Stampaggio della resina acetalica (POM): la guida completa

Sono tre numeri che decidono quasi tutto il resto.

Che cos'è il POM, e perché ha quattro nomi?

Poliossimetilene è il nome chimico. Resina acetalica è il nome commerciale generico. Delrin e Hostaform sono marchi — il primo di DuPont, il secondo di Celanese — usati così spesso da essere diventati sinonimi nel linguaggio d'officina.

Sono la stessa famiglia, con una distinzione tecnica che conta: l'omopolimero è più rigido e più resistente all'usura, il copolimero regge meglio l'acqua calda e gli ambienti alcalini. Su un pezzo destinato a stare in un elettrodomestico, la differenza si vede dopo tre anni, non alla campionatura.

Come si comporta l'acetalica quando la stampi?

Sono intervalli di riferimento del settore: sul singolo pezzo si affinano in campionatura.

Il numero da guardare è il primo. Un ritiro del 2% su una quota da 100 mm sono due millimetri, e non si distribuiscono in modo uniforme: dove il materiale è più spesso ritira di più, quindi il pezzo si deforma invece di rimpicciolire in proporzione. È il motivo per cui sull'acetalica la regola dello spessore uniforme non è un consiglio ma una condizione.

Perché lo stampo deve essere di acciaio inossidabile?

Perché il POM, alla temperatura di lavorazione, rilascia piccole quantità di formaldeide, e la formaldeide in presenza di umidità attacca l'acciaio.

Su uno stampo in acciaio da tempra normale il danno non è immediato: comincia dalle zone dove il materiale ristagna — punto di iniezione, angoli, sfiati — e si vede dopo qualche mese come opacizzazione delle superfici lucidate, poi come corrosione vera. A quel punto la cavità va ripresa, e ogni ripresa toglie materiale e sposta le quote.

Chiedere l'inossidabile costa di più all'ordine e meno su dieci anni. Ne parliamo in dettaglio in come si sceglie l'acciaio.

Quando conviene sceglierlo?

Quando il pezzo deve fare almeno una di queste cose:

• Scorrere su un altro pezzo senza grasso: ingranaggi, camme, guide, boccole. Il POM ha uno dei coefficienti d'attrito più bassi fra i tecnopolimeri.
• Reggere un incastro a scatto ripetuto: la sua elasticità torna indietro dove l'ABS si affatica.
• Tenere una quota in un assieme meccanico: è dimensionalmente più stabile del nylon, che assorbe umidità e si muove.
• Stare in contatto con acqua o carburanti: la resistenza chimica è ottima, meglio del copolimero sugli alcalini.

Quando è la scelta sbagliata?

Tre casi, e vale la pena dirli perché è dove si sbaglia:

• Se il pezzo va incollato o verniciato. Il POM ha una superficie a bassissima energia: gli adesivi non tengono e le vernici si staccano, a meno di trattamenti superficiali che costano più del pezzo.
• Se serve trasparenza. È opaco per natura.
• Se il pezzo ha sezioni molto spesse. Il ritiro alto e la cristallizzazione producono cavità interne che non si vedono da fuori e cedono sotto carico.

Il dato nostro

Sugli stampi per acetalica che seguiamo, l'intervento di manutenzione più frequente non riguarda la geometria: riguarda gli sfiati. Il POM ha bisogno di scaricare i gas, e uno sfiato intasato produce bruciature nel punto più lontano dall'iniezione — quello che di solito è anche il punto più difficile da lucidare.

È una manutenzione che costa poco e va programmata a cicli, non chiamata quando il pezzo comincia a uscire con un puntino nero.

Quali tolleranze si tengono sull'acetalica?

Più larghe che su un materiale amorfo, e chi disegna dovrebbe saperlo prima. Con un ritiro del 2% e la sua variabilità, le quote grandi ballano più che su ABS o policarbonato.

La conseguenza pratica è che sull'acetalica conviene concentrare le tolleranze strette su poche quote funzionali e dichiararle come tali, invece di distribuirle sul disegno. Il ragionamento completo è in quali tolleranze si tengono davvero.

Cosa serve per avere un preventivo sensato?

Quattro cose: il grado esatto (omopolimero o copolimero, con la sigla del fornitore), i pezzi all'anno, le quote che devono essere in tolleranza e cosa tocca il pezzo una volta montato. Con questi, l'acciaio e il numero di cavità si decidono in una telefonata.

In Meccanica P&B stampiamo acetalica su presse da 50 a 500 tonnellate, con lo stampo costruito a venti metri dalle presse su cui girerà.

Come si progetta un pezzo in acetalica che funzioni?

Cinque regole, in ordine di quanto costa sbagliarle.

Spessore fra 1,5 e 3 mm, il più costante possibile. È la regola che vale per tutti i materiali e che qui non ammette eccezioni: con il 2% di ritiro, ogni variazione di spessore diventa una deformazione visibile.

Nervature al 50-60% della parete, non di più. Su un materiale che ritira tanto, una nervatura spessa quanto la parete produce un risucchio garantito sul lato opposto.

Sfiati generosi in ogni zona terminale del riempimento. Il POM produce gas e va lasciato uscire, altrimenti brucia.

Punto di iniezione nella zona più spessa. Vale ovunque, ma qui è determinante: iniettare in una zona sottile che alimenta una spessa significa che la parte spessa solidifica per ultima senza materiale che la compensi.

Angoli raggiati. Uno spigolo interno vivo su un pezzo che deve flettere — e i pezzi in acetalica flettono, è metà del motivo per cui si sceglie — è il punto da cui parte la rottura.

Quanto costa uno stampo per acetalica rispetto a uno per ABS?

A parità di geometria e cavità, di più, e la differenza sta quasi tutta in due voci: l'acciaio inossidabile e il circuito di raffreddamento, che deve tenere lo stampo fra 80 e 120 °C in modo uniforme invece di limitarsi a raffreddarlo.

Sono voci che si vedono nel preventivo e che vale la pena tenere, perché la loro assenza si paga dopo: uno stampo per POM costruito con l'acciaio sbagliato non è uno stampo più economico, è uno stampo che dura meno. Il ragionamento completo sul preventivo è in quanto costa uno stampo a iniezione.

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• Come si sceglie l'acciaio dello stampo — perché con il POM l'inossidabile non è un'opzione.
• Le tolleranze che si tengono davvero — con il 2% di ritiro cambia cosa si può chiedere.
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