Materiali termoplastici e materiali termoindurenti:
che cosa succede sotto l’azione del calore?
Per spiegare in poche parole la differenza tra polimeri termoplastici e polimeri termoindurenti, prepariamo un’omelette (Figura 1). Ci serve un uovo, una fetta di formaggio e una padella calda. L'uovo si presenta inizialmente in forma liquida (colloidale, per l'esattezza, ma non facciamo i pignoli) e, una volta versato nella padella calda, diventa solido. Il formaggio, invece, si presenta in forma solida, ma riscaldandolo (senza esagerare) si trasforma in un liquido viscoso. Dopo essere stato riscaldato, l'uovo può essere lasciato raffreddare e scaldato nuovamente, ma non tornerà più allo stato liquido; resterà solido, esattamente come i polimeri termoindurenti. Invece, dopo il raffreddamento, il formaggio fuso riacquisterà la forma solida e, riscaldandolo, tornerà allo stato liquido, proprio come i polimeri termoplastici.
La reticolazione determina molte delle caratteristiche dei polimeri termoindurenti. Li rende solidi, stabili a livello dimensionale e altamente resistenti al calore e agli agenti chimici (Figura 2). Un esempio abbastanza noto è quello degli stampi da forno in silicone. La reticolazione consente allo stampo di resistere senza problemi a temperature di 250 °C e lo rende naturalmente antiaderente, una caratteristica molto importante per questi prodotti. Ma anche i polimeri termoindurenti hanno i loro inconvenienti. In forma più dura, infatti, non mostrano la stessa resistenza agli urti dei materiali termoplastici e tendono a frantumarsi. Non possono essere riutilizzati e in alcuni casi è difficile ottenere la finitura di superficie voluta.
I materiali termoindurenti devono essere iniettati a freddo in forma liquida negli stampi riscaldati. I materiali termoplastici che utilizziamo, invece, vengono fusi ad elevate pressioni, iniettati negli stampi e lasciati raffreddare fino all'espulsione. In alcuni casi, però, possiamo proporre l'uso di materiali termoplastici per la prototipazione (e a volte per la produzione) in sostituzione delle plastiche termoindurenti, in particolare per quelle elastiche come la gomma, la gomma vulcanizzata, il silicone (a meno che il materiale non debba essere testato in applicazioni ad elevate temperature) e alcuni uretani.
Protolabs dispone di una vasta gamma di elastomeri termoplastici (TPE), elastomeri termoplastici vulcanizzati (TPV) e poliuretani termoplastici (TPU) che hanno le stesse caratteristiche elastiche (resilienza) e durometriche (durezza) dei termoindurenti elastici (ad eccezione, come già detto, della tolleranza al calore del silicone). Protolabs utilizza queste resine per realizzare prototipi per test funzionali in tempi più brevi e a un costo sensibilmente inferiore rispetto ai polimeri termoindurenti.
La scelta finale della resina spetta sempre al cliente, ma i tecnici del nostro servizio clienti, al numero +39 0321 381211, sono sempre pronti a discutere insieme le caratteristiche delle resine termoplastiche disponibili. Il cliente potrà stabilire se ve ne sia una adatta alla prototipazione di pezzi da realizzare poi in plastica termoindurente e potrebbe perfino scoprire che la soluzione per il proprio progetto è proprio una resina termoplastica.