Oct 04, 2023
Come mitigare la crescita lenta delle crepe nelle parti in plastica stampate ed estruse
Norbert Sparrow | Jan 11, 2019 Plastics used in products with a long life
Norbert Passero | 11 gennaio 2019
Le materie plastiche utilizzate in prodotti con una lunga aspettativa di vita possono essere soggette a una lenta crescita delle crepe (SCG). L'SCG può essere innescato dalla progettazione del prodotto, dalla selezione dei materiali, dai metodi di produzione e dall'ambiente in cui viene utilizzato il componente o il dispositivo. Ad esempio, il passaggio a sostanze chimiche più aggressive per disinfettare i dispositivi medici e ridurre il tasso di infezioni contratte in ospedale sta causando crepe da stress, o screpolature, nelle parti in plastica a un ritmo crescente. Christian Herrild, Direttore della strategia di crescita presso Teel Plastics (Baraboo, WI) approfondirà le cause dell'SCG nei dispositivi medici e suggerirà modi in cui progettisti e produttori possono mitigare questo fenomeno durante una sessione di conferenza presso la prossima sede Evento Medical Design & Manufacturing (MD&M) West e PLASTEC West ad Anaheim, California. Recentemente ha condiviso un'anteprima della sua presentazione conPlasticaOggi.
La rottura della plastica è lenta in termini chimici e richiede uno stress prolungato, ha spiegato Herrild. Anche se non si tratta di un evento istantaneo causato da un impatto o da una torsione, ad esempio, può comunque verificarsi in modo relativamente veloce, in alcuni casi anche in meno di un giorno. "Questa modalità di guasto è inerente a qualsiasi tipo di plastica estrusa o stampata che si trova in uno stato di stress", ha affermato Herrild.
Lo stress in una parte stampata a iniezione ha origine nel modo in cui viene stampata o assemblata, ha affermato Herrild. Nei prodotti estrusi, "lo si vede nelle applicazioni di tipo bobina e clip o in quelle che implicano intrecciature o fissaggi, dove qualcosa viene agganciato sopra o sopra i raccordi", ha spiegato. Alcuni polimeri, ha aggiunto Herrild, sono più vulnerabili allo stress residuo e si rompono più velocemente di altri. Ne consegue che la corretta selezione del polimero è lo strumento principale per prevenire l’SCG.
Secondo Herrild, raramente si vede SCG in molti polimeri comuni, specialmente per i tubi. "Il PVC flessibile e alcuni uretani ed elastomeri termoplastici sono molto resistenti all'SCG. A meno che non si sottoponga la parte o il dispositivo a una situazione estrema (esposizione a determinate sostanze chimiche o attorcigliamento del tubo), è molto improbabile che si verifichino crepe in condizioni di utilizzo normali", ha affermato Herrild.
L'SCG è un processo molecolare che non comporta cambiamenti chimici nel polimero. Herrild lo descrive come "districamento della catena molecolare", mediante il quale i rami del polimero si separano. "Alcuni disinfettanti penetrano molto bene nei polimeri e riducono l'energia di attivazione delle crepe da stress, rendendo molto più facile la separazione dei rami del polimero. Alcuni polimeri gestiscono bene i disinfettanti e altri non li tollerano affatto. Se conosci il tipo di disinfettante di cui è dotato il tuo dispositivo che probabilmente affronterai, puoi selezionare un materiale che resista," ha detto HerrildPlasticaOggi.
Se sei costretto a utilizzare un materiale specifico, la post-elaborazione e la ricottura possono aiutare a ridurre al minimo l'insorgenza di SCG. "Dovresti utilizzare principi di progettazione dello stampo adeguati in modo da non dover progettare accidentalmente sotto molto stress. Il serraggio eccessivo delle viti è un problema, così come il raffreddamento non uniforme che causa una leggera deformazione che viene risolta durante l'assemblaggio. Se ti piace farlo una pulizia pre-assemblaggio con alcool isopropilico, che è una pratica standard per alcuni OEM, dovresti valutare se è davvero necessaria. L'esposizione a quel solvente può ridurre l'energia di attivazione per avviare la formazione di crepe, rendendo la parte più suscettibile a lungo- termine cracking," ha detto Herrild.
Per quanto riguarda i tubi, la conversazione in genere si riduce a domande sulla concentrazione dello stress, ha aggiunto Herrild. "Qual è il raggio della bobina? Raggio di curvatura dell'imballaggio? Se avete delle clip, hanno bordi taglienti?"
Herrild ha affermato di aver osservato una serie di azioni correttive intraprese in relazione ai dispositivi medici affetti da SCG. "Ci sono lamentele riguardo ai dispositivi che si guastano prematuramente e non raggiungono la durata prevista per l'uso finale. Questo è sicuramente un problema che i trasformatori di plastica possono aiutare gli OEM ad affrontare", ha affermato Herrild.