Un grado di compound può sostituirne un altro?

Panoramica

La sostituzione di un grado di compound con un grado di un altro fornitore viene affrontata normalmente in due modi.

Il primo è la corrispondenza per nome del grado: un fornitore propone il proprio grado come sostituto diretto di quello in uso e afferma che può essere scambiato senza modifiche. Il problema è che le plastiche tecniche non hanno una nomenclatura dei gradi unificata, quindi "lo stesso grado" non comporta alcun impegno sulle prestazioni.

Il secondo è la formulazione verso l'obiettivo di proprietà: non si presume in anticipo alcuna relazione di sostituzione. La scheda tecnica del grado attuale - o i valori misurati direttamente - viene presa come obiettivo, il compounder formula verso tale obiettivo e il risultato viene validato con una prova di stampaggio. È la strada più affidabile ed è quella descritta qui.

La differenza fondamentale: la prima promette "è la stessa cosa", la seconda promette "soddisfa lo stesso insieme di valori". La seconda è verificabile. La prima no.

Perché due schede tecniche con numeri identici possono dare pezzi diversi

Due gradi entrambi etichettati PA6 GF30 possono differire di oltre il 15% nella resistenza a trazione effettiva, a causa di differenze nella ritenzione della lunghezza della fibra di vetro, nell'agente di accoppiamento e nel pacchetto antiossidante.

Questo spiega la trappola più frequente nella sostituzione dei gradi: l'acquirente ha davanti due schede tecniche, legge 180 MPa su entrambe e conclude che i gradi sono intercambiabili. Ma il valore di una scheda tecnica è misurato su un provino normalizzato in condizioni di prova normalizzate. Non equivale al risultato che produrranno il vostro stampo, il vostro processo e il vostro spessore di parete.

Tre differenze che una scheda tecnica tende a nascondere:

• Ritenzione della lunghezza della fibra: sia la compoundazione sia lo stampaggio a iniezione tagliano le fibre. Una ritenzione alta significa migliore rinforzo; una ritenzione bassa significa che lo stesso carico di fibra al 30% offre una classe di rinforzo in meno.
• Aderenza interfacciale: il sistema di agente di accoppiamento determina la qualità del legame fra fibra e resina. Incide direttamente sulla resistenza all'urto, soprattutto a bassa temperatura.
• Ritiro e deformazione: sistemi di carica e di rinforzo diversi ritirano in modo diverso. Il vostro stampo è stato costruito per il ritiro del materiale originale: cambiate materiale e cambieranno la stabilità dimensionale e la deformazione.

Pertanto confrontare due schede tecniche guardando solo la riga della resistenza a trazione non vi dice nulla.

Sei grandezze da confrontare prima di cambiare

In ordine di importanza. Le prime quattro sono la soglia: se falliscono, il materiale non funzionerà. Le ultime due decidono se attrezzatura e processo devono essere modificati.

1. Resina base: deve essere identica. Se l'obiettivo è PC ignifugo, il PP ignifugo non va bene; se l'obiettivo è PA6, il PA66 non va bene neppure: i due differiscono per assorbimento d'acqua, punto di fusione e comportamento di ritiro. Se questo punto non concorda, fermatevi qui.
2. Indice di fluidità (MFR / MI): determina la lavorabilità. Una differenza troppo ampia provoca riempimenti incompleti o bave. Verificate inoltre che le condizioni di prova concordino: un valore a 230 °C / 2,16 kg non è direttamente confrontabile con uno a 275 °C / 5 kg.
3. Proprietà meccaniche chiave: resistenza a trazione, modulo a flessione, resistenza all'urto con intaglio. Per l'urto con intaglio controllate in particolare la temperatura di prova: 23 °C e -30 °C sono in pratica due materiali diversi. L'impiego a bassa temperatura richiede dati a bassa temperatura.
4. Comportamento termico: temperatura di inflessione sotto carico (HDT) e punto di rammollimento Vicat. Notate che l'HDT è data per due carichi (0,45 MPa e 1,80 MPa): sono confrontabili solo i valori rilevati con lo stesso carico.
5. Ritiro: decide se l'attrezzatura deve essere rifatta. Una differenza dello 0,2% può portare un pezzo grande fuori tolleranza. Se l'attrezzatura è già definita, i ritiri devono essere vicini.
6. Resistenza ambientale: classe di infiammabilità (UL94 V-0 / V-2 / HB), resistenza a UV e agenti atmosferici, resistenza chimica, resistenza all'invecchiamento. Questi punti in genere non si verificano a breve termine: chiedete dati di lungo periodo o rapporti di prova di terze parti.

Costanza fra lotti: il punto debole di ogni cambio di materiale

Un buon primo campione non garantisce una produzione stabile. Il punto in cui un cambio di materiale fallisce davvero è raramente la prima prova di stampaggio, ma la terza o la quinta consegna.

Tre elementi per valutare la costanza fra lotti:

• Se ogni lotto è accompagnato da un COA, e non una sola volta in fase di campionatura;
• Se i valori nel COA sono valori misurati o "valori di riferimento": solo i valori misurati sono tracciabili;
• Se esiste un intervallo concordato per la variabilità fra lotti, per esempio un indice di fluidità mantenuto entro una finestra definita anziché "più o meno uguale".

Nei compound variano tipicamente fra lotti: indice di fluidità, contenuto di ceneri (sistemi caricati e rinforzati), differenza di colore e uniformità di dispersione. Definire come questi punti vengono controllati già in fase di offerta funziona molto meglio che contestarli in seguito.

Sei passaggi dalla scheda tecnica al passaggio in produzione

1. Fornire i dati obiettivo: la scheda tecnica del grado in uso o i valori misurati direttamente. Le misurazioni proprie valgono più di una scheda tecnica.
2. Formulare verso l'obiettivo: il compounder formula secondo l'obiettivo e indica quali punti sono raggiunti esattamente e quali presentano uno scostamento.
3. Lotto di prova: normalmente a partire da 5-25 kg, sufficiente per un ciclo di prove di stampaggio.
4. Prova di stampaggio: produrre nell'attrezzatura reale, con il processo reale, e misurare il pezzo stampato, non il granulato.
5. Preserie: breve produzione continua per osservare la costanza fra lotti e la resa dei pezzi conformi.
6. Passaggio alla produzione: aumentare i volumi dopo la validazione, iniziando normalmente dai particolari non critici.

Per far sviluppare un materiale sostitutivo secondo la vostra specifica, inviate la scheda tecnica o le vostre misurazioni. Prima di ogni campionatura indichiamo quali punti raggiungiamo e quali presentano uno scostamento.

Quattro casi in cui il cambio è sconsigliato

1. La certificazione indica un grado specifico: se una yellow card UL o un'omologazione materiale di un costruttore specifica già grado e fornitore, cambiare comporta una nuova certificazione, e tempi e costi superano di norma il risparmio ottenuto sul prezzo del materiale.
2. È richiesta resistenza agli agenti atmosferici o all'invecchiamento a lungo termine, ma mancano dati di lungo periodo: per particolari da esterno o esposti in modo continuativo al calore, nessuna prova breve dimostra il comportamento dopo dieci anni. Senza dati di lungo periodo, non cambiate i particolari critici.
3. Particolari strutturali di sicurezza senza validazione completa: i particolari che portano carico, assorbono urti o incidono sulla sicurezza delle persone devono passare attraverso il programma di validazione completo. La scheda tecnica di un campione ridotto non basta.
4. Tolleranza di colore estremamente ristretta senza campione standard concordato: senza una piastra di riferimento approvata da entrambe le parti, una differenza di colore non potrà mai essere risolta. Fissate prima il campione, parlate poi del cambio.

Più informazioni su documenti di certificazione e dichiarazioni di conformità: domande frequenti sull'acquisto di compound.

Note di rischio

Non promettete una "sostituzione equivalente 1:1". La formulazione corretta è: le proprietà sono vicine e il cambio è subordinato alla validazione mediante prova di stampaggio.

Prima del cambio chiedete al fornitore: una scheda tecnica completa, i COA di lotti recenti e le dichiarazioni di conformità pertinenti (RoHS, REACH, UL ecc., secondo il mercato di destinazione).