In plastica

Pezzi in metallo fuso o strutture in lamiera: da questi materiali si producono in genere supporti per apparecchi nell’ingegneria biomedica. Un’alternativa però può anche essere l’impiego di pezzi stampati a iniezione. Queste soluzioni non sono seconde sotto nessun punto di vista rispetto a quelle di costruzione comune e offrono addirittura ulteriori vantaggi: diversamente dal metallo, una parte stampata a iniezione non deve più essere tagliata (manualmente). I pezzi sono subito pronti per il montaggio e questo garantisce i tempi di produzione più brevi e una riduzione dei costi. Inoltre è possibile integrare nella forma anche strutture complesse, per esempio dispositivi per guide, rulli, ruote e sistemi frenanti, ma anche supporti per motori, canaline per cavi e raccordi.

Che tali idee si siano rivelate valide è dimostrato dall’esperienza di Fried Kunststofftechnik GmbH. L’azienda di Urbach è già da decenni specializzata in elementi stampati a iniezione in plastica voluminosi e ha già prodotto supporti per apparecchi per la dialisi e radiografi mobili, ma anche per microscopi operatori, tavoli operatori e macchine cuore e polmoni. Per garantire la stabilità degli elementi stampati a iniezione, nelle plastiche utilizzate per i supporti viene mescolata una miscela di fibra di vetro. Tramite il processo di stampaggio a iniezione di schiuma termoplastica (TSG) nascono pertanto pezzi precisi e dalle dimensioni stabili a partire da un materiale composito di fibra di vetro e plastica, la cui stabilità è equivalente a quella del metallo. Inoltre gli elementi stampati a iniezione sono resistenti anche in condizioni in cui il metallo si corroderebbe. Ciò è molto importante in particolare nell’ingegneria biomedica, poiché gli apparecchi vengono a contatto con i detergenti più aggressivi.

Per l’ingegneria biomedica l’azienda di Urbach utilizza pertanto anche sistemi di vernici proprietari, solubili in acqua per ragioni ecologiche, ma tuttavia molto robusti dal punto di vista chimico-fisico. I supporti per apparecchi ricevono questa protezione della superficie nell’officina di verniciatura propria, in postazioni di lavoro manuale o robotizzate.

Per garantire la compatibilità elettromagnetica, Fried scherma le parti delicate dei supporti per apparecchi con una verniciatura conduttrice in rame, per esempio laddove vengono montati i motori. In questo modo si evitano gli influssi elettromagnetici sui pazienti da una parte e sui delicati strumenti di misurazione delle apparecchiature mediche dall’altra.

Non tutti sanno che la pressofusione TSG è eccezionale in particolare per i pezzi voluminosi. Nei percorsi formativi destinati ai progettisti e ai costruttori, si spiegano i processi e si sondano le possibilità esistenti per esempio per i supporti per apparecchi. In questi percorsi e workshop, l’azienda di Urbach lavora con scuole superiori o fabbricanti di materie prime. Oltre ai dettagli tecnici, vengono considerati anche gli aspetti economici del processo in quanto i costi degli strumenti risultano convenienti non solo per le grandi serie: già nelle piccole serie, da circa 200 pezzi, i costi di acquisto si ammortizzano rapidamente e promettono un’elevata economicità.

Nello sviluppo di simili soluzioni, gli specialisti degli utensili di Fried si avvalgono di sistemi CAD 3D, simulano con metodi FE il prodotto finito e, in caso di necessità, tramite Rapid Prototyping generano un modello a grandezza naturale prima dell’inizio della serie. Tutto questo avviene in stretta collaborazione con il committente, che assiste e supporta i suoi costruttori.

Gli ingegneri di Fried definiscono anche le specifiche per l’utensile di stampaggio, selezionano, tenendo conto di punti di vista economico-tecnici, la plastica più adeguata e calcolano la colabilità dei materiali. Decidono quale qualità di acciaio è necessaria per le forme degli utensili e calcolano parametri per la successiva produzione. Gli strumenti vengono prodotti secondo queste indicazioni da uno specialista. Per oltre mille diverse forme, l’azienda di Urbach gestisce un magazzino in cui si effettua la manutenzione degli strumenti a cura di dipendenti dell’azienda stessa, e in caso di necessità, si svolgono riparazioni.

Per produrre supporti per apparecchi, si utilizzano macchine per stampaggio a iniezione con oltre 30.000 kN di forza di chiusura. Vengono rispettati gli elevatissimi standard dell’industria automobilistica: Fried Kunststofftechnik GmbH detiene la certificazione ISO/TS 16949. Su questa base, i committenti possono soddisfare, anche in mercati internazionali, le norme corrispondenti, come per esempio la UL e la FDA negli Stati Uniti.

Andreas Werum Giornalista specializzato a Tubinga