Stampaggio a Iniezione

Nello stampaggio a iniezione, i granuli polimerici vengono compressi da un pistone o da una vite, riscaldati fino allo stato fuso e iniettati sotto pressione in uno stampo freddo e divisibile. Il polimero stampato viene raffreddato al di sotto della temperatura di transizione vetrosa (Tg), lo stampo si apre e il prodotto viene espulso.
Una quantità extra di polimero viene iniettata per compensare la contrazione all’interno dello stampo. Durante l’iniezione, le molecole si orientano parallelamente alla direzione del flusso, fornendo un utile rinforzo, ma generando proprietà anisotrope.

Questo processo consente di ottenere stampaggi ad alta precisione, poiché il polimero si raffredda mantenendo la pressione applicata; tuttavia, il ciclo è relativamente lento (tempo ciclo compreso tra 1 e 5 minuti) e gli stampi sono costosi.
In genere, le temperature di stampaggio per i termoplastici variano tra 150 e 350 °C (circa 1,3–1,6 Tg) e le pressioni necessarie per ottenere un elevato livello di dettaglio sono elevate, tipicamente 30–120 MN/m².

Tipi di stampaggio a iniezione

Stampaggio a Iniezione Assistito da Gas (Gas-Assisted Injection Molding)

Questo processo prevede l’iniezione di gas (generalmente azoto) nel polimero fuso durante lo stampaggio. Il gas spinge la plastica contro le pareti dello stampo, creando sezioni cave o riducendo la quantità di materiale utilizzato.

Stampaggio a Iniezione a Parete Sottile (Thin-Wall Injection Molding)

Questo metodo si concentra sulla produzione di componenti con pareti molto sottili, tipicamente inferiori a 1 mm. Richiede stampi e macchine specializzate in grado di operare ad alte pressioni e con tempi di ciclo rapidi.

Stampaggio a Iniezione di Gomma Siliconica Liquida (LSR Injection Molding)

Utilizzato esclusivamente per la gomma siliconica liquida (LSR), un materiale termoindurente che polimerizza quando viene riscaldato. L’LSR viene iniettata in uno stampo riscaldato, dove solidifica formando un pezzo flessibile e resistente.

Stampaggio a Schiuma Strutturale (Structural Foam Molding)

Un processo in cui un agente schiumogeno o un gas viene aggiunto al polimero per creare componenti con un’anima cellulare e una superficie esterna solida. Ciò riduce la densità e il peso mantenendo una buona resistenza meccanica.

Stampaggio a Iniezione di Metallo (Metal Injection Molding – MIM)

Un processo che combina polveri metalliche con un legante polimerico per creare una miscela (feedstock). Questa miscela viene iniettata nello stampo; successivamente il legante viene rimosso e il pezzo viene sinterizzato per ottenere un componente metallico denso.

Vantaggi dello stampaggio a iniezione

• Estremamente conveniente dal punto di vista economico, soprattutto nella produzione di grandi volumi

• Ampia gamma di materiali disponibili, sia standard che speciali

• Grande libertà di progettazione, limitata principalmente dal design dello stampo, dalle specifiche del materiale e dai costi

• Possibilità di produrre componenti di dimensioni molto variabili, da pochi millimetri fino a grandi parti come cruscotti automobilistici

• Capacità di realizzare componenti complessi difficili o impossibili da ottenere con lavorazioni sottrattive tradizionali

• Processo a basso o nullo spreco, con possibilità di riciclare e rigranulare quasi il 100% degli scarti

Svantaggi dello stampaggio a iniezione

• Costi iniziali elevati per attrezzature e stampi

• Tempi lunghi per la progettazione e la produzione degli stampi

• Limitazioni dei materiali e rischio di difetti

• Questioni ambientali e di sostenibilità

• Vincoli di progettazione che richiedono competenze ingegneristiche

• Più adatto alla produzione di grandi volumi

Applicazioni dello stampaggio a iniezione

Lo stampaggio a iniezione di materie plastiche è ampiamente utilizzato nell’industria per la produzione di componenti in grandi quantità. Le sue applicazioni sono teoricamente illimitate grazie alla varietà dei processi disponibili. Alcuni esempi includono:

• Componenti automobilistici

• Imballaggi per alimenti e bevande

• Materiali di stock (bobine, barre, tubi, ecc

• Giocattoli e figurine

• Componenti per mobili

• Fissaggi e sistemi di ancoraggio

• Componenti meccanici (ingranaggi, valvole, pompe, collegamenti, ecc.

• Componenti elettronici e involucri

• Dispositivi e componenti medicali

• Parti plastiche di uso generale