Molti produttori si sono imbattuti nello stesso problema sconcertante. Un componente in nylon esce dalla pressa entro le tolleranze dimensionali, appare a posto durante l'ispezione, ma poi cambia forma o prestazioni dopo uno o due giorni. La prima reazione è spesso quella di attribuire la colpa allo stampo, alla macchina o alla scarsa disciplina dell'operatore. In molti casi, tuttavia, la vera causa è intrinseca al materiale stesso.
Il nylon è uno dei tecnopolimeri più utili in ambito manifatturiero. Offre elevata resistenza, buona resistenza all'usura e grande tenacità generale. Tuttavia, il nylon presenta anche uno dei comportamenti più importanti legati all'umidità tra i termoplastici tecnici. Assorbe acqua e, una volta assorbita, la sua rigidità, resistenza e stabilità dimensionale possono subire variazioni sostanziali.
Il nylon assorbe l'umidità per sua stessa natura, non per caso.
Molte persone credono che la plastica debba essere naturalmente resistente all'acqua. Il nylon si comporta diversamente. La sua struttura molecolare contiene gruppi ammidici polari, che attraggono fortemente le molecole d'acqua. Questo non è un difetto di lavorazione o un problema di qualità. È una delle caratteristiche che determinano il comportamento del nylon.
Quella stessa struttura molecolare contribuisce alle preziose prestazioni ingegneristiche del nylon, ma lo rende anche igroscopico. Una volta che l'umidità penetra nel materiale, agisce come plastificante. In termini pratici, il polimero diventa più morbido, più flessibile e meno stabile dimensionalmente.
Cosa succede ai componenti in nylon quando c'è umidità
Quando il nylon assorbe umidità, la resistenza alla trazione diminuisce, la rigidità si riduce, la stabilità dimensionale peggiora e il comportamento all'impatto cambia. Per i componenti di precisione, questo non è un dettaglio di poco conto, ma un problema fondamentale di progettazione e di processo.
Perché il PA6 di solito crea più problemi di umidità rispetto al PA66
Non tutti i tipi di nylon si comportano allo stesso modo. In molte applicazioni pratiche, il PA6 tende ad assorbire più umidità del PA66, mentre i nylon a catena lunga come il PA12 ne assorbono molta meno.
Questa differenza ha un impatto diretto sulla produzione. Se un componente è sensibile alle dimensioni, la scelta tra PA6 e PA66 è già di per sé importante. Se l'applicazione è estremamente sensibile alle variazioni dimensionali, il passaggio al PA12 o a una famiglia di poliammidi ad alte prestazioni come il PPA potrebbe essere la soluzione migliore.
Perché l'asciugatura prima dello stampaggio a iniezione è così importante
Il primo punto di controllo è l'essiccazione prima dello stampaggio. I granuli di nylon devono essere essiccati correttamente prima di entrare nella macchina. Se il contenuto di umidità è troppo elevato durante lo stampaggio, l'idrolisi può danneggiare il polimero durante la lavorazione, riducendo le prestazioni meccaniche finali ancor prima che il pezzo entri in servizio.
Perché anche il tempo che intercorre tra lo stampaggio e l'assemblaggio è una variabile di processo
Anche se il nylon viene asciugato correttamente prima dello stampaggio, può iniziare a riassorbire umidità rapidamente dopo la sformatura. Ciò significa che l'intervallo di tempo tra lo stampaggio e l'assemblaggio diventa una vera e propria variabile ingegneristica, soprattutto in presenza di umidità ambientale.
Quando un condizionamento mirato è meglio che combattere l'umidità
Per alcune applicazioni di precisione con il nylon, cercare di mantenere il pezzo completamente asciutto non è la strategia migliore. Invece, un condizionamento controllato post-stampaggio può essere più efficace.
Come ridurre il rischio di umidità nei componenti in nylon
1. Asciugare correttamente il nylon prima dello stampaggio
Controllare l'umidità dei pellet prima della lavorazione in modo che il pezzo stampato parta da una base stabile ed evitare danni idrolitici inutili durante lo stampaggio.
2. Controllare l'intervallo di tempo tra lo stampaggio e l'assemblaggio.
Non considerare la fase di stoccaggio post-stampaggio come neutra. Se il componente è sensibile alle tolleranze, definire un intervallo di tempo pratico per l'assemblaggio o utilizzare un sistema di stoccaggio a umidità controllata.
3. Utilizzare il condizionamento controllato per i componenti di precisione
Per ingranaggi, supporti ottici e altri assemblaggi di precisione, può essere preferibile condizionare intenzionalmente il pezzo e stabilizzarlo prima della misurazione finale o dell'assemblaggio.
4. Aggiornare il materiale quando necessario
Se il progetto non tollera i movimenti indotti dall'umidità, utilizzare nylon rinforzato con fibra di vetro, ove opportuno, oppure optare per materiali a minore assorbimento come PA12 o PPA.
Conclusione
Il nylon è una plastica tecnica resistente e versatile, ma è anche molto sensibile all'umidità. Una volta che l'acqua penetra nel materiale, la resistenza, la rigidità e la stabilità dimensionale possono subire alterazioni tali da creare seri problemi di produzione e assemblaggio.
Ecco perché l'assorbimento di umidità del nylon dovrebbe essere considerato fin dall'inizio come un problema di progettazione, materiale e controllo del processo. Una migliore asciugatura, finestre di manipolazione più ristrette, condizionamento controllato e una selezione più oculata del grado sono i modi più pratici per prevenire i guasti.
