I processi di produzione delle materie plastiche

In qualunque posto vi troviate, se vi guardate attorno troverete sicuramente qualcosa, un oggetto o parte di esso, costruito in materiale plastico.
Materiale plastico, poi, significa di tutto e di più, in quanto la parola esatta da usare sarebbe “polimero“.

I polimeri sono molti e diversi tra loro, ognuno ha le sue caratteristiche tecniche precise, alcuni hanno buone proprietà meccaniche ed altri meno, e questa versatilità permette di costruire i più disparati oggetti appartenenti a diverse categorie, dall’indiustria delle auto ai dispositivi medici, passando ovviamente per il fantastico mondo dei giocattoli.

Per produrre questi oggetti, come esistono più tipi di plastiche ci sono anche più metodi o tecniche di lavorazione per arrivare al prodotto finale, ognuna delle quali è stata sviluppata per determinate esigenze.

Criteri per la scelta del processo di produzione

Quando si ha la necessità di produrre un qualsiasi oggetto in plastica bisogna quindi prendere in considerazione i molti fattori in gioco, questo per poter fare la scelta migliore in funzione delle reali necessità.

Per spiegarci meglio, se dovete andare da casa vostra al lavoro in poco tempo, la soluzione migliore potrebbe essere l’accoppiata autostrada/macchina sportiva, ma in realtà, se controllate tutte le variabili vedrete che con una macchina normale arriverete lo stesso in tempo e spenderete molto meno.

Nel caso delle materie plastiche, le variabili da considerare sono:

  • Costo per pezzo: in base a quanti pezzi devi produrre, il costo unitario varia da un processo all’altro.
  • Forma dell’oggetto: In base alla complessità, ad esempio nel caso di tolleranze molto ristrette, alcuni processi sono preferibili ad altri.
  • Tempi di consegna: fra quanto tempo ti serve il prodotto plastico finito?
  • Caratteristiche tecniche: Il prodotto finale deve avere determinate caratteristiche meccaniche? Perché allora dovrai per forza scegliere determinati polimeri a discapito di altri non adatti

Su quest’ultimo punto possiamo dividere i tipi di materiali plastici in due categorie, i termoindurenti e le termoplastiche.

I termoindurenti sono dei polimeri che dopo il processo di trasformazione (polimerizzazione) non possono più tornare alla fase iniziale, in quanto il processo chimico che si innesca crea dei legami irreversibili. Questo fa si che le plastiche termoindurenti non sono riciclabili.
Tra i materiali termoindurenti possiamo citare il Silicone ed il Poliuretano.

Le termoplastiche sono invece i polimeri più usati, ed al contrario dei termoindurenti possono tornare sempre allo stato iniziale mediante fusione, motivo per cui sono riciclabili. Tra questi materiali ricordiamo il Polietilene, il Policarbonato ed il Cloruro di PoliVinile (il classico PVC).

Materie plastiche: i diversi tipi di lavorazione

Una volta deciso quale sarà il materiale più adatto e verso quale tipo di processo orientarvi allora potrete avviare il vostro ciclo di produzione, ma se ancora non avete le idee chiare, vediamo brevemente alcuni dei processi più comuni per lavorare le materie plastiche:

  • Stampaggio a iniezione
  • Fusione di polimeri
  • Stampa in 3D

Stampaggio ad iniezione

Nello stampaggio ad iniezione il polimero fuso viene immesso in uno stampo attraverso degli iniettori a pressione, ed è un metodo usato per produrre oggetti con piccole parti complesse e tolleranze molto strette.

Questo metodo è adatto per produzioni di grandi numeri, in quanto la fase di progettazione e costruzione di uno stampo per materie plastiche richiede uno studio accurato ed una fase di prototipazione iniziale, per cui i tempi non saranno certo brevissimi. Inoltre sono costruiti il più delle volte in acciaio inox per poter durare a lungo ed abbattere i costi.

La fusione dei polimeri plastici

La tecnica della fusione è adatta ad esempio a materiali come la resina o la gomma, dove si portano facilmente in fase liquida per essere versate in uno stampo chiuso e rivestito da un materiale che ne facilita il distacco. Insieme alla resina prescelta viene mescolato anche un agente indurente, che è l’elemento che favorisce la polimerizzazione e la solidificazione del tutto.

Questo processo è relativamente economico ed è adatto in caso di piccole serie da produrre.

Stampa in 3D

Ed eccoci proiettati nel futuro, nel senso che solo fino a pochissimi anni fa era impensabile poter pensare di “stampare un oggetto“.
Per produrre una stampa 3D si parte da modelli tridimensionali disegnati con appositi software 3D, e non è altro, per farla semplice, una stampa continua di strati sovrapposti, che vanno a formare l’oggetto in 3 dimensioni.

La stampa 3D non è un processo costoso ma non è adatta alla produzione in serie, semmai è perfetta per i prototipi od oggetti unici.