Un forte legame tra plastica e metallo nel processo di stampaggio a iniezione
I componenti ibridi in plastica e metallo si sono ormai saldamente affermati nel panorama della produzione industriale e la loro importanza cresce continuamente in un’era segnata dalla corsa alle strutture leggere. Questa combinazione di materiali trova terreno particolarmente fertile nei componenti con un profilo di proprietà che coniuga i punti di forza dei singoli materiali: il metallo offre un’elevata resistenza e rigidità, mentre la plastica assicura flessibilità nel design e leggerezza.
La creazione di un legame covalente affidabile rappresenta un fattore chiave per unire insieme materiali diversi al fine di realizzare composito caratterizzati da alta qualità, durata e riproducibilità. In mancanza di un’adeguata sigillatura, l’interfaccia tra il metallo e la plastica costituisce un elemento di rischio.
In collaborazione con il produttore di composti plastici AKRO-PLASTIC GmbH, Plasmatreat ha messo a punto un procedimento per unire componenti ibridi nei processi di stampaggio che migliora significativamente l'adesione dei leganti e può essere integrato nelle linee di produzione di massa. La tecnologia plasma di rivestimento a pressione atmosferica PlasmaPlus® rappresenta il cuore del processo Plasma-SealTight®. Il rivestimento favorisce la formazione di legami covalenti tra i due materiali creando un composito ibrido particolarmente coeso e impermeabile ai fluidi.
Processo Plasma-SealTight®: affidabile, riproducibile ed ecocompatibile
Il processo Plasma-SealTight® è progettato come soluzione automatizzata in linea per i sistemi di produzione continua che possono essere completamente integrati nella linea di stampaggio a iniezione. Tutti gli aspetti del processo vengono accuratamente armonizzati per assicurare l’affidabilità e la riproducibilità del processo stesso anche in presenza di elevate capacità produttive.
Il primo passo consiste nella micro-pulizia della superficie dell’inserto in metallo con il sistema Openair-Plasma®. Quindi sulla superficie metallica preparata viene applicato, sempre tramite plasma, un rivestimento polimerico anticorrosivo che promuove l’adesione. Entrambi i cicli di micro-pulizia e rivestimento al plasma vengono eseguiti in maniera assolutamente selettiva nel giro di pochi secondi. La resina termoplastica viene poi iniettata sul metallo rivestito nella successiva fase dello stampaggio ad iniezione.
I pretrattamenti utilizzati nei processi convenzionali, come ad esempio l’applicazione di primer a solvente, spesso nocivi per l’ambiente, possono essere sostituiti dal processo di rivestimento Plasma-SealTight® senza compromettere la qualità del risultato finale.
Miglioramento della forza di adesione rispetto ai promotori di adesione
Plasma-SealTight® crea un legame a livello molecolare con il metallo (acciaio inox, rame, alluminio, acciaio) e allo stesso tempo genera composti organici (gruppi funzionali) che assicurano una forte adesione tra il metallo stesso e la plastica.
Con Plasma-SealTight® è possibile ottenere una resistenza al taglio per trazione del componente in plastica e metallo superiore ai 40 MPA. Il rivestimento al plasma conferisce al giunto una resistenza maggiore rispetto ad altri metodi come ad esempio l’uso di promotori di adesione, micro sabbiatura o incisione al laser.
Unione a prova di fluido
L’acqua può penetrare attraverso lo strato limite e diffondersi sulla superficie dei materiali tra i quali non vi è alcun legame chimico. In combinazione con l’ossigeno, l’acqua corrode gli inserti in metallo, portando al cedimento funzionale o perfino alla delaminazione del componente ibrido.
L’effetto Plasma-SealTight®
Il rivestimento al plasma previene la penetrazione dei fluidi aggressivi mediante il riempimento anche delle cavità più piccole e la creazione di un legame covalente con la superficie del metallo. Questo strato protettivo assicura un effetto barriera stabile nel tempo contro acqua, soluzioni saline, oli o sostanze gassose e impedisce a queste di migrare al disotto della superficie.
I vantaggi della tecnologia Plasma-SealTight®
- maggiore qualità dei componenti interfaccia a tenuta di medium può essere completamente integrata nella linea di stampaggio a iniezione elevata affidabilità e riproducibilità del processo completa eliminazione di solventi, primer e acidi uso molto ridotto di sostanze chimiche (precursori) nessuna emissione di VOC
Giunti durevoli tra plastica e metallo nello stampaggio a iniezione
Soluzione completa chiavi in mano con il processo Plasma-SealTight®
La cella di plasmatura totalmente automatizzata PTU1212 è stata messa a punto da Plasmatreat con l’obiettivo di consentire l’implementazione della tecnologia Plasma-SealTight® a livello industriale. Questa cella può essere adattata a ogni pressa a iniezione convenzionale e consente un pretrattamento in linea estremamente rapido ed ecologico di componenti in plastica prodotti in serie.
Oltre al generatore e al robot, l’unità PTU1212 comprende anche un sistema tecnico di controllo, una cosiddetta PCU Plasma Control Unit, e i getti di plasma, nonché tutti i cavi e materiali di consumo e tutto ciò necessario al pretrattamento.
Ingegnerizzazione del processo al plasma nella produzione automatizzata di componenti ibridi
Due sistemi al plasma affiancati eseguono il trattamento al plasma. Nella prima fase il robot (o nelle versioni più piccole, un sistema ad assi XY) muove l’inserto in metallo al disotto di un ugello Openair-Plasma® , il quale provvede alla micro-pulizia della superficie a livello molecolare per l’eliminazione di ogni particella contaminante e creare le condizioni per una bagnabilità ottimale. Subito dopo la fase di pulizia, il secondo sistema plasma applica il rivestimento funzionale sull’inserto in metallo tramite il processo Plasma-SealTight® .
Plasma-SealTight® in breve
Innovazione e riduzione dei costi
- soluzione industriale disponibile a livello globale utilizzo in linea nelle linee di produzione di stampaggio a iniezione (nessun percorso di trasporto esterno) processo affidabile e riproducibile elevato potenziale di sviluppo (nuove combinazioni di materiali) pretrattamento selettivo per area a velocità molto elevate
Ambiente e sostenibilità
- completa eliminazione di solventi, primer e acidi nessuna emissione di VOC uso molto ridotto di sostanze chimiche (precursori) alta efficienza energetica grazie al basso consumo energetico dell'unità al plasma alta efficienza energetica grazie all'eliminazione delle vie di trasporto dei componenti semilavorati
