Soffiaggio: cos'è? Come funziona?

Panoramica dello stampaggio per soffiaggio

Lo stampaggio per soffiaggio è un processo di formatura della plastica che crea prodotti cavi utilizzando materiali termoplastici. Il processo inizia riscaldando e gonfiando un tubo di plastica chiamato parison o preforma. La preforma viene posta tra due trafile che determinano la forma del prodotto finale. Viene quindi fornita aria per espandere il tubo e dargli la forma dello stampo assottigliando le pareti. Dopo il processo di soffiaggio, il prodotto viene raffreddato, espulso, rifilato e preparato per la lavorazione secondaria.

Lo stampaggio per soffiaggio ha molte applicazioni, tra cui l'imbottigliamento e il confezionamento sono le più comuni e rappresentano circa il 49% della quota di mercato globale dello stampaggio. Altri settori che utilizzano questo processo includono l'edilizia e le costruzioni, i prodotti di consumo e i trasporti.

Nel 2019, il mercato globale dello stampaggio è stato stimato a circa 78 miliardi di dollari e si prevede che cresca annualmente del 2.8% dal 2020 al 2027. Polietilene (PE), polietilene tereftalato (PET) e polipropilene (PP) sono alcune delle materie prime tipiche utilizzato nel processi di soffiaggio.

Storia dello stampaggio mediante soffiaggio

Lo stampaggio per soffiaggio è un processo di produzione utilizzato per creare parti cave in plastica. Il processo prevede il riscaldamento o la fusione della resina plastica e la sua modellatura in una forma cava utilizzando la pressione dell'aria. La storia dello stampaggio a soffiaggio risale al 19° secolo, con il primo utilizzo registrato nell'industria del vetro. Tuttavia, solo verso la metà del XX secolo il processo venne applicato alla plastica.

Nel 1938, il primo brevetto per un processo di soffiaggio fu depositato da un inventore americano, James Hendry. Il processo prevedeva l’estrusione di un parison (un tubo di plastica) e il suo gonfiaggio in una macchina per soffiaggio per creare un oggetto cavo. Questo processo era noto come estrusione-soffiaggio ed è ampiamente utilizzato ancora oggi.

Negli anni '1950, lo sviluppo dello stampaggio a iniezione ha consentito la produzione in serie di forme più complesse. Questo processo prevede l'iniezione di plastica in un perno centrale, che viene poi trasferito in uno stampo di soffiaggio per creare la forma finale.

Lo stiro-soffiaggio è stato sviluppato negli anni '1970, consentendo la creazione di bottiglie in PET con elevata trasparenza e resistenza. Questo processo prevede lo stiramento della preforma di plastica prima di gonfiarla in uno stampo, creando una parte di bottiglia di plastica resistente e leggera.

Nel corso degli anni, la tecnologia del soffiaggio ha continuato a migliorare, con progressi nei materiali, nei macchinari e nell'automazione. Oggi lo stampaggio viene utilizzato per produrre un'ampia gamma di prodotti, dagli imballaggi e le parti automobilistiche ai giocattoli e alle apparecchiature mediche.

Il processo di stampaggio mediante soffiaggio

Il processo di soffiaggio è un metodo di produzione utilizzato per produrre parti cave in plastica, come bottiglie, contenitori e parti automobilistiche. Il processo prevede diversi passaggi:

Alimentazione o caricamento della resina plastica

Il primo passo prevede l'alimentazione resina plastica pellet in una tramoggia, che poi sposta i pellet nel cilindro di un estrusore. I pellet sono solitamente costituiti da un polimero termoplastico, come polietilene, polipropilene o PET.

Plastificazione o fusione

I pellet di plastica vengono fusi e miscelati dalla vite nel cilindro dell'estrusore. La plastica fusa viene quindi forzata attraverso uno stampo per formare un tubo cavo chiamato parison. In alternativa, nello stampaggio ad iniezione e soffiaggio, una preforma viene iniettata in uno stampo e quindi gonfiata per formare il prodotto finale.

Estrusione Parison o iniezione di preforme

Il parison o preforma viene estruso o iniettato in uno stampo in due parti, che viene poi chiuso da un'unità di chiusura. Lo stampo è progettato per modellare la plastica nella forma desiderata.

Sigillatura o bloccaggio

Una volta chiusa la soffiatrice, la plastica viene sigillata al suo interno. L'unità di chiusura mantiene lo stampo ben chiuso durante il processo di soffiaggio per evitare perdite o deformazioni della plastica.

Gonfiaggio o soffiaggio

L'aria compressa viene soffiata nel parison o nella preforma, che lo gonfia e lo allunga secondo la forma dello stampo. La plastica viene quindi raffreddata dallo stampo per fissarne la forma.

Raffreddamento ed espulsione

Dopo che la plastica è stata modellata, lo stampo viene raffreddato per solidificare la plastica. Lo stampo viene quindi aperto e il pezzo finito viene espulso dalla cavità dello stampo vuota.

Guarnizione

La plastica in eccesso, detta bava, viene rifilata dal pezzo finito. Ciò garantisce che la parte abbia un aspetto pulito e coerente.

Prova di tenuta

Il prodotto finito viene testato per individuare eventuali perdite o difetti per garantire che soddisfi gli standard di qualità richiesti.

Tipi di stampaggio mediante soffiaggio

Esistono tre tipi principali di soffiaggio: estrusione-soffiaggio, iniezione-soffiaggio e stiro-soffiaggio. Ecco una breve panoramica di ciascun tipo:

Estrusione soffiaggio

Il processo di estrusione-soffiaggio è il tipo più comune di stampaggio per soffiaggio di plastica utilizzato per la produzione di bottiglie, contenitori e altri oggetti cavi. Il processo prevede la fusione della resina plastica e l'estrusione di un parison (un tubo di plastica fusa) in uno stampo. Lo stampo viene quindi chiuso e l'aria viene insufflata nel parison, costringendolo a prendere la forma dello stampo.

Soffiaggio ad iniezione

Lo stampaggio a iniezione e soffiaggio viene utilizzato per produrre forme più complesse, come fiale mediche o piccoli contenitori cosmetici. Il processo prevede l'iniezione di plastica fusa in un perno centrale, il perno centrale e la plastica stampata a iniezione viene quindi trasferita in uno stampo di soffiaggio. Il perno centrale viene rimosso e l'aria viene soffiata nella plastica, costringendola ad assumere la forma dello stampo.

Soffiaggio elasticizzato

Stiro-soffiaggio, noto anche come stampaggio mediante soffiaggio ad iniezione, viene utilizzato per produrre bottiglie di alta qualità, come quelle utilizzate per le bevande gassate. Il processo prevede lo stiramento di una preforma (un piccolo tubo di plastica) in due direzioni, quindi il gonfiaggio in uno stampo. Questo processo di allungamento crea una bottiglia resistente e leggera.

Tipi di plastica stampata per soffiaggio

Esistono diversi tipi di resine plastiche comunemente utilizzate nello stampaggio a soffiaggio. La scelta della resina dipende dall'applicazione e dalle proprietà desiderate del prodotto finale. Ecco alcuni dei tipi più comuni di plastica soffiata:

Polietilene ad alta densità (HDPE)

Il polietilene ad alta densità (HDPE) è un tipo di polietilene ad alta densità, che si traduce in un materiale duro, forte e durevole, resistente agli urti e agli agenti chimici.

Polietilene a bassa densità (LDPE)

Il polietilene a bassa densità (LDPE) è un tipo di polietilene con una densità inferiore, che si traduce in un materiale più flessibile e flessibile rispetto ad altre forme di polietilene, come il polietilene ad alta densità (HDPE).

Polipropilene (PP)

Il polipropilene è un polimero versatile che può presentare un'ampia gamma di proprietà basate su fattori quali il peso molecolare, la struttura cristallina, la morfologia, la copolimerizzazione e la presenza di additivi.

Le versioni ad alta cristallinità del PP possono offrire maggiore resistenza alla trazione e durezza, paragonabili all'HDPE, insieme alla capacità di resistere alle alte temperature senza perdita di resistenza o degradazione. Tuttavia, il PP è vulnerabile alla degradazione e all’ossidazione UV, che sono i suoi principali svantaggi.

Polietilentereftalato (PET)

Il PET biassialmente orientato, comunemente noto come PET, è rinomato per la sua eccellente resistenza alla permeazione dell'anidride carbonica, che lo rende un materiale ideale per la produzione di bottiglie di plastica spesso utilizzate negli imballaggi di bevande gassate. Tuttavia, il PET presenta lo svantaggio di essere soggetto ad assorbimento d’acqua, il che può creare difficoltà di lavorazione poiché la resina deve essere essiccata prima dell’estrusione.

Perché utilizziamo i processi di soffiaggio

Ci sono diversi vantaggi nell’utilizzare la plastica soffiata, tra cui:

Economicamente vantaggioso

Lo stampaggio per soffiaggio è un processo produttivo altamente efficiente ed economico in grado di produrre grandi quantità di prodotti in plastica in modo rapido e a basso costo.

Versatilità

Lo stampaggio può essere utilizzato per produrre un'ampia gamma di prodotti di diverse forme e dimensioni, tra cui bottiglie, contenitori e parti automobilistiche.

Leggero

I prodotti stampati a soffiaggio sono leggeri, il che li rende ideali per l'uso in prodotti che richiedono portabilità e facilità di manipolazione, come materiali di imballaggio e giocattoli.

durabilità

I prodotti stampati a soffiaggio sono estremamente durevoli e resistenti agli urti, agli agenti chimici e agli agenti atmosferici, il che li rende adatti all'uso in ambienti difficili.

Personalizzazione

Lo stampaggio a soffiaggio consente la personalizzazione di prodotti con diversi colori, trame e design, il che aiuta a creare prodotti unici e accattivanti.

riciclabilità

La maggior parte dei prodotti stampati a soffiaggio possono essere riciclati, riducendo così gli sprechi e preservando le risorse naturali.

Dove possiamo usarlo

Le materie plastiche stampate per soffiaggio sono ampiamente utilizzate in vari settori e applicazioni, alcuni dei quali includono:

Packaging

La plastica stampata per soffiaggio è comunemente utilizzata per produrre bottiglie, contenitori e altri materiali di imballaggio per alimenti, bevande e altri prodotti di consumo. Questi prodotti offrono un elevato livello di durata, resistenza e flessibilità di progettazione, rendendoli ideali per l'uso in un'ampia gamma di applicazioni di imballaggio.

Industria automobilistica

La plastica stampata a soffiaggio viene utilizzata per produrre vari componenti automobilistici come serbatoi di carburante, condotti dell'aria e parti interne. Questi prodotti offrono eccellente durata, robustezza e resistenza agli urti e alle variazioni di temperatura, rendendoli ideali per l'uso nell'industria automobilistica.

Giocattoli e attrezzature sportive

La plastica soffiata viene utilizzata per produrre un'ampia gamma di giocattoli e attrezzature sportive, tra cui palloni, slitte e altre attrezzature da gioco all'aperto. Questi prodotti offrono un elevato livello di durata, flessibilità e flessibilità di progettazione, rendendoli ideali per l'uso in un'ampia gamma di applicazioni.

Dispositivi medicali

La plastica stampata a soffiaggio viene utilizzata per produrre vari componenti medici come sacche per flebo, sistemi di somministrazione di farmaci e altre apparecchiature mediche. Questi prodotti stampati a soffiaggio offrono un elevato livello di durata, flessibilità e resistenza ai prodotti chimici e ai metodi di sterilizzazione, rendendoli ideali per l'uso nel settore medico.

Materiali di costruzione

La plastica stampata per soffiaggio viene utilizzata per produrre vari materiali da costruzione come tubi di drenaggio, sistemi di grondaie e altri componenti edili. Questi prodotti offrono eccellente durata, robustezza e resistenza agli agenti atmosferici e alla corrosione, rendendoli ideali per l'uso nel settore edile.

Le sfide del soffiaggio

Nonostante i numerosi vantaggi dello stampaggio, ci sono anche alcune sfide associate a questo processo di produzione, tra cui:

Preoccupazioni ambientali

Una delle sfide più urgenti associate alla plastica soffiata riguarda le preoccupazioni ambientali. La produzione di plastica genera notevoli quantità di rifiuti e inquinamento e lo smaltimento improprio di questi materiali può avere gravi conseguenze per l’ambiente. Il riciclaggio è una soluzione a questo problema, ma non tutti i tipi di plastica possono essere facilmente riciclati e il costo del riciclaggio può essere proibitivo per alcuni produttori. Migliorare le pratiche di gestione dei rifiuti e trovare modi innovativi per riciclare e riutilizzare i materiali plastici sono passaggi fondamentali per ridurre l’impatto ambientale della plastica soffiata.

Opzioni di colore limitate

Un’altra sfida associata alla plastica soffiata è rappresentata dalle limitate opzioni di colore disponibili per questi materiali. Il processo di produzione può rendere difficile il raggiungimento di determinati colori e sfumature, il che può rappresentare una limitazione per i produttori che desiderano creare prodotti con specifici requisiti estetici o di branding. Alcuni produttori potrebbero ricorrere ad altri materiali o processi per ottenere la combinazione di colori desiderata, il che può aumentare i costi e la complessità.

forme complesse

Anche le forme complesse rappresentano una sfida per la plastica soffiata. Sebbene questo processo sia adatto per produrre forme semplici e simmetriche, può essere più difficile ottenere forme complesse e irregolari. Questo perché il processo si basa sull'uso di stampi e la creazione di stampi per forme complesse può essere costosa e richiedere molto tempo.

Elevati costi di produzione

Infine, anche gli elevati costi di produzione per piccole quantità possono rappresentare una sfida per i produttori che utilizzano plastica soffiata. Le attrezzature e gli strumenti specializzati necessari per questo processo possono renderlo proibitivo per i cicli di produzione su piccola scala. Ciò può limitare la capacità delle piccole imprese di utilizzare plastica soffiata nei loro prodotti e può comportare costi più elevati per i consumatori.

Conclusione

In conclusione, la plastica soffiata svolge un ruolo cruciale in molti settori e i vantaggi che offre continueranno a stimolare la domanda di questo materiale. Affrontando le sfide associate al processo di produzione e sviluppando pratiche più sostenibili, il settore può continuare a crescere e prosperare riducendo al minimo l’impatto ambientale.