Quali sono i materiali plastici saldabili?
Materiali plastici diversi e dello stesso tipo possono essere uniti insieme mediante vari metodi. La saldatura è un procedimento di giunzione piuttosto comune, soprattutto quando l’incollaggio non garantisce un’unione sufficiente o duratura. La saldatura di materiali plastici non è un metodo di giunzione superficiale, ma un’unione dei materiali a livello profondo. Ciò avviene tuttavia solo con i materiali cosiddetti termoplastici (deformabili con il calore). Elastomeri e resine termoindurenti non sono saldabili.
- Materiali termoplastici: sono principalmente costituiti da catene molecolari lineari che sottoposte a riscaldamento scivolano l’una sull’altra e rendono il materiale plastico modellabile e saldabile.
- Elastomeri: consistono in catene molecolari riconducibili a reti a maglie larghe in grado di assumere nuovamente lo stato originario non appena cessa l’effetto del riscaldamento. Il processo di saldatura non può quindi produrre una deformazione.
- Resine termoindurenti: sono costituite da catene molecolari organizzate in reti a maglie strette. Il calore ne decompone la struttura, pertanto fusione e saldatura non sono possibili.
Materiali termoplastici
In linea di principio solo i materiali termoplastici identici sono saldabili in modo omogeneo (uniforme). Fatta eccezione per il PTFE, tutti i materiali termoplastici possono essere saldati. Tra le varie plastiche, esistono tuttavia differenze specifiche proprie dei materiali:
- ABS (acrilonitrile-butadiene-stirene)
Facilmente saldabile con buoni risultati. La temperatura di saldatura è compresa tra 270 e 310 °C. - PS (polistirene)
Anch’esso facilmente saldabile con buoni risultati. La temperatura di saldatura è compresa tra 270 e 310 °C. - PP (polipropilene)
Richiede un monitoraggio attento della temperatura e della durata del riscaldamento, in quanto tende a bruciare molto rapidamente. La temperatura di saldatura è compresa tra 230 e 280 °C. - PE (polietilene)
Facilmente saldabile con buoni risultati, ma non può essere incollato con le colle tradizionali. La temperatura di saldatura è compresa tra 220 e 280 °C. - PVC (polivinilcloruro)
Richiede un monitoraggio attento della temperatura e della durata di riscaldamento, in quanto tende a bruciare molto rapidamente, dando origine ad acido cloridrico. La temperatura di saldatura è compresa tra 250 e 280 °C. - PMMA (polimetilmetacrilato)
Nel linguaggio comune è chiamato vetro acrilico. Facilmente saldabile con buoni risultati. La temperatura di saldatura è compresa tra 120 e 180 °C. - PC (policarbonato)
Anch’esso facilmente saldabile con buoni risultati. La temperatura di saldatura è compresa tra 270 e 310 °C.
Proprietà determinanti dei materiali
Ai fini di un processo di saldatura preciso ed efficace, un ruolo fondamentale è svolto dalle proprietà dei materiali:
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Modulo di elasticità (modulo E)
Definisce la tensione e la dilatazione di un materiale plastico sotto l’effetto di una forza. Maggiore è il modulo di elasticità, migliore è la conduzione del suono del materiale.
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Smorzamento
Definisce la misura in cui un materiale plastico assorbe le vibrazioni e le trasforma. Maggiore è lo smorzamento, più intenso è lo sviluppo di calore, in quanto una maggiore energia vibratoria viene trasformata in calore.
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Punto di fusione
Il punto in corrispondenza del quale il materiale, da solido, diventa liquido. Definisce quanto calore è necessario per il processo di saldatura.
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Fluidità della fusione
Velocità a cui fluisce la parte fusa del materiale plastico. Una fusione più viscosa può essere trattenuta più facilmente entro la zona di giunzione e il processo si volge in modo più uniforme.
Fattori negativi
- Additivi, quali per es. agenti ignifughi: gli additivi proteggono i materiali plastici dalla decomposizione a opera di influssi esterni, ma ciò significa anche che possono rendere più difficoltosa la lavorazione del materiale plastico tramite gli ultrasuoni.
- Umidità (in particolare per le poliammidi): se la plastica ha un’umidità elevata, essa può evaporare durante la saldatura, determinando la formazione di bolle di gas nella zona di giunzione e, di conseguenza, di cordoni di saldatura porosi.
Fattori positivi
- Fibre di vetro: aumentano la rigidità, la viscosità e la resistenza del materiale plastico e di conseguenza migliorano la conduzione del suono, soprattutto nelle plastiche semicristalline.
- Sfere di vetro: aumentano la resistenza alla compressione del materiale plastico e di conseguenza migliorano la conduzione del suono, soprattutto nelle plastiche semicristalline.
