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 di WPC, il pellet ideale dovrebbe avere all'incirca le dimensioni di un piccolo BB e arrotondato per ottenere un rapporto superficie-volume ottimale.
Luke's Toy Factory, Danbury, Connecticut, stava cercando un materiale biocomposito per i suoi camion e treni giocattolo.L'azienda voleva qualcosa con un aspetto e una sensazione di legno naturale 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 scrostazione della vernice.Volevano anche un materiale che fosse durevole anche se lasciato all'esterno.Il vaso Terratek di Green Dot soddisfa tutti questi requisiti.Unisce legno e plastica riciclata in un piccolo pellet che ben si adatta allo stampaggio a iniezione.
Mentre i compositi legno-plastica (WPC) sono entrati in scena negli anni '90 come materiali principalmente estrusi in tavole per terrazze e recinzioni, l'ottimizzazione di questi materiali per lo stampaggio a iniezione da allora ha notevolmente diversificato le loro potenziali applicazioni come materiali durevoli e sostenibili.La compatibilità ambientale è una caratteristica interessante dei WPC.Sono dotati di un'impronta di carbonio significativamente inferiore rispetto ai materiali puramente a base di petrolio e possono essere formulati utilizzando esclusivamente fibre di legno riciclate.
Una gamma più ampia di opzioni di materiali per le formulazioni WPC sta aprendo nuove opportunità per gli stampatori.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 le specie legnose e la dimensione delle particelle di legno nel composito.In breve, l'ottimizzazione per lo stampaggio a iniezione e l'elenco crescente di opzioni disponibili per i compoundatori significano che i WPC sono un materiale molto più versatile di quanto si pensasse una volta.
COSA DEVE ASPETTARSI DAI FORNITORI Un numero crescente di compoundatori offre ora WPC in forma di pellet.Gli stampatori a iniezione dovrebbero essere attenti alle aspettative dei compoundatori in due aree in particolare: dimensione del pellet e contenuto di umidità.
A differenza dell'estrusione di WPC per terrazze e recinzioni, nello stampaggio è fondamentale una dimensione uniforme del pellet per una fusione uniforme.Poiché gli estrusori non devono preoccuparsi di riempire il loro WPC in uno stampo, la necessità di una dimensione uniforme del pellet non è così grande.Pertanto, è importante verificare che un compoundatore abbia in mente le esigenze degli stampatori a iniezione e non sia eccessivamente concentrato sui primi e inizialmente più diffusi usi dei WPC.
Quando i pellet sono troppo grandi, tendono a fondersi in modo non uniforme, creano ulteriore attrito e danno come risultato un prodotto finale strutturalmente inferiore.Il pellet ideale dovrebbe avere all'incirca 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 di produzione.Gli stampatori a iniezione che lavorano con i WPC dovrebbero aspettarsi la stessa forma e uniformità che associano ai tradizionali pellet di plastica.
La secchezza è anche una qualità importante da aspettarsi 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 impegnano a fornire un prodotto già contenente livelli accettabili di umidità, gli stampatori a iniezione impiegano meno tempo ad essiccare i pellet stessi, il che può portare a notevoli risparmi di tempo e denaro.Gli stampatori a iniezione dovrebbero prendere in considerazione la possibilità di acquistare pellet WPC spediti dal produttore con livelli di umidità già inferiori all'1%.
CONSIDERAZIONI SULLA FORMULA E SUGLI ATTREZZI 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 influirà, ad esempio, sull'indice di fluidità (MFI).Di norma, più legno viene aggiunto al composito, minore è l'MFI.
La percentuale di legno influenzerà anche la resistenza e la rigidità del prodotto.In generale, più legno viene aggiunto, più rigido diventa il prodotto.Il legno può costituire fino al 70% del composito legno-plastica totale, ma la rigidità che ne deriva va a scapito della duttilità del prodotto finale, al punto che può anche 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 in cui le plastiche convenzionali sono ancora troppo morbide per essere rimosse dai loro stampi.
Se il prodotto verrà fabbricato utilizzando gli strumenti esistenti, le dimensioni del cancello e la forma generale dello stampo dovrebbero prendere in considerazione la discussione sulla dimensione ottimale delle particelle di legno.Una particella più piccola probabilmente servirà meglio gli utensili con piccoli cancelli ed estensioni strette.Se altri fattori hanno già indotto i progettisti a optare per una dimensione delle particelle di legno maggiore, potrebbe essere utile riprogettare di conseguenza gli strumenti esistenti.Ma, date le opzioni esistenti per le diverse dimensioni delle particelle, questo risultato dovrebbe essere completamente evitabile.
LAVORAZIONE DEI WPC Le specifiche di lavorazione hanno anche la tendenza a fluttuare in modo significativo in base alla formulazione finale dei pellet WPC.Sebbene gran parte della lavorazione rimanga simile a quella della plastica tradizionale, nella lavorazione potrebbe essere necessario tenere conto di specifici rapporti legno-plastica e altri additivi volti a ottenere l'aspetto, la sensazione o le prestazioni desiderate.
I WPC sono anche compatibili con gli agenti schiumogeni, ad esempio.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.Ai fini dello stampaggio a iniezione, tuttavia, questo è un altro esempio di come la composizione diversificata dei compositi legno-plastica possa portare a considerare più elementi rispetto a quando questi materiali sono stati immessi sul mercato per la prima volta.
Le temperature di lavorazione sono un'area in cui i WPC differiscono in modo significativo dalla plastica convenzionale.I WPC generalmente lavorano a temperature di circa 50° F inferiori rispetto allo stesso materiale non riempito.La maggior parte degli additivi per legno inizierà a bruciare a circa 400 F.
Il taglio è uno dei problemi più comuni che si verificano durante l'elaborazione di 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 eseguendo WPC a una temperatura più bassa, assicurando che le dimensioni del gate siano adeguate e rimuovendo eventuali giri o angoli retti non necessari lungo il percorso di elaborazione.
Temperature di lavorazione relativamente basse significano che i produttori raramente devono raggiungere temperature superiori a quelle di un polipropilene tradizionale.Ciò riduce al minimo il difficile compito di eliminare il calore dal processo di produzione.Non c'è bisogno di aggiungere apparecchiature di raffreddamento meccanico, stampi appositamente progettati per ridurre il calore o altri accorgimenti straordinari.Ciò significa tempi ciclo ulteriormente ridotti per i produttori, oltre a tempi ciclo già più rapidi dovuti alla presenza di riempitivi organici.
NON SOLO PER DECKING I WPC non servono più solo per decking.Sono stati ottimizzati per lo stampaggio a iniezione, che li sta aprendo a una vasta gamma di nuove applicazioni di prodotti, dai mobili da giardino ai giocattoli per animali domestici.L'ampia gamma di formulazioni ora disponibili può aumentare i vantaggi di questi materiali in termini di sostenibilità, diversità estetica e caratteristiche come galleggiabilità o rigidità.La domanda di questi materiali aumenterà solo man mano che questi vantaggi diventeranno più noti.
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 aumentare i loro standard per le caratteristiche che si aspettano di vedere nei materiali compositi forniti dai loro fornitori.
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Tempo di pubblicazione: 07-set-2019