Originariamente destinate principalmente all'estrusione, le nuove opzioni per i compositi legno-plastica sono state ottimizzate per aprire le porte alle applicazioni di stampaggio a iniezione.
Per lo stampaggio dei WPC, il pellet ideale dovrebbe avere le dimensioni di un piccolo BB e arrotondato per ottenere un rapporto superficie-volume ottimale.
La Luke's Toy Factory, Danbury, Connecticut, era alla ricerca di un materiale biocomposito per i suoi camion e treni giocattolo.L'azienda voleva qualcosa che avesse l'aspetto e la sensazione del legno naturale e che potesse anche essere stampato a iniezione per realizzare le parti del veicolo.Avevano bisogno di un materiale che potesse essere colorato per evitare il problema della vernice scrostata.Volevano anche un materiale che fosse durevole anche se lasciato all'esterno.Il WC Terratek di Green Dot soddisfa tutti questi requisiti.Unisce legno e plastica riciclata in un piccolo pellet che ben si adatta allo stampaggio ad iniezione.
Mentre i compositi legno-plastica (WPC) hanno fatto irruzione sulla scena negli anni ’90 come materiali estrusi principalmente in tavole per terrazze e recinzioni, da allora l’ottimizzazione di questi materiali per lo stampaggio a iniezione ha notevolmente diversificato le loro potenziali applicazioni come materiali durevoli e sostenibili.Il rispetto dell'ambiente è una caratteristica interessante dei WPC.Presentano un'impronta di carbonio significativamente inferiore rispetto ai materiali puramente a base di petrolio e possono essere formulati utilizzando esclusivamente fibre di legno rigenerate.
Una gamma più ampia di opzioni di materiali per le formulazioni di WPC sta aprendo nuove opportunità per gli stampatori.Le materie prime plastiche riciclate e biodegradabili possono migliorare ulteriormente la sostenibilità di questi materiali.Esiste un numero crescente di opzioni estetiche, che possono essere manipolate variando la specie di legno e la dimensione delle particelle di legno nel composito.In breve, l’ottimizzazione dello stampaggio a iniezione e il crescente elenco di opzioni a disposizione dei compoundatori fanno sì che i WPC siano un materiale molto più versatile di quanto si pensasse in passato.
COSA DEVE ASPETTARSI LO STAMPATORE DAI FORNITORI Un numero crescente di compoundatori offre ora WPC sotto forma di pellet.Gli stampatori a iniezione dovrebbero essere esigenti quando si tratta delle aspettative dei compoundatori soprattutto in due aree: dimensione del pellet e contenuto di umidità.
A differenza dell'estrusione di WPC per terrazze e recinzioni, nello stampaggio è fondamentale una dimensione uniforme dei pellet per una fusione uniforme.Poiché gli estrusori non devono preoccuparsi di riempire il loro WPC in uno stampo, la necessità di pellet di dimensioni uniformi non è così grande.Pertanto, è importante verificare che un compoundatore tenga conto delle esigenze degli stampatori a iniezione e non sia eccessivamente concentrato sugli usi più precoci e inizialmente prevalenti dei WPC.
Quando i pellet sono troppo grandi hanno la tendenza a sciogliersi in modo non uniforme, creando ulteriore attrito e dando come risultato un prodotto finale strutturalmente inferiore.Il pellet ideale dovrebbe avere le dimensioni di un piccolo BB e arrotondato per ottenere un rapporto superficie-volume ideale.Queste dimensioni facilitano l'essiccazione e contribuiscono a garantire un flusso regolare durante tutto il processo produttivo.Gli stampatori a iniezione che lavorano con i WPC dovrebbero aspettarsi la stessa forma e uniformità che associano ai tradizionali pellet di plastica.
Anche la secchezza è una qualità importante che ci si aspetta dai pellet WPC di un compoundatore.I livelli di umidità nei WPC aumenteranno insieme alla quantità di riempitivo per legno nel composito.Sebbene sia l'estrusione che lo stampaggio a iniezione richiedano un basso contenuto di umidità per ottenere i migliori risultati, i livelli di umidità consigliati sono leggermente inferiori per lo stampaggio a iniezione rispetto all'estrusione.Quindi, ancora una volta, è importante verificare che un compoundatore abbia preso in considerazione gli stampatori a iniezione durante la produzione.Per lo stampaggio a iniezione, i livelli di umidità dovrebbero essere inferiori all'1% per ottenere risultati ottimali.
Quando i fornitori si assumono la responsabilità di consegnare un prodotto contenente già livelli accettabili di umidità, gli stampatori a iniezione dedicano meno tempo all'essiccazione dei pellet stessi, il che può portare a notevoli risparmi di tempo e denaro.Gli stampatori a iniezione dovrebbero prendere in considerazione l'acquisto di pellet WPC spediti dal produttore con livelli di umidità già inferiori all'1%.
CONSIDERAZIONI SU FORMULA E ATTREZZATURA Il rapporto tra legno e plastica nella formula di un WPC avrà qualche effetto sul suo comportamento durante il processo di produzione.La percentuale di legno presente nel composito avrà, ad esempio, un effetto sull'indice di fluidità (MFI).Di norma, maggiore è la quantità di legno aggiunta al composito, minore è l'MFI.
Anche la percentuale di legno influirà sulla resistenza e sulla rigidità del prodotto.In generale, più legno viene aggiunto, più rigido diventa il prodotto.Il legno può costituire fino al 70% del totale del composito legno-plastica, ma la rigidità che ne deriva va a scapito della duttilità del prodotto finale, al punto che potrebbe addirittura rischiare di diventare fragile.
Concentrazioni più elevate di legno riducono anche i tempi di ciclo della macchina aggiungendo un elemento di stabilità dimensionale al composito legno-plastica mentre si raffredda nello stampo.Questo rinforzo strutturale consente di rimuovere la plastica a una temperatura più elevata laddove la plastica convenzionale è ancora troppo morbida per essere rimossa dagli stampi.
Se il prodotto verrà fabbricato utilizzando strumenti esistenti, la dimensione del punto di iniezione e la forma generale dello stampo dovrebbero essere prese in considerazione nella discussione sulla dimensione ottimale delle particelle di legno.Una particella più piccola probabilmente servirà meglio gli utensili con punti di accesso piccoli ed estensioni strette.Se altri fattori hanno già portato i progettisti a optare per una dimensione delle particelle di legno più grande, allora potrebbe essere utile riprogettare di conseguenza le attrezzature esistenti.Ma, date le opzioni esistenti per le diverse dimensioni delle particelle, questo risultato dovrebbe essere completamente evitabile.
LAVORAZIONE DEI WPC Anche le specifiche di lavorazione tendono a variare in modo significativo in base alla formulazione finale dei pellet di WPC.Sebbene gran parte della lavorazione rimanga simile a quella della plastica tradizionale, potrebbe essere necessario tenere conto di specifici rapporti legno-plastica e di altri additivi destinati a ottenere l'aspetto, la sensazione o le caratteristiche prestazionali desiderate.
I WPC sono compatibili, ad esempio, anche con agenti schiumogeni.L'aggiunta di questi agenti schiumogeni può creare un materiale simile alla balsa.Questa è una proprietà utile quando il prodotto finito deve essere particolarmente leggero o galleggiante.Per quanto riguarda lo stampaggio a iniezione, tuttavia, questo è ancora un altro esempio di come la composizione diversificata dei compositi legno-plastica possa portare a dover considerare molto di più rispetto a quando questi materiali sono arrivati per la prima volta sul mercato.
Le temperature di lavorazione sono un'area in cui i WPC differiscono significativamente dalle plastiche convenzionali.I WPC generalmente vengono lavorati a temperature inferiori di circa 50° F rispetto allo stesso materiale non riempito.La maggior parte degli additivi per legno inizieranno a bruciare a circa 400 F.
Il taglio è uno dei problemi più comuni che si verificano durante la lavorazione dei WPC.Quando si spinge un materiale troppo caldo attraverso un cancello troppo piccolo, l'aumento dell'attrito tende a bruciare il legno e porta a striature rivelatrici e alla fine può degradare la plastica.Questo problema può essere evitato facendo funzionare i WPC a una temperatura più bassa, garantendo che le dimensioni del cancello siano adeguate e rimuovendo eventuali curve o angoli retti non necessari lungo il percorso di lavorazione.
Le temperature di lavorazione relativamente basse fanno sì che i produttori raramente debbano raggiungere temperature più elevate rispetto a quelle del polipropilene tradizionale.Ciò riduce al minimo il difficile compito di eliminare il calore dal processo di produzione.Non è necessaria l'aggiunta di apparecchiature di raffreddamento meccanico, stampi appositamente progettati per ridurre il calore o altre misure straordinarie.Ciò significa tempi ciclo ulteriormente ridotti per i produttori, oltre a tempi ciclo già più rapidi grazie alla presenza di riempitivi organici.
NON SOLO PER DECKING I WPC non sono più solo per decking.Sono stati ottimizzati per lo stampaggio a iniezione, che li sta aprendo a una vasta gamma di nuove applicazioni di prodotto, dai mobili da giardino ai giocattoli per animali domestici.L’ampia gamma di formulazioni ora disponibili può migliorare i vantaggi di questi materiali in termini di sostenibilità, diversità estetica e caratteristiche come galleggiabilità o rigidità.La domanda di questi materiali non potrà che aumentare man mano che questi vantaggi diventeranno più conosciuti.
Per gli stampatori a iniezione, ciò significa che è necessario tenere conto di una serie di variabili specifiche per ciascuna formulazione.Ma significa anche che gli stampatori dovrebbero aspettarsi un prodotto più adatto allo stampaggio a iniezione rispetto alla materia prima progettata principalmente per essere estrusa in pannelli.Poiché questi materiali continuano a svilupparsi, gli stampatori a iniezione dovrebbero innalzare i loro standard per le caratteristiche che si aspettano di vedere nei materiali compositi forniti dai loro fornitori.
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Orario di pubblicazione: 07-settembre-2019