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La stampa a iniezione è una tecnologia di produzione della plastica in grado di garantire volumi di produzione molto elevati. Il processo funziona iniettando plastica liquida in uno stampo ad altissima pressione. La stampa a compressione, è invece più adatta a produzioni di medio volume e viene tipicamente utilizzata con gomme e siliconi.
La stampa a iniezione è più adatta alla creazione di parti complesse, mentre quella a compressione è più adatta a geometrie semplici e pannelli di grandi dimensioni. Lo stampaggio a iniezione è altamente automatizzato e non necessita di una costante supervisione umana, mentre per quanto riguarda la compressione spesso è richiesto l’intervento umano per inserire una carica e rimuovere i prodotti completati. Anche gli utensili sono più economici nello stampaggio a compressione.
Definizione di stampa a iniezione e confronto con quella a compressione
La stampa a iniezione funziona iniettando materiale termoplastico fuso nella cavità dello stampo. Durante il processo di iniezione plastica, i pellet di resina plastica si sciolgono all’interno di un cilindro di iniezione. Quest’ultimo contiene una vite con un albero il cui diametro aumenta lungo la sua lunghezza. Mentre la vite ruota, la plastica viene spinta in un volume sempre più piccolo. Questa compressione è il meccanismo principale responsabile della fusione della plastica. Anche il cilindro di iniezione viene riscaldato per fornire ulteriore calore. Una volta che si è fusa la plastica sufficiente a riempire lo stampo, la vite si ritrae e quindi viene spinta in avanti per comprimere le resine plastiche nello stampo a pressioni molto elevate.
Gli stampi sono costituiti da almeno due componenti e sono tenuti insieme da pistoni idraulici in modo che la plastica ad alta pressione iniettata all’interno dello stampo non possa fuoriuscire dalla linea di giunzione. Lo stampo è dotato di canali di raffreddamento che abbassano la temperatura della parte sufficientemente da poterla espellere dallo stampo senza danneggiarla. La stampa a iniezione può raggiungere elevati volumi produttivi ineguagliabili da qualsiasi altra tecnica di lavorazione della plastica. La stampa a compressione, invece, è più adatta alla produzione di medi volumi.
Vantaggi della stampa a iniezione rispetto allo stampaggio a compressione
Vediamo un elenco di alcuni vantaggi e svantaggi della stampa a iniezione rispetto a quella a compressione:
- La stampa a iniezione è un metodo per grandi cicli produttivi che può produrre milioni di parti per macchina ogni anno.
- A causa degli elevati livelli di automazione e della rapida velocità di produzione, le parti stampate a iniezione sono più economiche delle parti stampate a compressione.
Svantaggi della stampa a iniezione rispetto allo stampaggio a compressione
Vediamo un elenco di alcuni vantaggi e svantaggi della stampa a iniezione rispetto a quella a compressione:
- La stampa a iniezione richiede pressioni di iniezione della plastica molto elevate. Lo stampo deve quindi essere costruito per resistere a forze elevate e questo aspetto incrementa i costi della strumentazione.
- La stampa a iniezione non è indicata nella produzione di parti grandi e sottili come i pannelli dei veicoli.
Definizione di stampa a compressione e confronto con lo quella a iniezione
La stampa a compressione è un processo utilizzato più spesso per produrre parti da materiali flessibili. Questa tecnica di stampa utilizza tipicamente uno stampo in due parti, con una parte fissata alla base dello stampo mentre la metà superiore è libera di muoversi su e giù. Gli stampi vengono solitamente riscaldati per favorire la polimerizzazione del prodotto finale e allo stesso tempo riscaldare la carica prima della compressione. Una carica pesata con precisione viene riscaldata finché non diventa flessibile. Viene quindi posizionata nella metà inferiore dello stampo.
La metà superiore quindi si abbassa e costringe la carica a conformarsi alla forma desiderata dello stampo. Lo stampo riscaldato rimane chiuso mentre il materiale può polimerizzare. Questa operazione richiede in genere alcuni minuti. Una volta indurito, il pezzo viene rimosso dallo stampo. La post-elaborazione è necessaria per eliminare eventuali imperfezioni. Le bave (o il materiale in eccesso sulla linea di giunzione dello stampo) sono comuni per le parti stampate a compressione.
La stampa a compressione viene utilizzata per realizzare pannelli rinforzati. Il processo prevede la stesura di fogli di plastica in fibra nella metà inferiore dello stampo. Successivamente, la metà superiore dello stampo comprime e riscalda il materiale per pressare la plastica all’interno della matrice, creando una parte composita. Ecco spiegato come vengono realizzati i grandi paraurti d’auto in plastica.
Vantaggi della stampa a compressione rispetto a quella a iniezione?
Di seguito sono elencati alcuni vantaggi della stampa a compressione rispetto all’iniezione:
- La stampa a compressione può utilizzare come materiali il SMC (Sheet Moulding Compound) e il BMC (Bulk Moulding Compound) per realizzare pannelli compositi. Questi pannelli non hanno fogli continui impregnati di fibre, ma piuttosto filamenti di fibre tagliate e distribuiti in tutto il materiale sfuso. Il metodo di stampa a iniezione non può realizzare parti in materiale composito.
- Gli stampi a compressione non devono resistere a pressioni interne elevate come quelli a iniezione. L’unico carico che subiscono è una forza di compressione dall’alto. Questo si riflette sul fatto che che gli stampi a compressione tendono ad essere meno costosi.
Svantaggi della stampa a compressione rispetto alla iniezione
Di seguito vediamo un elenco di alcuni svantaggi della stampa a compressione rispetto all’iniezione:
- La stampa a compressione è un processo molto manuale e lento. Anche se si utilizza un braccio robotico per aggiungere la carica e rimuovere il prodotto, il tempo ciclo tra le parti è comunque molto più lento rispetto alla stampa a iniezione per via della necessità di fissare le parti prima di rimuoverle.
- La stampa a compressione non è in grado di realizzare parti in plastica con elevati livelli di complessità. I materiali utilizzati sono in genere molto viscosi e, di conseguenza, non si adattano bene a strutture piccole e complicate.
Tabella comparativa tra stampa ad iniezione e a compressione
Vediamo le caratteristiche della stampa a compressione e di quella a iniezione nella tabella seguente:
| Caratteristiche | Stampa a iniezione | Stampa a compressione |
| Processo di produzione ad alto volume | Sì | No |
| Materiali | Termoindurenti, termoplastici (compresi quelli caricati in fibra e metallo), elastomeri termoplastici, polimeri caricati al metallo, materiali termoplastici caricati con fibre | Termoindurenti, termoplastici, silicone, gomma non vulcanizzata, BMC, SMC |
| Costo elevato delle attrezzature | Sì | No |
| E’ possibile realizzare pannelli grandi e a pareti sottili | No | Sì |
| È richiesta la post-elaborazione | Sì | Sì |
La stampa a iniezione è più adatta alla produzione in grandi volumi mentre la compressione è più indicata per materiali pieghevoli e flessibili. Lo stampaggio a compressione ha anche costi di attrezzaggio più economici.
Stampa a iniezione vs. stampa a compressione: Confronto dei costi principali
Per quanto riguarda il costo del singolo pezzo, la stampa a iniezione può produrre componenti complessi e poco costosi. Tuttavia, questo processo di produzione è competitivo in termini di costi solo se i volumi produttivi sono sufficientemente grandi da distribuire il costo elevato degli utensili per la stampa a iniezione su un numero sufficiente di pezzi. Sui volumi inferiori, lo stampaggio a compressione è più economico dello stampaggio a iniezione a causa dei minori costi iniziali dello stampo.
Stampa a iniezione vs. stampa a compressione: confronto delle velocità
La stampa a iniezione è notevolmente più rapida rispetto alla stampa a compressione. Il tempo ciclo per le parti stampate a iniezione può essere di pochi secondi, mentre i tempi ciclo di stampa a compressione possono facilmente raggiungere alcuni minuti. Questo perché i componenti stampati a compressione spesso necessitano di polimerizzazione con il riscaldamento prima di essere rimossi dallo stampo.
Stampa a iniezione vs. stampa a compressione: confronto dei volumi
La stampa a iniezione è un metodo di produzione ad alto volume che non ha eguali rispetto a qualsiasi altra tecnica di produzione. I processi di stampa a iniezione possono essere completamente automatizzati, mentre la tecnologia a compressione spesso richiede che una persona inserisca le materie prime nello stampo, le rimuova ed esegua la post-elaborazione.
Stampa a iniezione vs. stampa a compressione: confronto dei materiali
La stampa a iniezione può utilizzare materiali termoplastici rigidi ed elastomeri termoplastici. La tecnica a compressione utilizza invece più spesso elastomeri flessibili come gomma e silicone, ma può anche produrre componenti compositi rigidi utilizzando l’SMC e il BMC.
Riepilogo
Questo articolo ha presentato il confronto tra la stampa a iniezione e quella a compressione, ha spiegato cosa sono e ha illustrato le diverse caratteristiche di entrambi.
Xometry offre un’ampia gamma di capacità produttive, tra cui lo stampaggio a iniezione di materie plastiche, lo stampaggio a compressione e altri servizi innovativi per tutte le vostre esigenze di prototipazione e produzione.
