto, riduce l’inquinamento.
Svantaggi della fabbricazione della plastica
Nonostante la loro popolarità e i loro vantaggi, i prodotti di fabbricazione della plastica presentano alcuni svantaggi. Loro includono;
Inquinamento: L’inquinamento causato dalla plastica rimane una minaccia per il nostro pianeta. Tonnellate di rifiuti di plastica finiscono nelle discariche e nei mari e questo problema deve essere affrontato.
Bassi punti di fusione: Le materie plastiche hanno una gamma di punti di fusione, alcuni alti e altri bassi. Le plastiche a basso punto di fusione, come il polietilene e il polipropilene, non possono essere utilizzate in applicazioni ad alta temperatura.
Guasto causato dalla luce solare: Molte plastiche non sono progettate per assorbire i raggi UV. Pertanto, se lasciati al sole per lunghi periodi, i prodotti in plastica possono scolorire, diventare fragili e persino rompersi.
Autore
Gavin Leone è uno scrittore tecnico presso Aria con 8 anni di esperienza in Ingegneria, È esperto nelle caratteristiche di lavorazione e nel processo di finitura superficiale di vari materiali. e ha partecipato allo sviluppo di oltre 100 progetti complessi di stampaggio a iniezione e lavorazione CNC. Ha la passione di condividere le sue conoscenze ed esperienze.