18 Nov Vantaggi del Metal Replacement
Il materiale termoplastico ad alte prestazioni è ormai in grado di sostituire il metallo in svariate applicazioni. Ricorrendo al metal replacement, in effetti, è possibile mantenere le caratteristiche tecniche di un prodotto e, addirittura, in alcuni casi, migliorare le sue prestazioni nonché ottimizzare il rapporto qualità prezzo. Aeronautica, aerospaziale, automotive, elettrica ed elettronica, medicale, robotica e domotica sono tutti settori che hanno conosciuto i vantaggi del metal replacement.
Ma quali sono questi vantaggi?
Nell’articolo di oggi vi vogliamo illustrare i 10 motivi per cui vale la pena ricorrere al metal replacement.
ALCUNE DOVEROSE PREMESSE
Per prima cosa, occorre premettere che il metal replacement va valutato e analizzato con attenzione: è essenziale condurre, a monte, studi di fattibilità accurati.
Il prodotto sottoposto a metal replacement, infatti, dovrà mantenere le sue caratteristiche applicative finali. Va però considerato che sia le tecnologie di lavorazione, sia il materiale impiegato saranno molto diversi rispetto a quelli della controparte in metallo.
Inoltre, il processo di metal replacement può comportare, talvolta, l’esigenza di apportare modifiche alla struttura e all’aspetto del pezzo, allo scopo di migliorare la resa finale del componente plastico. Questo, beninteso, senza alterarne la prestazione e compromettere l’applicazione finale.
Infine, va tenuto presente che la sostituzione del metallo con i materiali termoplastici non si può attuare sempre e lo studio di fattibilità serve proprio per stabilirlo.
Vediamo ora i 10 vantaggi del metal replacement.
10 VANTAGGI DEL METAL REPLACEMENT: ECONOMICI, ESTETICI E DI PERFORMANCE
Diminuzione dei consumi energetici in fase produttiva
In linea di massima, il consumo per la lavorazione della plastica è minore rispetto a quello della lavorazione dei metalli. I processi e le tecnologie per lavorare e trasformare il metallo sono infatti più dispendiosi a livello energetico. Di conseguenza, lavorare uno stesso componente ma in plastica si traduce in un abbattimento dei costi di lavorazione.
Il prodotto finito è più leggero
Un articolo realizzato in plastica pesa molto meno rispetto al corrispettivo metallico. In effetti, si può ridurre il peso di un prodotto anche in modo considerevole, arrivando, per alcune componenti, fino ad una diminuzione ponderale del 50%. A parità di proprietà meccaniche, l’aumentata leggerezza di un prodotto comporta, in genere, una maggior praticità di utilizzo e, come vedremo nel punto successivo, anche un miglioramento dell’aspetto eco-friendly.
L’impatto ambientale è ridotto
Il peso ridotto di un componente si traduce, in pratica, in un minor impatto ambientale. Basti pensare ai mezzi di trasporto: riducendo il peso complessivo di un’automobile, ad esempio, essa consumerà meno carburante, a parità di velocità e km percorsi. Questo comporta di conseguenza una riduzione dell’emissione di CO2 nell’ambiente. Inoltre, anche il fine vita di un prodotto in plastica è più green, in quanto quasi tutti i materiali plastici sono più facilmente riciclabili e compostabili del metallo.
Il numero di stampate di uno stampo è maggiore
In genere, le stampate che si possono effettuare con un singolo stampo, a parità di impronte, sono maggiori per i prodotti in tecnopolimero rispetto a quelle per i prodotti in metallo.
In media, uno stampo per la pressofusione dell’alluminio ha una durata vitale di circa 100.000 cicli. Invece, uno stampo per i termoplastici può arrivare anche a 500.000 cicli se il materiale è caricato e/o additivato; in caso il materiale sia tal quale si raggiunge anche il milione di cicli.
Si consideri che il numero di stampate qui indicato è un dato di massima e può variare in base al progetto.
Possibilità di realizzare prodotti con geometrie più complesse
In genere, il metallo soffre di alcune limitazioni sia di design che di progettazione, il che si traduce in una gamma ridotta di forme realizzabili. La plastica, al contrario, assicura più libertà e flessibilità in fase di progettazione. Inoltre, il prodotto finito può essere realizzato anche con geometrie ben più complesse.
Sono necessari meno passaggi produttivi
Con una adeguata progettazione di partenza, il prodotto finale uscirà dallo stampo completo di quasi tutte le sue finiture e non necessiterà di importanti post-lavorazioni. Il prodotto in metallo invece richiede che la maggior parte delle post-lavorazioni e le rifiniture siano realizzate in un secondo momento, rispetto alla creazione del “prodotto-base”. Queste lavorazioni sono, in linea di massima, piuttosto onerose, sia in termini di tempo che di costo, e quindi il componente stesso risulta più caro.
I tempi di lavorazione sono più brevi, quindi minori lead time e time to market
Le lavorazioni industriali per realizzare componenti in materiale plastico sono più celeri rispetto a quelle del metallo.
Come spiegato nel punto precedente, a differenza della controparte plastica, nel caso del metallo sono molte le lavorazioni eseguite dopo la creazione del pezzo “di base” (ad esempio, verniciatura, goffratura o incisione di loghi o grafiche). Queste lavorazioni vengono realizzate spesso a mano e richiedono anche parecchio tempo.
Infatti, l’articolo in plastica ha un minor lead time, proprio perché conta meno fasi di realizzazione e, di conseguenza, un minor time to market, ovvero è ridotto il tempo che intercorre tra la progettazione e l’immissione del prodotto sul mercato.
Proprietà chimiche: maggiore resistenza a corrosione da acqua, acidi e solventi, minore o nullo assorbimento di umidità
Il metallo, a contatto con l’acqua, tende ad ossidare e, quindi, ad arrugginire. Inoltre, è molto meno resistente dal punto di vista chimico rispetto alla plastica. Infatti, il metallo tende a corrodere o rovinarsi se esposto a determinati agenti chimici, ad esempio l’acido prodotto dalle batterie o residui calcarei e calcificazioni.
Proprietà fisiche: maggiore resistenza ad attrito, impatto e urti, usura, temperatura / sbalzo termico, maggior isolamento termico ed elettrico, proprietà ignifughe
Esistono svariate tipologie di materiali termoplastici che, sia tal quali che additivati, garantiscono tutta una serie di caratteristiche e proprietà al prodotto finito. Queste proprietà dei termoplastici eguagliano o, addirittura, superano le prestazioni della controparte metallica. Alcuni materiali offrono una naturale lubrificazione (come ad esempio il POM), altri una maggior resistenza a impatto e urti (il policarbonato, per citarne uno).
Il metallo è molto più rumoroso della plastica
Potrebbe sembrare un aspetto da poco, ma la questione relativa all’inquinamento acustico non è certo da sottovalutare. In determinati ambienti, infatti, la riduzione del rumore è essenziale, ad esempio, al fine di tutelare e salvaguardare la salute del lavoratore. Inoltre, il rumore ridotto può garantire un maggior comfort di utilizzo. Basti pensare, per esempio, ad un’automobile d’epoca: le tante componenti in metallo, oggi sostituite con la plastica (ad esempio i paraurti o i condotti di aspirazione sottocofano) la rendevano più rumorosa di un veicolo moderno. Oltre a ciò, era soggetta a molte più vibrazioni fastidiose.
CONCLUSIONI
Per concludere, qualora la sostituzione del metallo fosse praticabile, i vantaggi del metal replacement sono evidenti sia in termini di tempistiche e costi, sia a livello di impatto ambientale.
In Bemar Plast possiamo studiare il tuo progetto di metal replacement, grazie al nostro team di tecnici esperti sia di tecnopolimeri che di analisi CAE/FEM, nonché di processi, stampi e macchinari.
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