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Metallizzazione sotto vuoto Metallizzazione sotto vuoto Le resine RADEL possono essere metallizzate sotto vuoto con buon esito per far aderire un rivestimento metallico funzionale o decorativo. Sebbene l’alluminio sia il metallo più frequentemente usato per il rivestimento, possono essere impiegati anche oro, argento, rame oppure ottone. Per la maggior parte dei materiali termoplastici, la prima fase del processo di metallizzazione sotto vuoto è l’applicazione di primer di smalto o lacca per livellare la superficie del componente e migliorarne la brillantezza superficiale. Il primer agisce anche come adesivo tra il componente stampato ed il rivestimento metallico. Il componente viene successivamente posto in una camera a vuoto (autoclave) dove viene creato il vapore metallico che viene depositato sul componente. Successivamente, sul sottile strato metallico viene applicato un rivestimento trasparente e protettivo per conferirgli resistenza ambientale e all’abrasione. L’elevata resistenza termica delle resine RADEL consente l’utilizzo di rivestimenti duraturi, resistenti all’abrasione, che richiedono condizioni di cottura ad alta temperatura. L’applicazione di superfici metalliche a componenti stampati tende ad evidenziare i difetti di stampaggio; pertanto, le superfici devono essere lucidate benissimo. Spruzzamento catodico (sputtering) L’elevata resistenza al calore delle resine RADEL consente l’uso della tecnica di spruzzamento catodico. I metalli più frequentemente usati sono quelli a bassa tensione di vapore, come rame ed argento. Altri metalli accettabili sono il platino, il palladio e l’oro. La tecnica di spruzzamento catodico consente un controllo preciso dello spessore del rivestimento metallico ed una migliore adesione al componente. Entrambe le proprietà sono determinanti per alcune applicazioni, per esempio quelle dei circuiti elettrici subminiaturizzati. Spruzzatura a fiamma/ad arco La spruzzatura a fiamma/ad arco di rivestimenti metallici è utilizzabile con buon esito con le resine RADEL. Questa tecnica consiste nell’utilizzare polvere d’alluminio, di rame o zinco puro in quantità misurata con un’idonea pistola a spruzzo. La polvere metallica fusa da una fiamma o da un arco elettrico viene spruzzata sul componente per produrre un rivestimento denso e duro. Assemblaggio ed accoppiamento Saldatura ad ultrasuoni La saldatura ad ultrasuoni è una tecnica d’assemblaggio impiegata per unire componenti in materiale plastico. Questa tecnica è molto rapida e può essere interamente automatizzata per grandi serie assemblate ad alta velocità. La saldatura ad ultrasuoni richiede attenzione ai dettagli come la progettazione dei giunti, le variabili di saldatura, il fissaggio e il contenuto d’umidità. Il principio base della progettazione di un giunto ad ultrasuoni è quello di concentrare l’energia in una superficie di contatto limitata. La vibrazione ad alta frequenza fa fondere il materiale, la pressione viene mantenuta mentre le vibrazioni si arrestano ed il fuso si solidifica. La saldatura così ottenuta può essere forte tanto quanto il materiale originale. La saldabilità dipende dalla concentrazione dell’energia di vibrazione per area unitaria. Rispetto al policarbonato, le resine RADEL hanno temperature di fusione superiori e richiedono maggiore energia per fondere ed ottenere un flusso sul giunto. Un esempio di giunto di testa con concentratore d’energia viene riportato in figura 72. La nervatura a V concentra l’energia ultrasonica in un’area di contatto ridotta, in cui il materiale fonde rapidamente creando uno strato fuso tra i componenti che vengono pressati insieme. Nei casi in cui si desidera una tenuta ermetica, si consiglia un giunto con linguetta e scanalatura. Figura 72 Geometria del concentratore d’energia Operazioni secondarie Altri suggerimenti per ottenere risultati ottimali sono indicati di seguito: Il sonotrodo deve avere un’area di contatto idonea. Il giunto di saldatura deve essere situato il più vicino possibile al punto in cui il sonotrodo tocca il componente in materiale plastico. Evitare superfici d’accoppiamento di grandi dimensioni e giunti d’accoppiamento vicini. Consentire un adeguato flusso del materiale fuso. Solvay Advanced Polymers, L.L.C. – 52 –
Assemblaggio ed accoppiamento Saldatura rotazionale La saldatura rotazionale è una tecnica rapida per unire componenti dotati di giunti con interfacce circolari. La parte rotante entra in contatto con l’altra parte tenuta fissa, ad una pressione stabilita. Tra le superfici al punto di giunzione si genera calore per attrito. Dopo la fusione, il movimento relativo viene interrotto e la saldatura viene lasciata solidificare sotto pressione. Incollaggio I componenti in RADEL possono essere accoppiati ad altri componenti in RADEL o ad altri materiali utilizzando adesivi disponibili in commercio. La buona realizzazione dell’incollaggio dipende in larga misura dai fattori ambientali nell’utilizzo finale, come la temperatura d’impiego, la progettazione del giunto, lo sforzo applicato e l’esposizione ad agenti chimici. Gli adesivi frequentemente raccomandati per i materiali termoplastici sono adesivi epossidici, acrilici, fenolici, poliuretanici, poliesteri e vinilici. Raccomandazioni specifiche sugli adesivi possono essere ottenute dai fabbricanti. Tuttavia, il progettista deve verificare la prestazione del giunto nell’ambiente d’utilizzo finale. Un fattore cruciale per il processo è che la superficie da unire sia esente da contaminanti quali grasso, olio, impronte o distaccanti che possano indebolire l’accoppiamento. In alcuni casi, le superfici da accoppiare devono essere attaccate chimicamente o sgrossate meccanicamente per consentire una buona presa dell’adesivo. La pressione tra le parti deve essere tale da garantire un adeguato contatto d’interfaccia, ma non troppo elevata da deformare i componenti o da forzare l’adesivo fuori dal giunto. Saldatura rotazionale L’area del giunto deve essere progettata in modo che i due componenti si accoppino perfettamente. In figura 73 vengono riportate le geometrie raccomandate per giunti che devono essere incollati. I componenti devono essere stampati in modo da avere basse tensioni residue e dimensioni accurate. Dispositivi di fissaggio meccanici I dispositivi di fissaggio meccanici frequentemente impiegati con i componenti in materiale plastico stampato ad iniezione includono viti, bulloni, dadi, rosette e controdadi. Quando si utilizzano dispositivi di fissaggio meccanici in metallo, è necessario eseguire una buona progettazione per evitare il sovraccarico dei componenti in materiale plastico. La procedura più ovvia per evitare di tensionare l’assemblaggio è di controllare il serraggio dei dispositivi di fissaggio meccanici con apparecchiature dotate di sistemi di limitazione di coppia. Dove non sia possibile controllare la coppia di serraggio, come potrebbe essere il caso di un assemblaggio in corso d’opera, la compressione sul componente in materiale plastico può essere limitata con l’impiego di viti a spallamento. Alternativamente, si possono utilizzare viti a testa flangiata, rosette grandi o rosette a spallamento. La figura 74 riporta alcune geometrie consigliate per l’impiego di dispositivi di fissaggio meccanici. Figura 74 Progettazione dei dispositivi di fissaggio meccanici Figura 73 Progettazioni del giunto per l’incollaggio Non buona Migliore Giunto a sovrapposizione semplice Giunto a sovrapposizione obliqua Giunto a sovrapposizione a doppia saldatura Giunto a tenone e mortasa Elevato sforzo di flessione durante l’avvitamento del bullone Vite a testa piatta Sforzo elevato provocato dall’azione d'incuneamento della testa della vite Con l’aggiunta di aggetti a breve distanza fra loro, quando gli aggetti si toccano, lo sforzo diventa di compressione Vite composta o a testa rotonda Una geometria incassata evita tensioni d’incuneamento Giunto a saldatura a tenone e mortasa Una vite standard permette sforzi elevati in fase d'avvitamento Le viti a spallamento limitano lo sforzo durante il serraggio Giunto a sovrapposizione e saldatura di testa – 53 – Guida alla progettazione delle resine RADEL
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