Che cos'è lo stampaggio a iniezione

Nel film del 1967 Il laureato, il signor Robinson offre un unico consiglio di carriera a Benjamin Braddock, il personaggio interpretato da Dustin Hoffman: "Plastica." Sembra che Robinson abbia avuto l'idea giusta. La scienza industriale della trasformazione delle resine plastiche in oggetti utili attraverso il processo di stampaggio a iniezione ha avuto un enorme impatto sull'industria e sulla maggior parte delle nostre vite.

Il processo di stampaggio a iniezione è stato progettato per la prima volta negli anni '30 ed era originariamente basato su progetti di pressofusione di metallo. Lo stampaggio a iniezione offre molti vantaggi rispetto ai metodi di produzione alternativi, tra cui perdite minime di scarti (poiché i pezzi di scarto possono essere fusi e riciclati) e requisiti minimi di finitura. Lo stampaggio a iniezione si differenzia dalla pressofusione di metalli perché i metalli fusi possono essere semplicemente versati, mentre le resine plastiche devono essere iniettate con forza.

Il processo utilizza grandi macchine per lo stampaggio a iniezioneche fanno avanzare le resine attraverso sei processi principali per produrre qualsiasi cosa, dalle parti di computer ai ragni di Halloween in plastica. Sebbene una macchina per lo stampaggio a iniezione sia un'apparecchiatura complessa, è composta da due elementi di base, l'unità di iniezione e l'unità di bloccaggio.

Il processo inizia con uno stampo, che viene bloccato sotto pressione per consentire il processo di iniezione e raffreddamento. Quindi, le resine pellettizzate vengono introdotte nella macchina, seguite dai coloranti appropriati. Le resine cadono quindi in un cilindro di iniezione, dove vengono riscaldate fino al punto di fusione e quindi iniettate nello stampo attraverso una vite o un dispositivo di spinta.

Si passa quindi alla fase di asciugatura, in cui le materie plastiche fuse sono contenute nello stampo e viene applicata una pressione idraulica o meccanica per assicurarsi che tutte le cavità all'interno dello stampo siano riempite. La plastica viene quindi lasciata raffreddare all'interno dello stampo, che viene poi aperto separando le due metà dello stampo. Nella fase finale, la parte in plastica viene espulsa dallo stampo con dei perni di espulsione. Il pezzo completato può contenere parti estranee, dette piste, che vengono tagliate e riciclate. L'intero processo è ciclico, con tempi di ciclo che variano da dieci a 100 secondi, a seconda del tempo di raffreddamento richiesto.

Il processo di stampaggio a iniezione richiede alcuni calcoli complessi. Ogni tipo di resina ha un valore di ritiro che deve essere calcolato e che lo stampo deve compensare. Se questo valore non viene determinato con precisione, il prodotto finale sarà di dimensioni errate o potrà contenere dei difetti. In genere, la compensazione avviene riempiendo prima lo stampo di resina, tenendolo sotto pressione e aggiungendo poi altra resina per compensare la contrazione. Altre complicazioni possono essere le bruciature dovute a una temperatura di fusione troppo elevata, le deformazioni dovute a una temperatura superficiale non uniforme o il riempimento incompleto dovuto a una corsa di iniezione troppo lenta.

Stampi a iniezione possono essere sorprendentemente costose, a volte superiori a $100.000. Tuttavia, se la quantità di pezzi desiderata è sufficientemente grande, il costo dello stampo diventa relativamente insignificante e i pezzi di plastica risultanti hanno un prezzo molto ragionevole. Alcuni stampi sono realizzati con più di una cavità; questi stampi multicavità costano di più delle loro controparti a cavità singola, ma grazie alla maggiore efficienza produttiva, il costo per pezzo è ridotto al minimo.

Stampaggio a iniezione può essere utilizzato con una varietà di resine plastiche. Le resine più diffuse per questo tipo di stampaggio sono: polipropilene (PP), polietilene (PE) e ABS. Ogni resina presenta una serie di vantaggi e svantaggi e viene scelta in base alle caratteristiche desiderate del pezzo finale.