In che modo la schiumatura a CO₂ consente di produrre componenti in plastica alleggeriti?

Principi di base della schiumatura tramite diossido di carbonio

In che modo integrare la CO₂ in una produzione industriale per la schiumatura delle materie plastiche?

La schiumatura tramite CO₂ si caratterizza per l'introduzione di un gas, al fine di miscelarlo alla materia plastica fusa per realizzare una miscela omogenea e successivamente introdurla nell'impronta dello stampo. Quando si rilascia la pressione, il gas forma degli alveoli nel prodotto in plastica, il che rappresenta un grande vantaggio. I microalveoli sostituiscono il polimero, producendo un risparmio di peso del materiale e un aumento della resistenza meccanica del componente.

Cosa si intende per schiumatura tramite CO₂ supercritica per le materie plastiche?

Si tratta di utilizzare la CO₂ in condizioni industriali al di sopra del suo punto critico (74 bar, 31 °C). In queste condizioni, le sue proprietà si collocano tra quelle di un gas e quelle di un liquido.
Ciò offre il vantaggio di una solubilità ottimale nelle materie plastiche, con una diffusione rapidamente omogenea utile alla creazione di microalveoli regolari durante la decompressione nello stampo. Questa fase rappresenta il fondamento della tecnologia di schiumatura.

Caratteristiche essenziali della tecnologia di schiumatura tramite CO₂

Perché questa tecnologia migliora la stabilità dimensionale?

A differenza delle tecnologie tradizionali, la schiumatura tramite iniezione di CO₂ esercita una pressione uniforme dovuta all'espansione del gas. Ciò riduce notevolmente i risucchi e le deformazioni legate alle tensioni intrinseche dei materiali durante la fase di raffreddamento. I componenti ottenuti presentano una precisione geometrica superiore, indispensabile per gli assemblaggi complessi nei settori dell'elettronica o dell'automotive, caratterizzati da tolleranze sempre più strette.

È possibile utilizzare questa tecnologia per tutti i componenti in plastica?

Integrare la schiumatura tramite il metodo di iniezione di CO₂ in una produzione impone di rivedere il capitolato tecnico per inserire i parametri legati alla schiumatura all'interno dell'impianto industriale. La progettazione dei componenti richiede una rivalutazione, poiché sia la geometria sia gli spessori delle pareti influenzano l'efficacia della tecnica. Quest'applicazione si utilizza facilmente per spessori standard di 2 mm; al contrario, l'alleggerimento di componenti con pareti di pochi decimi di millimetro risulta problematico.

Le applicazioni industriali della schiumatura tramite CO₂ delle materie plastiche

Che ruolo svolge la schiumatura tramite CO₂ rispetto alle tolleranze dimensionali?

L'espansione del gas agisce come una pressione multidirezionale all'interno dell'impronta dello stampo. Questo fenomeno compensa il ritiro volumetrico del polimero durante il raffreddamento. Tale azione riduce al minimo le tensioni nei materiali, eliminando la distorsione e i risucchi nelle zone ad alto spessore o sulle nervature. Questo miglior controllo delle tolleranze geometriche riduce drasticamente gli scarti di produzione nella fabbricazione di componenti tecnici.

Quali polimeri possono utilizzare questa tecnologia?

Quasi tutti i termoplastici, come PP, PA, PC o ABS, possono utilizzare la schiumatura tramite CO₂. In via preliminare, il produttore deve valutare le caratteristiche di solubilità della CO₂ nella resina. La quantità di CO₂ assorbita da una materia plastica ad alta pressione è proporzionale ai valori di cristallinità della plastica.

Requisiti delle norme europee rispetto alla CO₂

Cosa significa CO₂ biogenica?

Si tratta di un sottoprodotto della decomposizione di materia organica generato da:

• Fermentazione (produzione di bioetanolo).
• Digestione (produzione di biometano).
• Reforming del metano a vapore alimentato a biogas.

Grazie al diossido di carbonio biogenico, i produttori che utilizzano impianti di schiumatura tramite CO₂ ottimizzano le emissioni di Scope 1 e Scope 3 della loro produzione. A differenza della CO₂ fossile, la CO₂ biogenica ha un effetto neutro sul clima, pertanto non è necessario dichiararla tra le emissioni fossili.

Come rispondere ai requisiti del regolamento REACH?

La CO₂ non rientra nel quadro europeo delle sostanze estremamente preoccupanti (SVHC) del regolamento REACH. Il suo utilizzo non emette composti organici volatili (COV); ciò significa che i produttori che utilizzano la schiumatura tramite CO₂ scelgono una strategia proattiva per garantire nel tempo la conformità normativa e soddisfare i criteri imposti.