In uno studio di fattibilità, Lanxess ha dimostrato che i componenti in poliammide 6 possono essere realizzati con la tecnologia di estrusione soffiaggio e rinforzati localmente con compound termoplastici rinforzati in fibra continua Tepex nei punti soggetti a carichi pesanti. I test sono stati condotti su una macchina per estrusione soffiaggio all'avanguardia e prossima alla produzione presso il centro tecnico della business unit High Performance Materials (HPM) di Dormagen. "I componenti mostrano un'adesività eccezionale, che consente l'utilizzo dell'enorme forza e rigidità di Tepex", ha spiegato Arthur Rieb, specialista di estrusione soffiaggio presso HPM.

Il processo può essere utilizzato per aumentare localmente le prestazioni meccaniche dei componenti prodotti mediante soffiaggio, per esempio in aree soggette a forti sollecitazioni meccaniche dovute a carichi da impatto o alta pressione. "Inoltre, è adatto per la fabbricazione di componenti strutturali prodotti per soffiaggio, per esempio sezioni cave per il rinforzo della carrozzeria dell'auto. L’ampio uso di Tepex può essere un fattore chiave per ridurre il peso e la quantità di materiale perché lo spessore di base della parete del componente può essere ridotto," ha proseguito Rieb. Dal momento che sono realizzate interamente in materiale termoplastico, le parti cave sono facili da riciclare e rendono più facile stabilire cicli di materiale ad anello chiuso.

La fase di estrusione soffiaggio determina la durata del ciclo

Quando si producono le parti cave, viene prima di tutto estruso un parison o tubolare. Contemporaneamente, un inserto Tepex riscaldato e plastificato viene inserito nella cavità dello stampo per soffiaggio. Il parison viene poi soffiato nello stampo, conformando così anche la sezione in Tepex. Il risultato è un componente con una forma definita e un rinforzo locale in Tepex. "La formatura dell’inserto in Tepex è integrata nel processo di soffiaggio. Il risultato è quindi un processo di un solo passaggio con tempi ciclo brevi ed economicamente efficienti tipici dello stampaggio per soffiaggio", ha aggiunto Rieb.

Processo semplificato

In precedenza, la produzione di questo tipo di componenti comportava la saldatura in un secondo momento di un inserto in Tepex bidimensionale o tridimensionale sulla parte cava soffiata. Nel primo caso il processo complessivo è in due fasi, mentre nel secondo le fasi sono tre a causa della precedente formatura di Tepex. "Per questo, il nostro processo rende le cose molto più semplici. Inoltre, il rinforzo in tessuto rende il materiale Tepex plastificato molto più facile da maneggiare rispetto ai nastri che sono rinforzati unidirezionalmente con fibre continue. Ciò consente un processo di produzione stabile e sicuro", ha affermato Tilmann Sontag, esperto di design leggero presso il Tepex Automotive Group di HPM.

Legame dei materiali completamente consolidato

Le fibre continue in Tepex sono completamente preimpregnate di plastica. Di conseguenza, la pressione durante il soffiaggio è sufficiente per consolidare il materiale in modo che non si formino sacche d'aria. "Il risultato è un legame materiale con un'eccellente adesione tra il materiale soffiato e il Tepex. Anche le pressioni di soffiaggio sono sufficienti per modellare il Tepex in geometrie 3D critiche come gli emisferi a raggi stretti", ha continuato Sontag.

Ampia gamma di poliammidi per soffiaggio

HPM ha sviluppato un'ampia gamma di compound ad alta viscosità a base di poliammide 6 e 66 con e senza rinforzo in fibra di vetro. Questi materiali possono essere utilizzati anche per la nuova combinazione di processi e materiali. Per esempio, la gamma include varianti di prodotto molto morbide e resistenti agli urti come i compound di poliammide 6 non rinforzata Durethan BC700HTS DUSXBL e Durethan BC550Z DUSXBL. Materiali di questo tipo sono estremamente adatti per serbatoi rinforzati con Tepex o altre parti cave in cui l'applicazione richiede anche elevata flessibilità e resistenza agli urti, per esempio. Invece, i prodotti rinforzati in fibra di vetro tendono ad essere i materiali prescelti per componenti strutturali leggeri.