Du prototype à la production - Choisir les bons matériaux pour le moulage par injection
"Se non è rotto, non aggiustarlo". State seguendo questa regola scegliendo gli stessi materiali per i vostri prodotti stampati a iniezione solo perché hanno funzionato bene in passato? È comprensibile, ma la scelta del materiale giusto per lo stampaggio a iniezione è un compito critico ma impegnativo, a causa delle numerose opzioni. Tuttavia, questo approccio potrebbe non essere sempre la scelta migliore. Per selezionare il miglior materiale stampato a iniezione, i progettisti devono comprendere a fondo le proprietà del materiale e considerare le esigenze specifiche dell'applicazione. Approfondiamo l'argomento in questo articolo sui materiali termoplastici.

Materiali termoplastici classificati in base alla struttura molecolare

I materiali termoplastici possono essere classificati in base alla loro struttura molecolare in due categorie principali: i plastici amorfi e i plastici semi-cristallini.
1. Plastici amorfi: I plastici amorfi presentano una struttura molecolare disordinata sia nello stato fuso che in quello solido. Quando vengono raffreddati dallo stato fuso, passano da uno stato gommoso a uno stato vetroso al di sotto della loro temperatura di transizione vetrosa. I materiali più comuni sono PC, PPO, ABS, PMMA, PVC e PEI.
 
2. Plastici semi-cristallini: I plastici semi-cristallini presentano una struttura molecolare parzialmente ordinata nello stato solido e formano zone cristalline, più o meno dense. Il grado di cristallinità dipende dalla struttura molecolare e dalle condizioni di formazione. I materiali più comuni sono POM, PET, PBT, PA, PPS e PEEK.

Proprietà dei plastici amorfi e semi-cristallini

Classificazione dei plastici Proprietà dei materiali Plastici amorfi Plastici semi-cristallini Struttura molecolare Plastici comuni Densità specifica Resistenza a trazione Modulo di trazione Deformabilità Resistenza ai colpi Temperatura massima di utilizzo Rottura e deformazione Fluidità Resistenza chimica Resistenza all'usura Proprietà di flusso Dureté Trasparenza Effetto del vetro PC, PPO, ABS, PMMA, PVC, PEI (esempi) Basso Basso Basso Alto Alto Basso Basso Basso Basso Faible Basso Basso Alto Faible POM, PET, PBT, PA, PPS, PEEK Alto Alto Alto Basso Basso Alto Alto Alto Alto Alto Alto Alto Basso Alto

Applicazioni di materiali termoplastici comuni

1.Plastiche per uso generale: Hanno proprietà meccaniche inferiori e sono utilizzate per applicazioni non strutturali grazie alla facilità di stampaggio e al basso costo. Ne sono un esempio il PE, il PP, il SEE e il PVC, ampiamente utilizzati in film, tubi, calzature, contenitori e materiali da imballaggio.
 
2. Materiali plastici tecnici standard: Questi materiali hanno proprietà meccaniche moderate e sono utilizzati in ingegneria per applicazioni non portanti. Ne sono un esempio PS, HIPS, ABS, AAS, ACS, MBS, AS, e PMMA, comunemente utilizzati per alloggiamenti e involucri.
3. Materiali plastici tecnici strutturati: Questi materiali hanno proprietà meccaniche superiori e sono utilizzati per componenti strutturali che supportano grandi carichi. Ne sono un esempio PA, PPO, POM, PC, PBT e PET, largamente utilizzati in diversi involucri e componenti strutturali.
 
4. Materiali plastici tecnici ad alta temperatura: Questi materiali hanno proprietà meccaniche elevate a temperature elevate e sono utilizzati in applicazioni come le parti del motore dell'automobile, i coperchi delle pompe per olio e i connettori elettrici ad alta temperatura. Ne sono un esempio PI, PPS, PSF, PAS e PAR.
5. Materiali compositi: Questi materiali sono altamente performanti, funzionali e specializzati, prodotti miscelando o associando diversi plastici come PC/ABS, PC/PBT e PC/PMMA. Sono utilizzati nell'automobile, nell'elettronica, negli strumenti di precisione, nell'equipaggiamento di ufficio, nell'imballaggio e nei materiali di costruzione, aumentando la prestazione riducendo i costi.
6. Elastomeri termoplastici (TPE): Questi materiali presentano proprietà intermedie tra il caoutchouc e il plastica, offrendo elasticità e facilità di trattamento. Sono utilizzati nell'automobile, nell'elettronica, nell'elettricità, nell'edilizia, nell'ingegneria e nei materiali di consumo corrente come rivestimenti, tubi, cavi, giunti, parti, scarpe e adesivi.
7. Materiali modificati: Questi materiali sono migliorati aggiungendo additivi, filli e rinforzi come fibre di vetro, fibre conduttive, agenti di ritardo al fuoco, modificatori di urto e stabilizzatori, per migliorare alcune proprietà come la resistenza al fuoco, la resistenza meccanica, la resistenza agli urti, la resistenza alla temperatura, la resistenza all'usura e la conduttività elettrica. Un esempio è il materiale rinforzato con fibre di vetro (FRP), un materiale altamente resistente e performante, utilizzato nell'automobile, nelle macchine, nell'elettronica e nei navi, e offrendo un'alternativa leggera e economica ai metalli tradizionali.

Vantaggi e svantaggi dei materiali termoplastici comuni

Analizzato i vantaggi e gli svantaggi di diversi materiali termoplastici comuni per fornire utili informazioni per la scelta del materiale. Di seguito trovi un'analisi dettagliata di questi materiali.
Materiali stampati a iniezione comuni Vantaggi Svantaggi Resistenza al fuoco, resistenza all'umidità, geometricamente stabile, resistente agli ossidanti, riduttori, e acidi forti Corrosione da acido solforico concentrato, nitrico e base, proprietà di flusso, proprietà di flusso, Tracciabilità Ottima stabilità geometrica, ottima isolamento Proprietà, trasparenza, isolamento elettrico, e buon indice O2 Ossidazione da corrosione, corrosione da acido solforico concentrato e nitrico, e può estendersi e deformarsi in alcuni solventi organici Proprietà meccaniche medie, facili da stampare e elettroplaquage, proprietà di flusso, grandi dimensioni Stabilità, proprietà generali Sensibile alla formazione di fessure indotta dai solventi, scarsa resistenza all' Carichi Ottime proprietà ottiche e resistenza all'umidità - (ad es. resistenza UV) Bassa resistenza agli urti, scarsa resistenza all'usura, scarsa Resistenza all'usura Grande duretà di superficie, buona rigidità, buona resistenza all'usura Resistenza, eccellenti proprietà di attrito, buone Resistenza all'usura Non resistente alle alte temperature, scarsa stabilità termica Stabilità, scarsa resistenza agli acidi Grande resistenza agli urti, grande stabilità, alto brillante, Antiflamme, protezione dell'ambiente, grandi dimensioni Stabilità Bassa resistenza a trazione, tendenza alla formazione di fessure, scarsa resistenza agli acidi e alle basi, facile da stampare, scarsa stabilità dimensionale Buona resistenza meccanica e rigidità, eccellente Resistenza all'usura e alla lubrificazione Scarsa precision - e assorbimento d'acqua, scarsa resistenza all'usura, scarsa resistenza all'usura, scarsa resistenza all'alterazione Uno dei materiali tecnici più resistenti, eccellente resistenza chimica, resistenza meccanica, proprietà di isolamento elettrico Grande tasso di ristretto cristallino, scarsa stabilità dimensionale - e assorbimento d'acqua, scarsa stabilità termica Resistenza Buone proprietà meccaniche, alta temperatura Resistenza, resistenza chimica, buona resistenza all'usura Widerstand Scarsa resistenza alla temperatura, scarsa usura Combinazione delle ottime proprietà di PC e PBT, con alta resistenza, duretà e resistenza all'usura Resistenza, buona stabilità dimensionale / Combinazione della rigidità di PC e della duretà di ABS, con buona resistenza agli urti e resistenza all'usura Resistenza, buona stabilità dimensionale / PVC PS ABS PMMA POM PC PA PBT PPO PC/PBT PC/ABS

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