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Sostituire il metallo con la plastica; è possibile ridurre l’impatto ambientale utilizzando i tecnopolimeri?

La plastica costituisce il principale materiale utilizzato per la realizzazione dei più disparati beni di consumo in funzione delle proprie caratteristiche tecniche e strutturali, che permettono di sviluppare soluzioni più resistenti, più leggere e più versatili, ma soprattutto a costi più contenuti.

Tuttavia, ancora oggi, moltissime lavorazioni prevedono l’utilizzo di materiali metallici in luogo della plastica, giustificandone l’utilizzo con la presunta maggiore resistenza agli elementi atmosferici o agli stress fisici, ma è davvero così?

Sappiamo che, sin dalla loro invenzione, le materie plastiche hanno contribuito ad innovare in modo sempre più massivo gli altri comparti industriali, dimostrandosi da subito più malleabili e versatili di buona parte delle materie prime naturali proprio in ragione delle caratteristiche intrinseche della plastica.

Nel tempo, grazie allo sviluppo di nuovi catalizzatori e alla sintesi di nuovi tecnopolimeri, l’industria della plastica ha ricoperto un ruolo sempre più centrale nella produzione mondiale di manufatti, tanto da poter finalmente iniziare parlare di “transizione alla plastica” o “metal replacement”, in quanto il metallo è a tutti gli effetti il materiale ultimo più difficilmente sostituibile con soluzioni equivalenti.

Ciononostante, sebbene ancora ad oggi parte dell’industria non sia fiduciosa dei vantaggi derivanti dal “metal replacement”, ci troviamo di fronte ad un periodo di svolta epocale, portato avanti dai numerosi benefici strettamente legati all’utilizzo di polimeri ad alte performance in luogo di materiali più pesanti e costosi, il cui utilizzo sta lentamente perdendo giustificazione grazie alle eccellenti prestazioni e al risparmio economico legati alle nuove materie plastiche.

Ormai, infatti, realizzare in plastica una parte in metallo non è più questione legata esclusivamente alla riduzione del peso del manufatto, in quanto le più moderne plastiche ingegnerizzate riescono a competere con il metallo sotto più punti di vista, rendendo di fatto la sostituzione del materiale un vero e proprio investimento a lungo termine.

Ma nello specifico, quali sono le caratteristiche desiderabili che rendono i polimeri ad alto potenziale un sostituto così valido?

  1. In primo luogo, è fondamentale sottolineare il rilevante risparmio in termini sia economici che di risorse derivanti dall’utilizzo della plastica. Infatti, grazie al processo di stampa ad iniezione, l’utilizzo del materiale viene ottimizzato e vengono velocizzati i tempi del ciclo industriale, in quanto la produzione delle parti non richiede alcuna lavorazione secondaria finalizzata a rendere identici i prodotti, riducendo di conseguenza la produzione di scarti.
  2. In secondo luogo, la natura malleabile dei polimeri permette di intervenire già durante il processo di stampa a iniezione, per effettuare una serie di lavorazioni più strutturate sul materiale, come la colorazione, la stratificazione o la lucidatura, eliminando in questo modo tutte quelle operazioni secondarie che complicano il processo produttivo. Così facendo può venire semplificato anche il processo di produzione e assemblaggio di pezzi complessi, composti da più parti in metallo fuse o fissate insieme tramite saldatura, realizzando un singolo elemento in plastica stampata ad iniezione e bypassando la necessità di giunti saldati tra le parti, prevenendo di conseguenza eventuali perdite.
  3. L’utilizzo di materie plastiche ingegnerizzate di massima qualità permette di raggiungere altissimi livelli di resistenza agli stress fisici, quasi comparabili a quelli di moltissime leghe metalliche. Inoltre, durante il processo di stampaggio a iniezione è possibile predisporre specifiche soluzioni progettuali che incrementino la resistenza strutturale senza che questo gravi particolarmente sul costo del pezzo.
  4. Naturale conseguenza dell’utilizzo della plastica al posto del metallo è la riduzione del peso complessivo del prodotto, fattore sensibile sia per le necessità dell’utente finale, sia per la riduzione dei costi di spedizione e di assemblaggio.
  5. In ragione della propria natura ingegnerizzata, le singole parti in polimeri ad alto potenziale possono venire progettate in modo da resistere meglio agli agenti atmosferici. Inoltre, grazie alla maggiore resistenza chimica tipica del materiale, questo non viene influenzato dai fattori corrosivi che possono attaccare il metallo, come la ruggine o l’ossidazione.
  6. Infine, l’utilizzo delle materie plastiche permette l’ottimizzazione del processo produttivo recuperando e riutilizzando le parti di scarto in modo più semplice ed immediato rispetto a quanto sarebbe possibile fare con gli scarti di produzione in metallo, i quali possono sì essere nuovamente fusi, ma con tempistiche più lunghe e modalità più complesse. I residui termoplastici possono essere agevolmente macinati nella propria forma originale, ovvero in pellet, e reintrodotti nel ciclo industriale senza particolari difficoltà o costi aggiuntivi.

 

Plastica sostenibile - Scarica la presentazione Rifra

Abbiamo visto che le materie plastiche, e nello specifico i tecnopolimeri, danno il meglio di sé quando la filiera produttiva è ripensata in funzione della plastica, innovando i processi produttivi e riconfigurando l’approccio durante la fase di progettazione.

All’attuale ritmo di sostituzione, è stato stimato che nel prossimo futuro il 25% del peso di una vettura sarà costituito da componenti in plastica, a dimostrazione dei vantaggi legati all’implementazione più massiccia di questo materiale nei processi produttivi.

È proprio in questa direzione che si sta muovendo l’industria della plastica, come dimostrato dal main topic del convegno Smart Plastic 2021, focalizzato sui Tecnopolimeri, a cui Rifra ha avuto modo di partecipare portando in campo la propria linea di Masterbatches colore, Rifra Ultratech, in grado di garantire il massimo della performance anche a temperature superiori ai 300°

In conclusione, è indubbio che grazie allo sviluppo dei polimeri ad alte performance sia appena iniziata l’era della sostituzione del metallo.

Sicuramente non tutto ciò che oggi viene realizzato in metallo può essere sostituito con materiali sintetici polimerici; tuttavia, i vantaggi derivanti dall’implementazione di manufatti plastici in luogo dei corrispettivi in metallo sono evidenti tanto dal punto di vista di tempistiche e costi, quanto dal punto di vista di impatto ambientale, aiutando la nostra società ad indirizzarsi verso un futuro più green e più sostenibile.

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