Quali tipi di plastica possono essere lavorati con le macchine per lo stampaggio a iniezione?

Essendo l'attrezzatura principale della lavorazione della plastica, le macchine per lo stampaggio a iniezione raggiungono un'elevata precisione ed efficienza riscaldando la plastica termoplastica o termoindurente allo stato di fusione e iniettando le cavità dello stampo. Elabora una vasta gamma di prodotti, dai prodotti di uso quotidiano ai componenti industriali, coprendo più di 20 tipi di plastica. In questo documento, i tipi di plastica utilizzati nelle macchine per lo stampaggio a iniezione vengono analizzati sistematicamente sotto quattro aspetti: classificazione dei materiali, caratteristiche prestazionali, adattabilità della lavorazione e scenari applicativi tipici.

Le materie plastiche rappresentano oltre il 70% del consumo globale di plastica e sono caratterizzate da elevata produzione, basso costo e prestazioni di lavorazione stabili. Sono i principali materiali utilizzati nelle macchine per lo stampaggio a iniezione.
1.1 Polietilene
Il polietilene (HDPE) e l'LDPE sono i due tipi di plastica con la resa più elevata. La catena molecolare del polietilene ad alta densità (HDPE) è disposta strettamente, ha una buona rigidità e resistenza chimica e viene spesso utilizzata nella produzione di contenitori di grandi dimensioni come contenitori per il turnover e bidoni della spazzatura. Il polietilene a bassa densità (LDPE) ha una buona flessibilità grazie alla sua struttura ramificata ed è ampiamente applicato in prodotti flessibili come film e sacchetti da imballaggio. Durante lo stampaggio a iniezione, l'HDPE deve mantenere la temperatura nel cilindro tra 220 gradi C e 260 gradi per prevenirne il degrado, mentre l'LDPE può essere lavorato a temperature comprese tra 180 gradi C e 220 gradi.
1.2 Polipropilene (PP)
Il polipropilene ha la densità più bassa della plastica (0,9-0,91 g/cm3), eccellente resistenza alla fatica e al calore (punto di fusione 160 -170 gradi) ed è il materiale preferito per paraurti e alloggiamenti di elettrodomestici. Durante lo stampaggio a iniezione, il polipropilene si deforma facilmente a causa dei diversi tassi di cristallizzazione, quindi è necessario ottimizzare la temperatura dello stampo (consigliata 80-100 gradi) e mantenere la pressione (consigliata 60-80% di pressione di iniezione) per controllare il ritiro.
1.3 Polistirolo
Il PS è noto per le sue eccellenti proprietà ottiche (88-92% di trasmissione della luce), ma la sua fragilità e resistenza al calore (temperatura di deflessione del calore 70-90 gradi) ne limitano l'applicazione. Il polistirene ad alto impatto (HIPS) è un polimero di butadiene che è da tre a cinque volte più resistente del PS ed è ampiamente utilizzato nelle custodie dei giocattoli e nelle tastiere dei computer. La tecnologia di stampaggio a iniezione con scarico risolve efficacemente il problema dei residui volatili nella lavorazione del PS e migliora la qualità della superficie del prodotto.
1.4 Copolimero di acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS)
L'ABS combina la resistenza chimica dell'acrilonitrile, la tenacità del butadiene e la lavorabilità dello stirene per diventare la plastica tecnica più utilizzata. Il Vicat ha una temperatura di rammollimento di 100-105 gradi e una resistenza agli urti da 3 a 4 volte quella del PS ed è particolarmente adatto per la produzione di alloggiamenti elettronici e parti interne di automobili che richiedono resistenza alla forza esterna. Lo stampaggio a iniezione bicolore consente di combinare l'ABS con altri materiali, come il PC, per soddisfare diversi requisiti di progettazione del prodotto.

I tecnopolimeri hanno eccellenti proprietà meccaniche, stabilità termica e resistenza chimica. Per quanto costoso, svolge un ruolo insostituibile nella produzione-di fascia alta.
2.1 Poliammide (PA, nylon)
Della famiglia PA, PA6 e PA66 sono i più utilizzati grazie alle loro proprietà meccaniche e di lavorazione equilibrate. L'intervallo del punto di fusione è 220-265 gradi, il tasso di assorbimento dell'acqua arriva fino al 2-3% e la stabilità dimensionale è ovviamente influenzata dall'umidità. Il PA rinforzato con fibra di vetro (GFPA) aumenta la resistenza alla trazione fino a oltre 200 MPa e la temperatura di deflessione termica fino a oltre 200 gradi, rendendolo ideale per componenti meccanici di precisione come ingranaggi e cuscinetti. Durante lo stampaggio a iniezione, è essenziale un controllo rigoroso delle temperature del cilindro (PA6: 240-260 gradi; PA66: 270-290 gradi) e delle condizioni asciutte (120 gradi + 4 ore di asciugatura).
2.2 Policarbonato (PC)
Conosciuto come "colla antiproiettile", il PC ha mostrato una resistenza agli urti e un 89 89% di trasmissione della luce 300 volte superiori rispetto al vetro 89, ma una scarsa resistenza all'abrasione (la superficie era solo 2H). Le leghe PC/ABS miscelate con ABS hanno notevolmente migliorato le prestazioni complessive del prodotto e sono diventate materiale standard per gli alloggiamenti dei laptop e i cruscotti delle automobili. Durante lo stampaggio a iniezione, sono necessarie un'elevata pressione di iniezione (80-120 MPa) e un'iniezione rapida (velocità di iniezione maggiore o uguale a 100 mm/s) per prevenire il congelamento della fusione e si consiglia una temperatura dello stampo di 80-100 gradi.
2.3 Poliossimetilene (POM)
Il POM è noto come "super acciaio" con durezza (durezza Rockwell M85-105), resistenza all'abrasione vicina al metallo ed eccellente stabilità dimensionale (coefficiente di espansione lineare solo 6×10−5/grado). Aggiungendo lubrificante a base di politetrafluoroetilene (PTFE), il coefficiente di attrito può essere ridotto a meno di 0,1, è un materiale ideale per ingranaggi, cursori e altri componenti di trasmissione. Durante lo stampaggio a iniezione, la temperatura nel cilindro deve essere controllata tra 190 e 210 gradi Celsius per evitare la decomposizione del gas formaldeide.

Le plastiche termoindurenti si solidificano attraverso reazioni chimiche durante lo stampaggio, formando una struttura reticolante irreversibile, adatta a condizioni speciali che richiedono alte temperature e resistenza chimica.
3.1 Materie plastiche fenoliche (PF)
PF è la prima plastica termoindurente industrializzata con eccellente isolamento elettrico, resistenza al calore (temperatura continua di 150 gradi) e ritardo di fiamma (indice di ossigeno maggiore o uguale al 30%), ma fragile e scarsa fluidità di lavorazione. Aggiungendo agenti tenaci e miglioratori di flusso, può produrre interruttori e prese elettriche. Durante lo stampaggio a iniezione, le temperature del cilindro devono essere controllate tra 70 e 90 gradi, le temperature dello stampo tra 150 e 180 gradi e le pressioni di iniezione tra 120 e 150 MPa per superare la resistenza all'elevata viscosità.
3.2 Resine epossidiche (EP)
L'EP è noto per la sua eccellente adesione (resistenza al taglio maggiore o uguale a 20 MPa) e resistenza chimica ed è ampiamente utilizzato negli imballaggi elettronici e nella matrice composita. Aggiungendo riempitivi inorganici (come polvere di silice), il ritiro può essere ridotto significativamente (dal 2% a meno dello 0,1%) e la precisione dimensionale può essere migliorata. Lo stampaggio a iniezione richiede viti specializzate (proporzioni maggiori o uguali a 20:1) e sistemi di stampaggio a iniezione ad alta-pressione (pressione maggiore o uguale a 200 MPa), con temperature dello stampo controllate tra 120 e 150 gradi.

Le plastiche speciali forniscono proprietà speciali attraverso la progettazione della struttura molecolare per soddisfare le esigenze di fascia alta-nei settori aerospaziale, medico e altri.
4.1 Politetrafluoroetilene
Il PTFE (PTFE) ha la più ampia gamma di temperature di esercizio (da -200 a 260 gradi), la più alta stabilità chimica (resistenza alla corrosione dell'acqua) e il più basso coefficiente di attrito (0,04). Tuttavia, la sua viscosità del fuso estremamente elevata (1010-1012 Pa. S) rende difficile lo stampaggio a iniezione tradizionale. Per ridurre la viscosità del fuso sono necessarie la pressatura a freddo, la sinterizzazione o la modifica del politetrafluoroetilene (come le fibre di vetro caricate). I prodotti in PTFE modificato sono ampiamente utilizzati nelle guarnizioni e nei supporti dei cuscinetti.
4.2 Polietereterchetone
Il PEEK ha una temperatura a lungo-termine di 240 gradi, una resistenza alla temperatura a breve-termine di 315 gradi e una resistenza alla trazione di 90-100 MPa. Il PEEK rinforzato con fibra di carbonio-- migliora il modulo di elasticità fino a 140 GPa, vicino al livello della lega di alluminio, ed è ampiamente utilizzato nelle strutture aerospaziali e negli impianti medici. Lo stampaggio a iniezione richiede viti specializzate ad alta-temperatura (temperatura del cilindro 380-420 gradi) e sistemi ad alta pressione (pressione maggiore o uguale a 250 MPa), con temperature dello stampo controllate tra 180 gradi C e 200 gradi.
V. Tendenze nella tecnologia di lavorazione
Con lo sviluppo della scienza dei materiali e della tecnologia delle attrezzature, le capacità di lavorazione delle macchine per lo stampaggio a iniezione si stanno espandendo:
Stampaggio di compositi multi-materiale: il legame laminato di PC/ABS, PA/GF e altri compositi può essere ottenuto mediante la tecnologia di co-iniezione per migliorare le prestazioni complete del prodotto.
Stampaggio a microiniezione: sviluppo di viti ultra-precise (diametro inferiore o uguale a 10 mm) e sistemi di controllo ad alta-risposta per produrre microcomponenti come ingranaggi e connettori di peso inferiore a 0,1 g.
Stampaggio a iniezione ausiliaria di gas: il riempimento ausiliario di gas azoto ad alta pressione viene utilizzato per ridurre i segni di avvallamento causati dalle differenze di spessore delle pareti del prodotto. È adatto per pannelli di portiere di auto, alloggiamenti di elettrodomestici di grandi dimensioni e altri componenti con pareti spesse-.
Lavorazione della plastica da fonti bioenergetiche: adattarsi alle caratteristiche dell'acido polilattico, della poliidrossiapatite e di altri materiali, sviluppare speciali strutture a vite e sistemi di controllo della temperatura, promuovere l'industrializzazione di materiali di protezione ambientale.
Conclusione:
le macchine per lo stampaggio a iniezione si sono espanse dalla plastica di base tradizionale alla plastica tecnica, alla plastica termoindurente e persino alla plastica speciale, coprendo le esigenze di produzione da parti di precisione su scala micrometrica-a componenti strutturali di grandi dimensioni su scala micrometrica-. Con lo sviluppo della tecnologia di modifica dei materiali e dell'intelligenza delle apparecchiature, i processi di stampaggio a iniezione continueranno a svolgere un ruolo centrale nella produzione di fascia alta, spingendo l'industria della plastica verso uno sviluppo ad alte prestazioni, ad alte prestazioni, multifunzionale e sostenibile.