Stampaggio polistirene PS: parametri di processo GPPS e HIPS
Finestra di lavoro per lo stampaggio del polistirene GPPS e HIPS: essiccazione, temperature, ritiro misurato e i difetti che si vedono sul pezzo quando un parametro esce dal range.
Il polistirene si stampa con fuso fra 200 e 240 °C sul GPPS cristallo e fra 190 e 230 °C sullo HIPS antiurto, stampo fra 30 e 60 °C, e ritira dallo 0,4 allo 0,7% quasi uguale nelle due direzioni. Sopra i 250 °C vira al giallo e diventa fragile: è il limite che decide la finestra di lavoro, più della temperatura minima.
Lo stampate?
Sì. Nove presse da 60 a 180 tonnellate, dieci ore al giorno, pezzi da 0,2 a 100 grammi, cicli da 10 a 40 secondi. GPPS e HIPS, stampi multicavità progettati, costruiti e manutenuti nello stesso stabilimento di Barlassina: se una cavità fa bava, lo stampo non esce per l'intervento.
Quali sono i parametri di processo del polistirene?
| Parametro | Valore di lavoro | Cosa succede se sbagli |
|---|---|---|
| Essiccazione | 70-80 °C per 2-3 ore, rugiada -20 °C, umidità residua sotto 0,10% | Righe argentate a ventaglio dal punto di iniezione, visibili in trasparenza sul cristallo |
| Temperatura fuso | GPPS 200-240 °C, HIPS 190-230 °C | Oltre 250 °C vira al giallo e diventa fragile; sotto 190 °C la linea di giunzione si apre all'estrazione |
| Temperatura stampo | 30-60 °C (GPPS 40-60 per il lucido, HIPS 20-50) | Stampo freddo: superficie spenta e cricche attorno agli estrattori anche giorni dopo |
| Pressione di iniezione | 700-1.200 bar, mantenimento al 40-60% | Mantenimento basso: risucchi sopra le nervature. Troppo alto: bava sul piano di divisione e pezzo piantato in cavità |
| Velocità di iniezione | Media-alta, rallentata nel primo tratto dopo il punto di iniezione | Troppo veloce: getto a serpente dal gate e macchia bruciata a fine riempimento. Troppo lenta: linee di flusso opache |
| Contropressione | 30-80 bar, velocità periferica vite 0,2-0,5 m/s | Degradazione per taglio: puntini neri e viraggio giallo rispetto al pezzo di riferimento |
| Tempo di residenza | Massimo 8 minuti a 230 °C | Dopo un fermo i primi pezzi escono ambrati: si scartano finché la vite non si è svuotata |
| Ritiro | GPPS 0,4-0,7%, HIPS 0,4-0,6%, quasi uguale nelle due direzioni | Quote calcolate col ritiro del polipropilene (1,5%): pezzo sovradimensionato e stampo da riprendere |
| Sfiati e sformo | Sfiati 0,02-0,03 mm, sformo da 1° | Aria intrappolata e bruciatura nell'ultima zona riempita; con poco sformo, sbiancamento sullo HIPS e cricche sul GPPS |
GPPS cristallo o HIPS antiurto?
GPPS se il pezzo deve farsi vedere attraverso, HIPS se deve prendere colpi. Il cristallo è trasparente, rigido e lucido, ma si rompe di schianto e non perdona spigoli vivi in zona sollecitata. Lo HIPS contiene gomma butadiene: perde trasparenza e un po' di rigidità, in cambio regge urti, incastri a scatto e viti autofilettanti.
Perché il polistirene si crepa dopo qualche giorno?
Quasi sempre per tensioni interne, non per difetto del materiale. Stampo troppo freddo, mantenimento eccessivo o estrazione forzata lasciano tensione congelata, che si scarica in cricche vicino al punto di iniezione o agli estrattori. Il contatto con grassi, alcol o solventi accorcia i tempi a poche ore.
Il polistirene accetta il macinato?
Sì, meglio di quasi ogni altro polimero, dato che non degrada per idrolisi. Su pezzi non a vista lavoriamo con quote del 15-25%, fuso nella parte bassa della finestra e contropressione sotto i 50 bar. Sul cristallo a vista la quota scende o va a zero: ogni passaggio in vite aggiunge un tono di giallo. Sul contatto alimentare il macinato non entra affatto, ed è una regola di tracciabilità prima che di processo.
Lo stampate per uno come me?
| Ci rientriamo | Meglio altrove |
|---|---|
| Da qualche migliaio a qualche milione di pezzi l'anno | Pezzo singolo o tirature sotto il migliaio |
| Pezzi da 0,2 a 100 grammi | Oltre 150 grammi o corpi cavi di grande volume |
| Chiusure da 60 a 180 tonnellate | Pezzi che chiedono oltre 180 tonnellate |
| Stampo da progettare, modificare o riprendere | Etichetta in stampo, gas-assist, materiali compostabili |
Quando il polistirene è la scelta sbagliata?
Se il pezzo tocca grassi, oli, alcol o detergenti, si fessura sotto carico anche a sollecitazioni basse. Se sta all'aperto, il sole lo ingiallisce e lo infragilisce nel giro di stagioni. Se lavora sopra i 70-75 °C, si deforma. In questi tre casi si guarda ad altri polimeri — l'ABS se serve tenacità, il polipropilene se serve resistenza chimica — e lo diciamo prima di costruire lo stampo.
Cosa serve per il preventivo?
- Modello 3D in STEP o disegno quotato, con indicate le tolleranze che contano.
- Materiale e grado, o la funzione del pezzo se il materiale è da scegliere; colore e finitura.
- Quantità annua e ritmo delle consegne; se lo stampo esiste, numero di cavità e stato d'uso.
Prima analisi tecnica entro 24 ore lavorative.
Domande frequenti
- Il polistirene va essiccato prima dello stampaggio?
Il polistirene non assorbe acqua come una poliammide, ma la umidità superficiale basta a lasciare righe argentate sul pezzo. In reparto lo passiamo comunque in deumidificatore a 70-80 gradi per 2-3 ore, con punto di rugiada attorno a -20 gradi e umidità residua sotto lo 0,10 per cento. Sul GPPS cristallo il controllo diventa obbligatorio: una riga argentata su una parete trasparente non si recupera dopo lo stampaggio.
- A che temperatura si stampa il polistirene?
Fuso fra 200 e 240 gradi per il GPPS cristallo e fra 190 e 230 gradi per lo HIPS antiurto, con stampo fra 30 e 60 gradi. Sul GPPS teniamo lo stampo nella parte alta della finestra, fra 40 e 60 gradi, quando serve una superficie lucida. Oltre 250 gradi di fuso il materiale vira al giallo e diventa fragile, e il tempo di residenza in vite non deve superare gli 8 minuti a 230 gradi.
- Quanto ritira il polistirene in stampo?
Fra 0,4 e 0,7 per cento per il GPPS e fra 0,4 e 0,6 per cento per lo HIPS. Trattandosi di un polimero amorfo il ritiro resta quasi uguale nelle due direzioni, quindi la deformazione da ritiro differenziale rimane molto contenuta rispetto a un polipropilene o a una poliammide. Il valore preciso si prende dalla scheda del grado e si conferma al primo campionamento, perché cambia con lo spessore di parete e con la temperatura dello stampo.
- Meglio GPPS cristallo o HIPS antiurto?
Il GPPS resta trasparente, rigido e lucido, ma si rompe di schianto sotto urto e non tollera spigoli vivi nelle zone sollecitate. Lo HIPS contiene gomma butadiene: perde la trasparenza e un poco di rigidità, in cambio regge urti, incastri a scatto e viti autofilettanti. La regola pratica: se il pezzo deve farsi vedere attraverso si va di GPPS, se deve prendere colpi si va di HIPS.
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