I ricercatori del Kunststoff-Zentrum SKZ vogliono trasferire il processo di schiumatura alla produzione additiva
Nell’ambito di un progetto di ricerca, il centro di materie plastiche SKZ di Würzburg sta studiando l’uso di forme libere in plastica ARBURG per la produzione di schiume TPE a celle chiuse. Il processo di schiumatura, già consolidato nello stampaggio a iniezione e nell’estrusione, deve essere trasferito alla produzione additiva.
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Un nuovo progetto di ricerca presso il centro di materie plastiche SKZ di Würzburg utilizza la formatura libera della plastica ARBURG ( processo AKF ) per studiare la produzione di schiume TPE a celle chiuse. Il processo di schiumatura si è già affermato nello stampaggio ad iniezione e nell’estrusione . In un comunicato stampa raggiunto dalla rivista 3D-limitless, SKZ spiega che il processo dovrebbe essere trasferito anche alla produzione additiva.
Dettagli sul progetto
Nell’ambito del progetto vengono esaminati prodotti progettati individualmente con proprietà di smorzamento variabili. L’obiettivo è scoprire fino a che punto le proprietà di smorzamento, la riduzione del peso e altri vantaggi della schiuma sono adatte anche per la stampa 3D. Inoltre, le caratteristiche meccaniche dei provini prodotti in modo additivo vengono confrontate con le schiume integrali stampate a iniezione.
La produzione di strutture in schiuma flessibile stampate è stata finora poco studiata. Con il loro profilo di proprietà unico, sono rilevanti per applicazioni nei settori dell’imballaggio, dello sport , dell’automotive e di altri settori. La schiumatura delle materie plastiche mediante l’aggiunta di un agente espandente si è affermata nell’industria. Il processo APF è ideale per la lavorazione di materiali con additivi nella stampa 3D. La stampante 3D elabora i granuli in cui possono essere incorporati i propellenti. Lo scarico può essere regolato tramite il rapporto tra la pressione del fuso, il percorso della vite e la frequenza dell’ugello di chiusura dell’ago con clock piezo.
Strutture in schiuma stampate in 3D
Una distribuzione uniforme dei pori distingue chiaramente il processo dalle strutture in schiuma stampate a iniezione. Questi sono solitamente caratterizzati da una pelle esterna compatta con dimensione dei pori crescenti all’interno del componente. Pertanto, con il processo AKF, è possibile l’espansione sull’intero componente e il materiale è uniformemente cellulare (nella foto: immagine CT di uno strato di ABS schiumato nel processo AKF all’interno di un componente) (foto © SKZ).
Finora, c’è poca conoscenza dei requisiti dei materiali e della progettazione di componenti e processi per le strutture in schiuma stampate in 3D. I risultati del progetto e i metodi sviluppati dovrebbero fornire le conoscenze fondamentali per la produzione di componenti espansi adatti alla produzione in serie con proprietà e qualità riproducibili.
Con la loro struttura cellulare, le schiume hanno proprietà uniche che sono determinate dalla matrice polimerica, dalla struttura cellulare e dal contenuto di gas. La densità e la distribuzione delle dimensioni delle cellule sono parametri importanti. Questi sono fortemente influenzati dalle singole fasi del processo durante la produzione della schiuma, motivo per cui è importante comprendere le interrelazioni durante la formazione della schiuma.
Nei test iniziali con acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS), l’uso di fusi carichi di agente espandente con l’AKF ha determinato una riduzione di peso massima di circa il 37 percento rispetto al materiale solido stampato a iniezione e una riduzione di peso del 28 percento rispetto a provini AKF non schiumosi
