Scelta del materiale e soluzioni per ingegneria

 La maggior parte dei materiali termoplastici per ingegneria sono elettricamente isolanti. Tuttavia, alcune applicazioni richiedono requisiti elettrici particolari e potrebbe essere necessario un materiale con caratteristiche di antistaticità o conducibilità elettrica.

→ Plastiche elettricamente conduttive
→ Materiali elettricamente isolanti

Ad esempio, quando si producono componenti elettronici, vengono spesso selezionati materiali statico-dissipativi (SD) o elettroconduttivi (ELS) per disperdere le cariche elettrostatiche che potrebbero danneggiare i circuiti elettrici. Questo accade anche per le applicazioni in ambienti a potenziale rischio di esplosione cosiddetti "ATEX" (ATmosphère EXplosibles - ambienti esplosivi), in cui l’obiettivo è quello di ridurre la probabilità di esplosioni causate da scariche elettrostatiche.

→ Materiali ATEX

Per verificare l’idoneità di un materiale esposto a diverse sollecitazioni meccaniche, è bene ottenere informazioni il più dettagliate possibile in merito ai livelli di stress a cui sarà presumibilmente sottoposto. Nella maggior parte dei casi è molto utile ottenere uno schema dettagliato del componente con informazioni relative agli sforzi meccanici in gioco.
→ Caratteristiche meccaniche 

Lo stress termico sul componente è un altro criterio chiave che restringe la selezione del materiale, soprattutto nel caso dei materiali termoplastici. E' dunque importante tenere in considerazione la temperatura di utilizzo, in particolare quella trasferita dall'ambiente circostante al materiale durante l'applicazione. Oltre al calore trasferito dall'esterno, bisogna considerare anche l'eventuale calore generato internamente al sistema, ad esempio per attrito. Aspetti strettamente collegati ai cambiamenti di temperatura sono:

→ Temperature di esercizio negative
→ Stabilità dimensionale 

Nel caso di applicazioni tribologiche, cioè quelle dove c'è strisciamento relativo tra le parti, il componente è soggetto ad un'usura crescente all'aumentare di attrito, carichi meccanici e velocità. In questi casi sono richieste buone proprietà di scorrimento e resistenza all'abrasione, che vengono esaltate nei materiali speciali caricati con lubrificanti.
→ Materiali plastici per scorrimento, attrito e usura

A volte l’industria a cui il particolare è destinato impone dei vincoli per la selezione del materiale. Questi potrebbero essere legati alle approvazioni richieste dalle Autorità del settore oppure a delle specifiche interne del cliente che limitano l'utilizzo solo ad alcuni tipi di prodotti in grado di soddisfare precisi criteri.

Il contesto applicativo del settore oil & gas è altamente esigente. Spesso sono richiesti materiali conformi a rigorose norme che richiedono selezione delle materie prime e test di qualifica sul materiale, quali EN ISO 23936-1:2009 e NORSOK M-710 Ed. 3. 
→ Materiali conformi Norsok M-710 ed EN ISO 23936-1

• Nel settore medicale, per la realizzazione di strumenti, componenti e attrezzature, spesso vengono accettati solo i materiali approvati per il contatto diretto con il corpo umano.
  → Materiali plastici biocompatibili
• Dato che gran parte dei prodotti medicali deve essere sterilizzata per poter essere riutilizzata, è richiesta la resistenza ai comuni metodi di sterilizzazione.
  → Materiali plastici autoclavabili e sterilizzabili
• Le applicazioni medicali sono spesso in ambito chirurgico e a volte è necessario monitorare l'operazione con sistemi ad immagini. Per ottenere la visibilità dei componenti con raggi X e fluoroscopia, ad esempio, bisogna utilizzare materiali speciali.
  → Materiali plastici visibili ai raggi X

• Nel settore alimentare, nel caso di contatto diretto con l'alimento, sono richieste le approvazioni in conformità agli standard europei (es. Reg. UE 10/2011, Reg. CE 1935/2004) ed americani (es. FDA, NSF). Di conseguenza, per applicazioni in questo settore industriale si possono considerare solo i materiali che rispondono a tali requisiti.
  → Materiali plastici per l’industria alimentare
• Sta aumentando la richiesta di materiali rilevabili otticamente, al metal detector o con altri metodi, come strumento per tenere le particelle indesiderate fuori dalla catena di lavorazione alimentare. Grazie agli speciali additivi utilizzati in alcuni materiali, eventuali frammenti di plastica possono essere facilmente individuati attraverso i sistemi di controllo standard già installati sulla linea di lavorazione.
  → Materiali plastici rilevabili al metal detector
  → Rilevamento ottico

• In industrie come quella aerospaziale e dei semiconduttori, in cui sono comuni applicazioni nel vuoto, vengono richiesti materiali ad elevata purezza ionica per evitare problemi di degasaggio.
  → Materiali plastici a basso degasaggio
• Quando si tratta di applicazioni dove il rischio di incendio comporta pericoli elevati, per esempio nel settore aeronautico o ferroviario, sono richiesti materiali ritardanti di fiamma o con bassa emissione di fumo.
  → Materiali plastici autoestinguenti

Se i componenti vengono usati per applicazioni all'esterno, in radiologia e in applicazioni che implicano l’esposizione a radiazioni ad alta energia come le centrali elettriche, i materiali usati devono avere un’idonea resistenza alle radiazioni. Determinanti per la selezione del materiale diventano il quantitativo previsto totale di radiazione assorbita e le relative condizioni applicative.
→ Materiali plastici resistenti alle radiazioni
→ Materiali plastici resistenti ai raggi UV

La lavorazione meccanica per asportazione di truciolo è il metodo predominante usato per trasformare i semilavorati in materiale plastico. Per produrre componenti di alta qualità, durevoli, accuratamente dimensionati e senza difetti, occorre dedicare una grande attenzione agli utensili utilizzati e ai parametri di lavorazione, così come alle caratteristiche dei materiali utilizzati. Tra le altre possibili lavorazioni, i termoplastici possono essere uniti con successo mediante saldatura o incollaggio (anche con materiali diversi), metodi che vengono trattati nelle prossime pagine:
→ Materiali plastici facili da incollare

→ Materiali plastici saldabili