Materiali polimerici - caratteristiche, estrusione, termoformatura

Classificazione dei materiali polimerici

A questa classificazione standard dei materiali polimerici, si affianca una classificazione commerciale, poiché per praticità si utilizzano delle miscele già pronte:

• Le fibre, che sono dotate di notevole resistenza meccanica e hanno scarsa duttilità rispetto agli altri materiali polimerici. Possono resistere a elevati carichi di rottura ma si allungano poco se sottoposti a trazione;
• Le materie plastiche, che derivano da termoplastici e termoindurenti;
• Le resine, che derivano da termoindurenti;
• Le gomme, che derivano da elastomeri.

Lavorazione dei materiali polimerici: estrusione

Per selezionare il processo di lavorazione più adatto al prodotto che si vuole realizzare, conviene considerare la forma del manufatto, il materiale o i materiali di cui è composto, il punto di pareggio (ovvero il numero minimo di pezzi da vendere per poter compensare i costi ricorrenti e non ricorrenti, così da iniziare a guadagnare.

Per quanto riguarda i materiali polimerici,

vi sono molteplici processi di lavorazione tra cui scegliere. Le tecniche principali utilizzate nella lavorazione dei materiali polimerici termoplastici sono: - Estrusione - Laminazione - Termoformatura - Soffiaggio - Stampaggio a iniezione - Stampaggio per compressione - Stampaggio rotazionale - Stampa 3D I materiali polimerici termoindurenti vengono solitamente lavorati per estrusione, laminazione o compressione. Tutti questi processi sono accumunati da tre fasi: fusione del materiale, deformazione plastica e raffreddamento. L'estrusione è la tecnica più utilizzata: a livello mondiale, circa il 50% dei prodotti viene realizzato tramite questo processo. È adatta alla lavorazione delle materie plastiche, ma anche dei materiali metallici (in particolare acciaio, alluminio, rame e piombo), argilla (per la produzione di laterizi) e di altre sostanze dotate di elevata plasticità. Anche la pasta alimentare (sia lunga, sia corta) viene prodotta per estrusione e una volta.uscita dal macchinario, viene tagliata ed essiccata. Tra i materiali polimerici generalmente lavorati per estrusione troviamo: ABS (acrilonitrilebutadiene stirene), PE (polietilene), HDPE (polietilene ad alta densità), LDPE (polietilene a bassa densità), PA (poliammide), PC (policarbonato), PP (polipropilene), PMMA (polimetilmetacrilato), PVC (polivinilcloruro), SBR (stirolo butadiene) e TPU (poliuretano termoplastico). Consente di ottenere forme semplici a sezione costante (o moderatamente variabile), come profilati, lastre, film, fibre e tubi. Il macchinario utilizzato, chiamato estrusore, è uno strumento di forma cilindrica, composto da un tubo di acciaio nitrurato, al cui interno ruotano una o due viti senza fine. Contiene delle piastre riscaldanti per fondere il materiale e un foro sagomato (detta "matrice" o "filiera") per conferirgli la forma predefinita. Nella parte iniziale dell'estrusione vi è la tramoggia di carico (con

Il processo di estrusione è un metodo di produzione utilizzato per creare oggetti con una forma specifica, come tubi, profili o pellicole plastiche. L'estrusore è la macchina utilizzata per eseguire questo processo.

L'estrusore è composto da diverse parti. La tramoggia è la parte iniziale, in cui viene inserito il materiale da lavorare. Le piastre riscaldanti fondono o ammorbidiscono il materiale, che viene poi spinto lungo la sagoma desiderata dalla vite senza fine. Se la sezione dell'oggetto ha una cavità, viene utilizzata anche un'anima per creare il profilo interno. Il materiale assume la forma della matrice e viene raffreddato ed espulso dall'estrusore.

Gli estrusori possono essere di diversi tipi: monovite, bivite o tandem. L'estrusore monovite ha una singola vite rotante ed è adatto alla produzione di pezzi di piccole dimensioni o grandi tubi a sezione costante. In questo caso, il materiale viene inserito nella tramoggia sotto forma di granuli.

L'estrusore bivite è composto da due viti rotanti ed è un modello più complesso. È utilizzato per la produzione di oggetti più complessi o per lavorare materiali che richiedono una maggiore omogeneità.

adatto al riciclaggio delle materie plastiche. Permette di realizzare una maggiore varietà di prodotti.

Un sistema di estrusori viene definito “tandem”. Si tratta di un complesso di due o tre estrusori tra i quali sono presenti dei punti di iniezione adibiti all’inserimento di coloranti o lubrificanti.

Nel processo di coestrusione, è possibile lavorare più materiali diversi contemporaneamente, mentre la poltrusione consente di ottenere pezzi rinforzati da fibre di carbonio o fibre di vetro.

Il termine “poltrusione” deriva dall’inglese “pull” e “extrusion”, e significa “estrusione per trazione”. Le fibre vengono impregnate di resina e passate attraverso uno stampo riscaldato, avente la stessa forma della sezione del prodotto finale.

Il forno è suddiviso in tre aree con temperature differenti, in modo che la temperatura aumenti in modo graduale: la zona di pre-riscaldo, la zona di gelificazione e

La zona ad alta temperatura. Il calore contribuisce così alla polimerizzazione della resina. Una volta pronte, le fibre vengono estratte per trazione dall'estrusore e tagliate. Si ottiene così un materiale composito a matrice polimerica rinforzato con fibre continue.