Quando conviene scegliere la lavorazione CNC dei tecnopolimeri anziché lo stampaggio?
Quando si deve realizzare un componente in plasstica tecnica, una delle prime decisioni riguarda il metodo di produzione: lavorazione meccanica da semilavorato oppure stampaggio a iniezione?
La risposta dipende soprattutto da quantità, geometria, materiale, precisione richiesta e costi di attrezzaggio.
Lo stampaggio a iniezione diventa particolarmente interessante quando devono essere prodotti grandi quantitativi dello stesso pezzo. Il costo dello stampo viene infatti distribuito su un numero elevato di componenti.
La lavorazione CNC parte invece da una barra, una lastra o un tubo in materiale plastico e realizza direttamente il pezzo finito attraverso l’asportazione controllata del materiale.
È una soluzione particolarmente adatta per:
- prototipi;
- campioni;
- ricambi;
- piccole e medie serie;
- particolari a disegno;
- geometrie complesse;
- tolleranze ristrette;
- componenti che possono essere modificati nel corso dello sviluppo.
Un vantaggio importante è la flessibilità: una modifica al disegno può essere trasferita al programma CNC senza dover costruire o modificare uno stampo.
Perché la lavorazione dal pieno può essere vantaggiosa?
Lo stampaggio sottopone il materiale a riscaldamento, pressione e raffreddamento. In funzione del polimero e della geometria, questi passaggi possono influenzare tensioni interne, ritiro e stabilità dimensionale.
Con la lavorazione CNC si parte invece da un semilavorato industriale già prodotto e stabilizzato e si asporta progressivamente il materiale necessario.
Anche i semilavorati plastici possono tuttavia contenere tensioni interne. Per questo, nei particolari più impegnativi, sono fondamentali la scelta del materiale, il corretto staffaggio, la sequenza delle lavorazioni e, quando necessario, la stabilizzazione termica.
L’esperienza di Plastics & Seals
Plastics & Seals realizza particolari a disegno in materiali plastici tecnici, dal singolo prototipo alle piccole e medie serie.
Il parco macchine, recente e orientato alla lavorazione di precisione, permette di eseguire:
| Lavorazione | Precisione indicativa ottenibile |
| Tornitura | fino a 0,05 mm Rugosità fino a 0,4 Ra |
| Fresatura | fino a 0,05 mm Rugosità fino a 0,4 Ra |
| Foratura | fino a 0,05 mm |
| Piallatura | fino a 0,10 mm |
| Sezionatura | fino a 0,10 mm |
La precisione effettivamente raggiungibile dipende comunque dal materiale, dalle dimensioni del pezzo, dalla geometria, dalla stabilità del semilavorato e dalle tolleranze indicate sul disegno.
Lavorare la plastica non è come lavorare il metallo
Uno degli errori più frequenti consiste nel trattare un tecnopolimero come se fosse acciaio o alluminio.
Le plastiche hanno caratteristiche molto diverse e queste influenzano direttamente il modo in cui devono essere lavorate.
Il calore
La maggior parte delle plastiche conduce il calore molto meno efficacemente dei metalli.
Durante la lavorazione, quindi, il calore prodotto dal taglio tende a concentrarsi nella zona tra utensile e pezzo.
Se la temperatura aumenta troppo, possono comparire:
- rammollimento;
- fusione superficiale;
- bave;
- variazioni dimensionali;
- deformazioni;
- incollaggio del materiale sull’utensile;
- peggioramento della finitura.
Per questo sono importanti utensili correttamente affilati, parametri adeguati e una buona evacuazione del truciolo.
La dilatazione termica
Le plastiche si dilatano generalmente molto più dei metalli quando aumenta la temperatura.
Questo aspetto è particolarmente importante quando si devono ottenere tolleranze strette.
Un pezzo misurato subito dopo la lavorazione può avere dimensioni leggermente diverse da quelle che presenterà una volta tornato alla temperatura ambiente.
Per i particolari di precisione è quindi importante:
- controllare la temperatura durante la lavorazione;
- evitare il surriscaldamento;
- lasciare stabilizzare il pezzo quando necessario;
- eseguire il controllo dimensionale in condizioni adeguate.
La deformazione durante il serraggio
Una pressione eccessiva esercitata da una morsa può deformare un pezzo plastico. Una volta liberato dal serraggio, il componente può recuperare parzialmente la propria forma e risultare fuori tolleranza.
Il problema è particolarmente evidente con:
- pareti sottili;
- tubi;
- anelli;
- boccole;
- materiali elastici;
- pezzi di grandi dimensioni.
Per queste geometrie possono essere necessari supporti interni o sistemi di serraggio appositamente studiati.
Ricottura e stabilizzazione: quando sono importanti?
Durante la produzione di barre, lastre e tubi possono formarsi tensioni interne.
Quando il pezzo viene successivamente lavorato, la rimozione di una parte del materiale può modificare l’equilibrio di queste tensioni.
Il risultato può essere una deformazione che compare durante la lavorazione, dopo il rilascio dalla morsa o anche successivamente.
La ricottura, o annealing, serve a ridurre queste tensioni.
È particolarmente utile quando il componente:
- presenta forti asportazioni di materiale;
- ha una geometria asimmetrica;
- possiede pareti sottili;
- deve rispettare tolleranze ristrette;
- è realizzato in materiale caricato con fibre;
- deve mantenere la propria geometria nel tempo.
Per alcuni materiali e particolari può essere utile procedere con:
sgrossatura → stabilizzazione → finitura → controllo dimensionale
Precisione e rugosità: cosa è realmente possibile ottenere?
È importante distinguere tra precisione della macchina e precisione finale del componente.
Una macchina CNC può avere una risoluzione molto elevata, ma il risultato dipende anche da:
- temperatura;
- dilatazione termica;
- rigidità del pezzo;
- tensioni interne;
- umidità assorbita;
- geometria;
- modalità di serraggio;
- usura dell’utensile;
- qualità del semilavorato.
Plastics & Seals può raggiungere indicativamente 0,05 mm nelle lavorazioni di tornitura, fresatura e foratura, mentre piallatura e sezionatura possono raggiungere indicativamente 0,10 mm.
Questi valori devono essere interpretati come capacità indicativa della lavorazione e non come tolleranza automaticamente garantibile su qualsiasi materiale e geometria.
Una boccola massiccia in PEEK e un anello sottile in PTFE, ad esempio, non hanno lo stesso comportamento dimensionale anche se vengono lavorati sulla stessa macchina.
Guida alla lavorazione del PVC
Il PVC-U è un materiale rigido, dimensionalmente stabile e generalmente facile da lavorare.
Si presta bene a:
- tornitura;
- fresatura;
- foratura;
- piallatura;
- sezionatura.
Durante la lavorazione bisogna evitare il surriscaldamento. Temperature troppo elevate possono peggiorare la superficie e generare prodotti di decomposizione del materiale.
Plastics & Seals realizza in PVC flange, raccordi, supporti, carter, distanziali e componenti per impianti industriali.
Guida alla lavorazione del Poliuretano PUR
Il poliuretano può presentarsi in diverse formulazioni e durezze. Rispetto alle plastiche rigide, la sua caratteristica principale è l’elevata elasticità.
Quando il pezzo viene stretto o sottoposto alla pressione dell’utensile, può deformarsi.
Sono quindi particolarmente importanti:
- utensili molto affilati;
- serraggio controllato;
- sostegno adeguato del pezzo;
- corretta evacuazione del truciolo.
È utilizzato per rulli, ruote, pattini, tamponi ed elementi antiusura.
Guida alla lavorazione del PET-P (Arnite, Ertalyte, ecc.)
Il PET-P, disponibile anche con denominazioni commerciali come Ertalyte®, Arnite®, Tecadur®, ecc. è utilizzato quando sono richieste rigidità, buona stabilità dimensionale, resistenza all’usura e precisione di lavorazione.
Assorbe poca umidità rispetto alle poliammidi e può quindi essere vantaggioso per componenti nei quali la stabilità dimensionale è importante.
È impiegato per:
- boccole;
- cuscinetti;
- pattini;
- guide;
- rulli;
- componenti di precisione.
La sua buona lavorabilità permette di realizzare particolari complessi con ottime finiture superficiali. (Ensinger)
Guida alla lavorazione del Polietilene PE
Il polietilene comprende numerosi gradi, tra cui:
- PE-HD;
- PE-500;
- PE-1000 (PE-UHMW);
- PE-9000 (densità molecolare 9M)
È resistente agli agenti chimici, leggero e, in alcune formulazioni, molto resistente all’usura.
Dal punto di vista della lavorazione presenta però una caratteristica importante: è molto duttile.
Il truciolo può risultare lungo e continuo e tendere ad avvolgersi intorno all’utensile.
Sono quindi fondamentali:
- utensili affilati;
- corretta evacuazione del truciolo;
- adeguata velocità di avanzamento;
- controllo della temperatura.
Plastics & Seals lavora PE-HD, PE-1000 e altri gradi di polietilene attraverso tornitura, fresatura, piallatura, sezionatura e foratura.
Guida alla lavorazione del PE-HD HT
Il PE-HD HT è sviluppato per offrire una maggiore resistenza alle temperature rispetto ai comuni gradi di polietilene.
Mantiene molte delle caratteristiche tipiche del PE:
- buona resistenza chimica;
- resistenza all’usura;
- basso coefficiente di attrito;
- buona lavorabilità.
La lavorazione richiede particolare attenzione al surriscaldamento e all’evacuazione del truciolo.
Guida alla lavorazione del Nylon estruso
Il Nylon 6 estruso è uno dei materiali più utilizzati per la produzione di componenti meccanici.
Offre:
- buona resistenza meccanica;
- tenacità;
- resistenza all’usura;
- buona resistenza agli urti;
- buona lavorabilità.
Dal punto di vista della lavorazione, però, presenta una caratteristica che lo distingue nettamente da materiali come POM-C: il truciolo tende a non spezzarsi facilmente.
Durante la tornitura può quindi formarsi un truciolo lungo e continuo che:
- si avvolge sul pezzo;
- può interferire con l’utensile;
- può peggiorare la superficie;
- può aumentare il calore nella zona di taglio;
- rende più importante l’evacuazione del truciolo.
Per questo motivo la lavorazione del nylon estruso richiede un’impostazione specifica, soprattutto nella tornitura.
Un ulteriore aspetto da considerare è l’assorbimento di umidità. Il nylon può modificare le proprie dimensioni in funzione dell’umidità assorbita, quindi la condizione del materiale deve essere considerata quando si progettano particolari di precisione.
Applicazioni
Il nylon estruso viene utilizzato per:
- boccole;
- rulli;
- ruote;
- pattini;
- guide;
- distanziali;
- ingranaggi;
- componenti strutturali.
Plastics & Seals dispone di esperienza nella lavorazione del nylon estruso, compresa la gestione delle problematiche legate al truciolo lungo e alla stabilità dimensionale.
Guida alla lavorazione del Nylon colato
Il Nylon colato, spesso indicato come PA6G, viene prodotto attraverso un processo diverso dal nylon estruso e può offrire caratteristiche particolarmente interessanti per componenti di grandi dimensioni.
Rispetto al nylon estruso presenta un comportamento di lavorazione differente.
La struttura del materiale e il modo in cui viene prodotto influenzano la formazione del truciolo e la risposta del pezzo durante la lavorazione.
Il nylon colato è spesso scelto per:
- grandi boccole;
- ingranaggi;
- ruote;
- pulegge;
- pattini;
- guide;
- componenti antiusura;
- particolari di grandi dimensioni.
Anche in questo caso l’umidità deve essere considerata quando sono richieste quote molto precise.
Nylon estruso e nylon colato: quali differenze?
| Caratteristica | Nylon estruso | Nylon colato |
| Processo di produzione | Estrusione | Colata |
| Comportamento al taglio | Più elastico e tenace | Generalmente più favorevole alla lavorazione |
| Formazione del truciolo | Tende a produrre truciolo lungo e continuo | Può risultare più facilmente gestibile |
| Tornitura | Richiede particolare attenzione all’evacuazione del truciolo | Generalmente più agevole |
| Grandi dimensioni | Disponibilità legata alla gamma del produttore | Particolarmente interessante |
| Assorbimento di umidità | Significativo | Significativo |
| Applicazioni tipiche | Boccole, guide, rulli, ingranaggi | Boccole, ruote, ingranaggi, grandi componenti antiusura |
La scelta tra estruso e colato non dovrebbe quindi essere fatta esclusivamente in base al prezzo del semilavorato.
Per un particolare di grandi dimensioni o con una geometria complessa, la lavorabilità e la stabilità del materiale possono incidere significativamente sul costo complessivo del pezzo finito.
Guida alla lavorazione del POM-C
Il POM-C, noto anche come acetalica, Ertacetal, Tecaform o Delrin®, è uno dei materiali più utilizzati per i particolari plastici lavorati a macchina.
È apprezzato per:
- elevata rigidità;
- buona stabilità dimensionale;
- basso assorbimento di umidità;
- buona resistenza all’usura;
- ottima lavorabilità;
- buona finitura superficiale.
Una delle caratteristiche che rende il POM-C particolarmente piacevole da lavorare è la formazione di un truciolo relativamente corto e gestibile.
È quindi adatto a:
- boccole;
- ingranaggi;
- pulegge;
- rulli;
- guide;
- pattini;
- distanziali;
- componenti per macchine automatiche.
Plastics & Seals lavora POM-C mediante tornitura, fresatura, foratura, piallatura e sezionatura.
Guida alla lavorazione del PEEK
Il PEEK è uno dei tecnopolimeri ad alte prestazioni più conosciuti.
È scelto quando sono necessarie:
- elevata resistenza meccanica;
- resistenza alle alte temperature;
- resistenza chimica;
- stabilità dimensionale;
- resistenza all’usura.
È disponibile anche in versioni rinforzate con fibre di vetro o carbonio.
Queste versioni possono essere più abrasive per gli utensili e richiedono quindi particolare attenzione all’usura del tagliente.
Plastics & Seals realizza componenti in PEEK vergine e caricato mediante tornitura, fresatura e foratura.
Guida alla lavorazione del Torlon PAI
Il Torlon® PAI, cioè la poliammide-imide, appartiene alla famiglia dei tecnopolimeri ad altissime prestazioni.
È utilizzato quando sono richieste contemporaneamente:
- elevata resistenza meccanica;
- elevata rigidità;
- resistenza alle alte temperature;
- stabilità dimensionale;
- resistenza all’usura;
- resistenza a condizioni di lavoro severe.
Il Torlon è disponibile in diversi gradi, e il comportamento durante la lavorazione può cambiare in funzione della formulazione.
Come si lavora il Torlon?
Il materiale è generalmente stabile durante l’asportazione, ma può essere molto abrasivo per gli utensili, soprattutto nei gradi rinforzati.
Le indicazioni del produttore prevedono l’impiego di utensili in metallo duro, mentre per produzioni più impegnative sono raccomandati utensili con taglienti in diamante. Il produttore segnala inoltre la necessità di prestare attenzione alle sezioni sottili e agli spigoli vivi.
Durante la lavorazione è importante:
- controllare l’usura dell’utensile;
- evitare il surriscaldamento;
- garantire una buona evacuazione del truciolo;
- evitare di sottoporre a carichi eccessivi le sezioni sottili;
- valutare la stabilizzazione post-lavorazione nei particolari destinati a condizioni di esercizio severe.
Il produttore indica inoltre che alcuni particolari Torlon possono richiedere un trattamento termico successivo alla lavorazione per ottimizzare le prestazioni, soprattutto in applicazioni di attrito, usura o ambienti chimicamente aggressivi.
Applicazioni
Il Torlon PAI viene utilizzato per:
- boccole;
- anelli;
- pattini;
- isolatori;
- componenti antiusura;
- componenti per semiconduttori;
- applicazioni aerospaziali;
- componenti per pompe e compressori.
È un materiale nel quale la scelta di un’officina con esperienza specifica nella lavorazione dei tecnopolimeri ad alte prestazioni è particolarmente importante.
Guida alla lavorazione del Celazole PBI
Il Celazole® PBI, basato su polibenzimidazolo, appartiene alla fascia più alta dei tecnopolimeri tecnici.
È un materiale destinato a condizioni particolarmente severe, nelle quali vengono richieste elevate prestazioni termiche, meccaniche e dimensionali.
Il PBI è molto diverso dalle plastiche tecniche tradizionali e non dovrebbe essere trattato come un normale POM, PA o PE.
Perché è un materiale particolare?
Il PBI combina:
- elevata resistenza alle temperature;
- elevata rigidità;
- ottima stabilità dimensionale;
- elevata resistenza all’usura;
- buona resistenza chimica;
- prestazioni elevate in condizioni severe.
- Basso degasaggio
La lavorazione deve essere effettuata con utensili adeguati e con particolare attenzione a:
- usura del tagliente;
- temperatura;
- serraggio;
- geometria del componente;
- eventuali tensioni interne;
- qualità del semilavorato.
Per componenti di precisione è particolarmente importante prevedere una strategia di lavorazione progressiva, evitando asportazioni eccessivamente aggressive.
Applicazioni
Il Celazole PBI trova applicazione in componenti destinati, ad esempio, a:
- alte temperature;
- semiconduttori;
- vuoto;
- componenti di scorrimento;
- applicazioni aerospaziali;
- apparecchiature industriali ad alte prestazioni.
Per questi materiali la scelta del fornitore non dovrebbe basarsi soltanto sul prezzo della lavorazione, ma sulla sua esperienza nella gestione di materiali ad alto costo e geometrie di precisione.
Guida alla lavorazione del Teflon – PTFE
Il PTFE, universalmente noto come Teflon, è caratterizzato da:
- elevatissima resistenza chimica e alle alte temperature;
- bassissimo coefficiente di attrito;
- resistente alle basse temperature
- ottime proprietà isolanti elettriche
La lavorazione meccanica presenta però alcune difficoltà.
Il PTFE è relativamente morbido e può deformarsi facilmente sotto pressione.
Per ottenere una buona superficie sono importanti:
- utensili molto affilati;
- geometrie di taglio adeguate;
- serraggio leggero;
- controllo della temperatura;
- corretta gestione delle tolleranze.
Plastics & Seals realizza boccole, anelli, guarnizioni, sedi di tenuta e altri componenti in PTFE attraverso lavorazioni di tornitura, fresatura e foratura.
Guida alla lavorazione del PVDF
Il PVDF, commercializzato anche come Kynar®, è caratterizzato da una combinazione di:
- resistenza chimica;
- resistenza meccanica;
- resistenza all’invecchiamento;
- buona stabilità alle temperature;
- resistenza agli agenti atmosferici.
È utilizzato soprattutto negli impianti chimici e nelle applicazioni nelle quali la resistenza agli agenti aggressivi è importante.
Plastics & Seals realizza componenti in PVDF mediante tornitura, fresatura, foratura e lavorazioni su lastre e barre.
Guida alla lavorazione del PPS
Il PPS è un tecnopolimero ad alte prestazioni caratterizzato da elevata resistenza chimica e buona resistenza alle alte temperature.
I gradi caricati con fibre possono risultare particolarmente abrasivi per gli utensili.
Durante la lavorazione occorre quindi monitorare attentamente l’usura del tagliente e il calore generato.
Guida alla lavorazione del PEI, PSU e PPSU
PEI, PSU e PPSU appartengono alla famiglia dei tecnopolimeri amorfi ad alte prestazioni.
Sono utilizzati quando sono richieste:
- resistenza alle temperature;
- stabilità dimensionale;
- resistenza chimica;
- buona resistenza meccanica.
Essendo materiali amorfi, devono essere lavorati con attenzione alle tensioni interne e alla compatibilità con eventuali fluidi utilizzati durante la lavorazione.
Il PPSU è particolarmente interessante per alcune applicazioni medicali e per componenti soggetti a processi di sterilizzazione, in funzione del grado specifico.
Guida alla lavorazione dei materiali trasparenti: PC, PMMA e PETG
I materiali trasparenti meritano una sezione specifica perché, oltre alla precisione dimensionale, è spesso necessario preservare trasparenza, brillantezza e qualità estetica della superficie.
I principali materiali lavorati sono:
- policarbonato (PC);
- PMMA;
- PETG.
Policarbonato – PC
Il policarbonato è resistente agli urti e relativamente leggero.
È utilizzato per:
- carter;
- protezioni;
- schermi;
- finestre di ispezione;
- ripari;
- componenti trasparenti.
La lavorazione richiede attenzione al calore e alla qualità dell’utensile.
Il PC è inoltre sensibile, in determinate condizioni, ai fenomeni di fessurazione sotto tensione. La compatibilità di eventuali fluidi di lavorazione deve quindi essere valutata con attenzione.
PMMA
Il PMMA, comunemente conosciuto come plexiglass, offre un’elevata trasparenza e un’eccellente qualità ottica.
È utilizzato soprattutto quando l’aspetto visivo del componente è importante.
La lavorazione CNC può produrre ottime superfici, ma il materiale è più fragile del policarbonato e può essere soggetto a scheggiature o criccature se vengono utilizzati utensili o parametri non adeguati.
Per ottenere una superficie otticamente migliore possono essere necessarie successive operazioni di lucidatura.
PETG
Il PETG è un materiale trasparente con buona resistenza agli urti e buona lavorabilità.
Rispetto al PMMA è generalmente più tenace e meno fragile.
È particolarmente interessante per:
- protezioni;
- carter;
- contenitori;
- particolari trasparenti;
- componenti sagomati.
Confronto tra i principali materiali trasparenti
| Caratteristica | PC | PMMA | PETG |
| Trasparenza | Elevata | Molto elevata | Elevata |
| Resistenza agli urti | Molto elevata | Media | Elevata |
| Rigidità | Elevata | Elevata | Media |
| Lavorabilità CNC | Buona | Buona | Buona |
| Resistenza alle incisioni | Media | Buona | Media |
| Fragilità | Bassa | Maggiore | Bassa |
| Applicazioni tipiche | Protezioni, carter | Componenti ottici, protezioni | Protezioni, carter, contenitori |
Plastics & Seals può lavorare questi materiali mediante sezionatura, fresatura, foratura e lavorazioni CNC di precisione, mantenendo particolare attenzione alla qualità del bordo e della superficie quando il componente deve rimanere trasparente.
Guida alla lavorazione delle gomme e degli elastomeri
Gomme, elastomeri e siliconi sono particolarmente difficili da lavorare perché possono deformarsi sotto la pressione dell’utensile.
Tra i materiali utilizzati per applicazioni industriali troviamo:
- FKM/Viton®;
- FFKM/Kalrez®;
- silicone;
- poliuretano.
Per guarnizioni e componenti elastomerici a disegno la lavorazione può richiedere tecniche specifiche.
L’obiettivo è evitare che il pezzo venga deformato durante la lavorazione e che la superficie presenti strappi o irregolarità.
Guida alla lavorazione del silicone
Il silicone offre un’eccellente stabilità alle temperature ed è disponibile in formulazioni destinate anche ad applicazioni particolari.
La lavorazione meccanica è più complessa rispetto a quella delle plastiche rigide.
Il principale problema è la deformabilità del materiale.
Sono quindi importanti:
- utensili molto affilati;
- serraggi delicati;
- supporto adeguato;
- velocità controllate;
- geometrie studiate per evitare strappi.
Guida alla lavorazione del PTFE cellulare e dei materiali espansi
Il PTFE cellulare, il silicone cellulare e materiali espansi come Sealflon® vengono utilizzati soprattutto per guarnizioni e sistemi di tenuta.
La loro struttura porosa rende più delicata la lavorazione.
Per le lastre sottili o flessibili può essere preferibile utilizzare un piano aspirato (vacuum table).
In questo modo la lastra viene mantenuta in posizione attraverso il vuoto, evitando la pressione localizzata che potrebbe deformare il materiale.
Lavorazioni CNC di prodotti destinati al contatto con alimenti: requisiti MOCA
La realizzazione di un particolare plastico destinato a entrare in contatto con alimenti non consiste semplicemente nell’utilizzare una materia prima dichiarata “per alimenti”.
Il prodotto finito deve essere realizzato all’interno di un processo controllato e coerente con i requisiti applicabili ai MOCA – Materiali e Oggetti destinati al Contatto con Alimenti.
Il quadro europeo comprende, tra gli altri, il Regolamento (CE) 1935/2004, il Regolamento (CE) 2023/2006 sulle GMP e, per le materie plastiche, il Regolamento (UE) 10/2011 e successive modifiche.
Il principio fondamentale è che il materiale non deve trasferire agli alimenti sostanze in quantità tali da creare un pericolo per la salute, modificare in modo inaccettabile la composizione dell’alimento o alterarne le caratteristiche organolettiche.
Non basta quindi scegliere il materiale corretto
Per una lavorazione CNC in linea con gli standard MOCA devono essere rispettati i seguenti punti:
- tracciabilità del semilavorato (lotto di produzione);
- pulizia delle macchine e delle attrezzature;
- sanificazione del prodotto durante il processo di lavorazione;
- stoccaggio separato;
- identificazione del prodotto;
- tracciabilità durante tutte le fasi del processo di lavorazione.
Il Regolamento 2023/2006 richiede inoltre un sistema di assicurazione e controllo della qualità adeguato al processo produttivo e alla posizione dell’azienda nella catena di fornitura.
Materie prime idonee al contatto alimentare
Il primo requisito è utilizzare un materiale specificamente idoneo all’applicazione MOCA prevista.
Non è sufficiente che il polimero appartenga a una famiglia generalmente utilizzata nel settore alimentare.
Devono essere verificati:
- rispetto dei limiti di migrazione specifici (SML) e generici (OML)
- composizione;
- eventuali limitazioni di utilizzo;
- tipo di alimento;
- durata e condizioni del contatto;
Per le materie plastiche, il Regolamento (UE) 10/2011 stabilisce una lista unionale delle sostanze ammesse e specifiche condizioni e limiti di migrazione.
La documentazione deve quindi seguire il materiale durante il processo produttivo.
Sanificazione delle macchine e delle aree di lavoro
Un particolare MOCA non dovrebbe essere lavorato su una macchina semplicemente perché “pulita a vista”.
È necessario prevedere procedure di pulizia adeguate per evitare che il materiale venga contaminato da:
- residui di altre plastiche;
- oli;
- grassi;
- detergenti;
- trucioli;
- polveri;
- residui di lavorazioni precedenti;
- corpi estranei.
In funzione del processo, possono essere previste:
- pulizia delle superfici della macchina;
- pulizia del piano di lavoro;
- pulizia delle morse e degli attrezzaggi;
- rimozione completa dei trucioli;
- aspirazione delle polveri;
- pulizia degli utensili;
- verifica visiva prima dell’avvio della produzione.
È inoltre importante evitare che i componenti destinati al contatto alimentare vengano appoggiati direttamente su superfici sporche o utilizzate per lavorazioni non compatibili.
Il principio GMP richiede che le operazioni di produzione siano organizzate in modo da mantenere la conformità del prodotto alle prescrizioni applicabili. (Eur-Lex)
Stoccaggio separato di materie prime, semilavorati e prodotti finiti
Un aspetto spesso sottovalutato è la separazione fisica e organizzativa dei materiali.
Le materie prime destinate a lavorazioni MOCA dovrebbero essere chiaramente identificate e mantenute separate dai materiali non destinati al contatto alimentare.
Lo stesso principio deve essere applicato a:
- semilavorati;
- particolari in lavorazione;
- prodotti finiti;
- prodotti non conformi;
- sfridi e scarti.
Una gestione corretta deve impedire che un pezzo conforme venga confuso con uno non conforme o che un materiale non MOCA venga accidentalmente utilizzato per una commessa alimentare.
Un’organizzazione efficace può prevedere aree o identificazioni separate per:
| Materiale/prodotto | Gestione |
| Materie prime MOCA | Identificate e separate |
| Materie prime non MOCA | Separazione e identificazione distinta |
| Semilavorati MOCA | Identificati con lotto e commessa |
| Prodotti finiti MOCA | Area dedicata o chiaramente identificata |
| Prodotti non conformi | Area separata e identificata |
| Sfridi e scarti | Separati dal prodotto conforme |
La tracciabilità: il punto centrale delle lavorazioni MOCA
La tracciabilità è uno degli aspetti più importanti quando un particolare plastico viene destinato all’industria alimentare.
L’obiettivo è poter ricostruire il percorso del prodotto:
materia prima → lotto → lavorazione → operatore/macchina → controllo → prodotto finito → cliente
La normativa europea sui MOCA prevede specifici obblighi di documentazione e tracciabilità lungo la catena di fornitura.
Questo significa che, per un ufficio acquisti dell’industria alimentare, non è sufficiente chiedere:
“Il materiale è alimentare?”
È più corretto chiedere:
“Potete garantire la conformità del particolare finito e la completa tracciabilità della materia prima e del processo di lavorazione?”
Dichiarazione di conformità MOCA
Per i MOCA la documentazione di conformità è parte integrante della gestione del prodotto.
Il Ministero della Salute ricorda che gli articoli destinati al contatto con alimenti devono essere accompagnati dalla relativa Dichiarazione di Conformità, contenente anche le condizioni e le eventuali limitazioni d’impiego.
Per un particolare lavorato CNC, quindi, la documentazione può comprendere:
- dichiarazione di conformità del materiale;
- identificazione del materiale utilizzato;
- lotto;
È importante distinguere tra conformità della materia prima e conformità del particolare finito: la prima è necessaria, ma la corretta gestione della trasformazione e della tracciabilità è altrettanto importante.
Quali componenti a disegno si possono realizzare con le macchine CNC?
La lavorazione CNC permette di realizzare:
- boccole;
- bronzine;
- anelli;
- distanziali;
- rulli;
- pulegge;
- ruote;
- ingranaggi;
- pattini;
- guide;
- supporti;
- carter;
- flange;
- piastre;
- stelle;
- componenti di tenuta;
- particolari trasparenti;
- componenti per macchine automatiche.
| Componente | Funzione e applicazione | Materiali indicativi | Lavorazioni CNC |
| Boccole antiusura | Supporto per alberi rotanti | PET-P, POM, PTFE, PEEK | Tornitura, foratura |
| Ingranaggi | Trasmissione del movimento | PA6, PA6G, POM | Fresatura, dentatura |
| Pattini e guide | Movimentazione lineare | PE-1000, POM | Piallatura, fresatura |
| Sedi valvola | Sistemi di tenuta | PTFE, PEEK, PAI | Tornitura, foratura |
| Componenti di precisione | Elettronica e macchine speciali | PEEK, PAI, PBI | Fresatura, tornitura |
| Guarnizioni sagomate | Tenuta | PTFE-C, silicone, Sealflon® | Fresatura, taglio |
| Carter e protezioni | Sicurezza macchine | PC, PMMA, PETG | Sezionatura, fresatura, foratura |
| Madreviti | Movimentazione lineare | PA6, PA6G, POM | Tornitura, filettatura |
Tornitura, fresatura, piallatura, sezionatura e foratura
Tornitura
Indicata per:
- boccole;
- anelli;
- rulli;
- alberini;
- distanziali;
- pulegge;
- sedi circolari.
Plastics & Seals esegue tornitura di precisione con capacità indicativa fino a 0,05 mm.
Fresatura
Permette di ottenere:
- superfici piane;
- cave;
- tasche;
- fori;
- sagome;
- profili tridimensionali;
- particolari complessi.
La precisione indicativa può arrivare fino a 0,05 mm, in funzione del materiale e della geometria.
Piallatura
È particolarmente interessante per lavorare superfici estese di lastre e blocchi.
Precisione indicativa: fino a 0,10 mm.
Sezionatura
Permette di ricavare dal semilavorato dischi, piastre, spezzoni e altri elementi destinati alle lavorazioni successive.
Precisione indicativa: fino a 0,10 mm.
Foratura
È importante soprattutto con:
- fori profondi;
- piccoli diametri;
- materiali abrasivi;
- materiali che producono trucioli lunghi;
- pezzi con pareti sottili.
Plastics & Seals può raggiungere indicativamente 0,05 mm nelle lavorazioni di foratura, in funzione del componente.
Come scegliere il materiale giusto?
Per un ufficio tecnico la domanda non è semplicemente:
“Quale plastica è più resistente?”
La domanda corretta è:
“Quale materiale mantiene le caratteristiche necessarie per tutta la vita utile del componente?”
| Caratteristica | Domanda da porsi |
| Temperatura | A quale temperatura lavorerà il componente? |
| Carico | Quali forze dovrà sopportare? |
| Usura | Il componente sarà soggetto ad attrito? |
| Chimica | Entrerà in contatto con oli, solventi o detergenti? |
| Umidità | L’ambiente può modificarne le dimensioni? |
| Igiene | È destinato ad alimentare, farmaceutico o medicale? |
| Elettricità | Deve essere isolante, dissipativo o conduttivo? |
| Attrito | È necessario un basso coefficiente di attrito? |
| Precisione | Quali tolleranze sono realmente necessarie? |
| Quantità | Prototipo, piccola serie o grande produzione? |
Come ottenere componenti CNC più precisi?
Per ottenere un particolare plastico di precisione non basta utilizzare una macchina CNC moderna.
Il risultato nasce dalla combinazione di:
- Scelta del materiale
Un materiale dimensionalmente stabile può essere preferibile quando sono richieste tolleranze ristrette.
- Qualità del semilavorato
Barre, lastre e tubi devono essere idonei alla lavorazione prevista e, quando necessario, stabilizzati.
- Corretta sequenza di lavorazione
Per particolari complessi può essere utile procedere con:
sgrossatura → stabilizzazione → finitura → controllo dimensionale
- Utensili corretti
Un utensile usurato può aumentare il calore e peggiorare superficie e precisione.
- Serraggio adeguato
Il pezzo deve essere sufficientemente bloccato, ma senza deformarlo.
- Controllo dimensionale
Il controllo deve tenere conto anche della temperatura e delle caratteristiche del materiale.
Plastics & Seals: esperienza nella lavorazione dei tecnopolimeri
Per un ufficio tecnico o acquisti, scegliere un fornitore di particolari plastici significa cercare qualcosa di più della semplice disponibilità di una macchina CNC.
È importante che il fornitore conosca il comportamento dei diversi tecnopolimeri.
Plastics & Seals lavora quotidianamente semilavorati plastici per trasformarli in particolari a disegno destinati a impianti, macchinari e linee industriali.
Il parco macchine è costantemente rinnovato e dedicato alla massima qualità realizzativa r permette di gestire sia lavorazioni semplici sia componenti con geometrie più complesse.
L’esperienza nella lavorazione dei tecnopolimeri è particolarmente importante perché materiali apparentemente simili possono comportarsi in maniera molto diversa.
Quali informazioni fornire al fornitore per ottenere un’offerta corretta?
Per velocizzare la valutazione tecnica ed economica di un particolare a disegno è utile fornire:
- disegno tecnico quotato;
- file 3D, quando disponibile;
- materiale richiesto;
- quantità;
- tolleranze;
- rugosità richieste;
- eventuali certificazioni;
- destinazione d’uso;
- eventuali requisiti alimentari, medicali o di altro tipo;
- temperatura di esercizio;
- contatto con prodotti chimici;
- eventuali requisiti di tracciabilità.
Quando il materiale non è ancora definito, è utile indicare almeno le condizioni di utilizzo.
Un fornitore esperto può contribuire a valutare se il materiale indicato sia effettivamente quello più adatto oppure se esistano alternative tecniche.
CNC o stampaggio?
Le due tecnologie rispondono a esigenze differenti.
| Caratteristica | Lavorazione CNC | Stampaggio a iniezione |
| Prototipi | Molto adatta | Generalmente poco conveniente |
| Piccole serie | Molto adatta | Da valutare |
| Medie serie | Spesso adatta | Da valutare |
| Grandi serie | Da valutare | Generalmente più adatto |
| Modifiche al disegno | Semplici | Richiedono modifica dello stampo |
| Costo iniziale | Ridotto | Elevato per lo stampo |
| Geometrie complesse | Molto flessibile | Dipende dallo stampo |
| Tempi di avviamento | Generalmente brevi | Richiedono progettazione e costruzione stampo |
| Materiali ad alte prestazioni | Molto interessante | Dipende dal materiale |
| Pezzi da barra/lastra/tubo | Sì | No |
Conclusioni
La lavorazione CNC delle materie plastiche tecniche offre una grande libertà progettuale e permette di produrre rapidamente componenti che, in molti casi, non richiedono la realizzazione di uno stampo.
Il risultato dipende dalla corretta combinazione di:
- materiale;
- semilavorato;
- utensile;
- macchina;
- parametri di lavorazione;
- sistema di serraggio;
- controllo della temperatura;
- eventuale stabilizzazione;
- controllo dimensionale;
- tracciabilità del processo quando richiesta.
Per i materiali più comuni, come POM, PE, PET-P e PA, la conoscenza del comportamento del polimero durante il taglio permette di migliorare qualità e produttività.
Per i materiali più impegnativi, come PEEK, PTFE, Torlon PAI e Celazole PBI, diventa ancora più importante l’esperienza specifica dell’officina.
Lo stesso vale per materiali apparentemente semplici ma delicati da lavorare, come nylon estruso, materiali trasparenti, poliuretani, siliconi e materiali cellulari.
Per i prodotti destinati al settore alimentare, infine, la qualità della lavorazione deve essere accompagnata da una corretta gestione MOCA, GMP, pulizia, segregazione dei materiali, documentazione e completa tracciabilità. Il quadro europeo richiede infatti che i MOCA siano prodotti secondo buone pratiche di fabbricazione e che siano supportati dalla documentazione di conformità prevista.
Plastics & Seals: dal semilavorato al particolare finito
Plastics & Seals mette a disposizione esperienza nella lavorazione dei tecnopolimeri e un parco macchine CNC recente e di precisione per la produzione di particolari a disegno in plastica, dal prototipo alle piccole e medie serie.
Le lavorazioni comprendono tornitura, fresatura, foratura, piallatura e sezionatura, con precisioni indicative fino a 0,05 mm nelle lavorazioni di tornitura, fresatura e foratura e fino a 0,10 mm per piallatura e sezionatura, in funzione del materiale e della geometria.
L’obiettivo non è semplicemente “lavorare la plastica”, ma individuare il corretto abbinamento tra materiale, tecnologia di lavorazione e requisiti del componente, offrendo a uffici tecnici e uffici acquisti un interlocutore competente per la realizzazione di particolari plastici a disegno.
Per la parte MOCA ho volutamente usato formulazioni più rigorose rispetto alla prima versione: il Reg. 1935/2004 disciplina sicurezza, inerzia, documentazione e tracciabilità; il Reg. 2023/2006 disciplina le GMP; il Reg. 10/2011 disciplina specificamente le plastiche e le condizioni di conformità/migrazione.
Un punto che terrei particolarmente in evidenza nell’articolo definitivo è proprio “non basta che la plastica sia MOCA: deve essere MOCA anche il processo con cui il particolare viene trasformato e gestito”. È un messaggio molto utile per gli uffici acquisti dell’alimentare.
Plastics & Seals – Materiali Plastici per l’Industria e l’Ingegneria
Via Bene Vagienna, 19 – Lequio Tanaro 12060 (CN)
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