Filippo Cangialosi
Conoscere le materie plastiche e i parametri della pressa
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Plastic@ndo
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Copertina: Ganci Giampiero
Sommario INTRODUZIONE
15
PARTE PRIMA: PRINCIPI DI SCIENZA DEI POLIMERI
19
DEFINIZIONI
21
Polimero e Macromolecola Oligomeri ed Alti polimeri Omopolimeri e copolimeri Polimeri lineari e ramificati Termoplastici e termoindurenti
STRUTTURA MOLECOLARE Polimeri amorfi e cristallini La misura della cristallinità Proprietà dei polimeri amorfi e cristallini
PROPRIETÀ TERMICHE Temperature Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura
23 23 23 24
25 dei polimeri di distorsione sotto carico (HDT) di transizione vetrosa di fusione di degradazione di utilizzo di lavorazione
PESO MOLECOLARE Peso molecolare dei polimeri Peso molecolare e lavorabilità
VISCOSITÀ
21 21 21 22 22
25 25 26 26 27 28 28
30 30 31
32
La curva di flusso Da che cosa dipende la viscosità Il Melt Flow Index
ORIENTAZIONE Importanza dell’orientazione L’orientazione nello stampaggio dei polimeri
32 32 33
35 35 35
ORIENTAZIONE
35
RITIRO
37 Fattori legati al materiale Fattori legati allo stampo Fattori legati alle condizioni di processo
RIGONFIAMENTO Viscoelasticità dei polimeri
MISCELE Miscibilità e immiscibilità Effetto della miscelazione I compatibilizzanti Dispersione
PROPRIETÀ MECCANICHE Sforzo e deformazione Modulo elastico Tensione e allungamento a rottura
38 38 39
41 41
43 43 44 45 45
46 46 47 47
PARTE SECONDA: I POLIMERI
49
POLIETILENE
51
POLIPROPILENE
52
Caratteristiche
53
Impieghi
53
POLISTIRENE Caratteristiche Impieghi
ABS
54 54 55
56 Caratteristiche
56
Impieghi
57
POLIVINILCLORURO Caratteristiche Impieghi
POLITETRAFLUOROETILENE
58 58 59
60
Caratteristiche
60
Impieghi
60
POLIMETIMETACRILATO Caratteristiche Impieghi
POLICARBONATO Caratteristiche Impieghi
POLIETILENTEREFTALATO Caratteristiche Impieghi:
GOMMA NATURALE Caratteristiche Impieghi
62 62 63
64 64 65
66 66 66
67 67 67
PARTE TERZA: LO STAMPAGGIO AD INIEZIONE
69
LO STAMPAGGIO AD INIEZIONE
71
Gli elementi fondamentali dello stampaggio ad iniezione 73 Il processo 74 I vantaggi dello stampaggio ad iniezione Gli svantaggi dello stampaggio ad iniezione I polimeri nello stampaggio ad iniezione Lo stampaggio ad iniezione dei termoindurenti La Pressa
74 75 75 77 79
IL PROCESSO DI STAMPAGGIO
80
STAMPAGGIO AD INIEZIONE SCIENTIFICO
81
VARIABILI FONDAMENTALI DELLA PLASTICA
85
Temperatura della plastica Pressione della plastica
85 86
I PARAMETRI DELLA MACCHINA
89
VARIABILI DELLA PLASTICA E PARAMETRI DELLA MACCHINA
91
FATTORI DI DISTURBO DEL PROCESSO DI STAMPAGGIO
94
PARTE QUARTA: I PARAMETRI DELLA PRESSA
95
DISTANZA DI APERTURA STAMPO
97
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
97 97 97 98
POSIZIONE DI COMMUTAZIONE Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
99 99 99 99 100
SPESSORE DEL CUSCINO
101
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati / Formule: Importante
101 101 101 102 102
POSIZIONE DI DECOMPRESSIONE
103
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
103 103 103 103
DOSE
104 Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati / Formule: Importante
PRESSIONE IN CAVITÀ Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati / Formule: Importante
PRESSIONE DI CHIUSURA Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati/Formule
104 104 104 105 105
106 106 106 107 107 108
109 109 109 110 110
Importante
CONTROPRESSIONE Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
PRESSIONE DI INIEZIONE Che cosa è: A cosa serve Come si regola Dati / Formule: Importante
PRESSIONE DI MANTENIMENTO Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
TEMPERATURA DELL’AMBIENTE
110
111 111 111 111 112
113 113 113 114 114 114
115 115 115 115 116
117
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
117 117 117 118
TEMPERATURA DEL FUSO
119
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati: Importante
119 119 120 120 120
TEMPERATURA DELLA PARTE
121
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati / Formule: Importante
121 121 121 121 122
TEMPERATURA DELLE RESISTENZE
123
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
123 123 123 124
TEMPERATURA DELLO STAMPO Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati / Formule: Importante
TEMPO DI APERTURA DELLO STAMPO Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
TEMPO DI CHIUSURA DELLO STAMPO Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
TEMPO DEL CICLO
125 125 125 125 126 127
128 128 128 128 128
129 129 129 129 129
130
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
TEMPO DI MANTENIMENTO Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
TEMPO DI RAFFREDDAMENTO Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
VELOCITÀ DI APERTURA E CHIUSURA STAMPO Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
VELOCITÀ DEL CARRO DI INIEZIONE Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
VELOCITÀ DI ESTRAZIONE DELLA PARTE Che cosa è: A cosa serve: Come si regola:
130 130 130 131
132 132 132 133 133
134 134 134 134 135
136 136 136 136 136
137 137 137 137 137
138 138 138 138
Importante
VELOCITÀ DI RETRAZIONE DELLA VITE (DECOMPRESSIONE) Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Importante
138
140 140 140 140 140
VELOCITÀ DI RIEMPIMENTO DELLO STAMPO
141
VELOCITÀ DI INIEZIONE
141
Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati / Formule: Importante
VELOCITÀ DI ROTAZIONE DELLA VITE Che cosa è: A cosa serve: Come si regola: Dati / Formule: Importante
141 141 142 143 143
144 144 144 145 145 145
Introduzione
Questo tascabile è stato pensato e scritto per tutti i tecnici dell’industria delle materie plastiche che vogliono comprendere a fondo il ruolo del materiale nella regolazione ed ottimizzazione dei processi di trasformazione delle materie plastiche ed in particolare dello stampaggio ad iniezione. Questo libro è dedicato a tutti coloro che non hanno mai studiato la chimica e la scienza dei polimeri, ma che hanno imparato a lavorare la plastica con anni di esperienza e di duro lavoro e che, oggi, vogliono ripensare a quello che già sanno in maniera nuova e su solide basi scientifiche. Il testo vuole guidare il lettore a comprendere il “perché” di certi fenomeni, guardando al processo industriale dal punto di vista del materiale prima a livello microscopico e poi macroscopico.
Questa guida pratica è dedicata ai tecnici della produzione, ai responsabili del controllo qualità, agli addetti alla manutenzione, ai responsabili dell’acquisto delle materie prime che,
ogni
giorno,
sono
impegnati
nella
produzione di prodotti di qualità. Quanti sono i parametri di processo impostabili sul processore della pressa per lo stampaggio ad iniezione? Le moderne macchine per lo stampaggio ad iniezione
sono
dotate
di
un
processore
elettronico che permette di impostare e regolare fino a 200 parametri! Sono sicuro che molti di voi si stupiranno davanti questo numero; infatti, generalmente, l’operatore ricorda e controlla non più di una decina di parametri. E gli altri a cosa servono? Perché non sono regolati? Essenzialmente il problema deriva, da un lato, dalla scarsa conoscenza della pressa e dei
principi
di
scienza
e
tecnologia
dello
stampaggio ad iniezione; dall’altro dalla complessità governato
del da
processo
moltissimi
stesso
che
parametri
è
alcuni
indipendenti, ma molti altri intercorrelati. Questa lettore
guida i
tascabile
presenta
principi
d
e
stampaggio
ad
l
al l
o
iniezione
scientifico per aiutarlo a superare l’idea diffusa che
lo
stampaggio
una
scienza.
Il
è
più
nuovo
basa sull’accettazione che ad
iniezione
è
un’arte
che
approccio
si
lo stampaggio
spiegabile
attraverso
quattro variabili fondamentali della plastica (portata
del
pressione
fuso, sul
fuso
raffreddamento pressa
è
temperatura
del
soltanto
controllarle.
e fuso);
uno
Come
del
velocità
di
mentre
la
strumento
qualunque
apparecchiatura
fuso,
per altra
essa
è
regolata
attraverso l’impostazione di alcuni
parametri
che
fra
loro
La
corretta
stampaggio qualità,
possono
anche
essere
intercorrelati. regolazione per
del
l’ottenimento
processo
di
di
di
parti
nelle quantità desiderate e al giusto costo, può avvenire solo se ciascun operatore addetto alla produzione conosce il significato delle variabili fondamentali della plastica e del loro legame con i parametri macchina. Questo libro è stato pensato e scritto per le esigenze dell’operatore di linea, quindi: §
il suo contenuto è preciso e pratico,
§
riporta
solo
le
informazioni
utili
per
l’operatore di linea, mentre rimanda ad altri testi della stessa collana per ulteriori approfondimenti (visita la sezione Editoria del sito www.plasticando.it); §
le
dimensioni
ridotte
ne
fanno
uno
strumento di lavoro destinato a stare nelle tasche di tutti i tecnici dell’industria dello stampaggio ad iniezione. Palermo, 10 Marzo 2010 Filippo Cangialosi www.plasticando.it