Poliossimetilene (POM)

Il poliossimetilene (POM) è un termoplastico tecnico composto da unità ossimetileniche ripetute (–CH₂O–). Questa struttura cristallina lineare conferisce al POM la sua eccezionale rigidità, stabilità dimensionale e resistenza all'abrasione, rendendolo ideale per componenti di precisione.

Il POM viene prodotto mediante polimerizzazione di formaldeide o triossano mediante processi di catalisi anionica o acida. Ciò si traduce in due tipologie principali:

Il POM-H (omopolimero)viene prodotto direttamente mediante polimerizzazione di formaldeide ed è caratterizzato da elevata cristallinità e rigidità.

Il POM-C (copolimero)viene prodotto mediante copolimerizzazione di triossano con piccole quantità di comonomeri, il che migliora la stabilità termica e la resistenza all'idrolisi.

Questi processi di produzione consentono di adattare il POM a specifici ambiti di applicazione, in particolare per componenti che richiedono elevata precisione e stabilità dimensionale sotto stress meccanico.

Il POM è un eccellente termoplastico tecnico stampabile a iniezione e viene utilizzato in particolare per la produzione in serie di componenti di precisione come ingranaggi, cuscinetti a strisciamento, alloggiamenti e valvole. Sia il POM-H (omopolimero) che il POM-C (copolimero) sono adatti allo stampaggio a iniezione, sebbene il POM-C abbia una maggiore stabilità termica contro l'idrolisi, rendendolo più facile da lavorare. Le temperature consigliate per il cilindro sono di circa 190-210 °C, a seconda del tipo e delle specifiche del produttore; possono anche arrivare fino a 230 °C. La temperatura dello stampo dovrebbe essere compresa tra 60 e 100 °C, con temperature dello stampo più elevate che favoriscono una migliore qualità superficiale e precisione dimensionale. La pressione di iniezione è in genere compresa tra 800 e 1200 bar. Dopo lo stampaggio a iniezione, i pezzi devono essere raffreddati in modo controllato per ridurre al minimo sollecitazioni e deformazioni. Il POM può anche essere stampato a iniezione con fibre di vetro o additivi PTFE per ottimizzare la rigidità, la resistenza all'abrasione o le proprietà di scorrimento a seconda dell'applicazione.

Il POM può essere lavorato tramite estrusione, in particolare per la produzione di barre, lastre, profili e strisce di film per la lavorazione di pezzi grezzi. L'estrusione del POM richiede un controllo di processo preciso per ottenere una fusione omogenea e la cristallinità richiesta. I profili di temperatura del cilindro variano tra 170 e 200 °C, con una preferenza per un taglio moderato per evitare la decomposizione termica. Le temperature dello stampo sono tipicamente comprese tra 80 e 120 °C. I semilavorati estrusi sono caratterizzati da elevata resistenza, rigidità ed eccellente stabilità dimensionale e sono ideali per ulteriori lavorazioni meccaniche. Grazie al loro basso assorbimento d'acqua, la stabilità dimensionale dei prodotti estrusi viene mantenuta anche in condizioni climatiche variabili.

Poiché il POM è estremamente facile da lavorare, la lavorazione meccanica (tornitura, fresatura, foratura) è un metodo di produzione ampiamente utilizzato, soprattutto per prototipi o piccole serie con tolleranze ristrette. La lavorazione può essere eseguita con utensili standard in HSS o metallo duro. I refrigeranti non sono solitamente essenziali, ma possono essere utilizzati per ottimizzare la qualità superficiale e la dissipazione del calore. Grazie alla sua bassa tendenza alla formazione di bave e alle buone proprietà di rottura del truciolo, il POM è ideale per componenti di precisione come ingranaggi, elementi scorrevoli e componenti di valvole. Tuttavia, durante la lavorazione del POM, è necessario tenere conto degli effetti del ritorno elastico (variazione dimensionale dopo la lavorazione), motivo per cui si consiglia spesso il post-rinvenimento per ridurre le sollecitazioni.

Il POM è un materiale chiave nel settore automobilistico e viene utilizzato per componenti precisi e resistenti come tappi del serbatoio, componenti degli alzacristalli, serrature delle portiere, alloggiamenti di sensori e pompe, nonché elementi scorrevoli e di guida. Grazie alla sua elevata resistenza, rigidità, resistenza all'abrasione e buona resistenza chimica, il POM è ideale per applicazioni negli interni, nel gruppo propulsore e nei sistemi di alimentazione e raffreddamento. Il POM offre inoltre un basso assorbimento d'acqua e un'eccellente stabilità dimensionale, consentendone il funzionamento affidabile anche in condizioni climatiche variabili.

Il POM viene utilizzato in molti prodotti di uso quotidiano e di consumo, dove precisione di accoppiamento e resistenza duratura sono essenziali. Le applicazioni tipiche includono ingranaggi di elettrodomestici, cuscinetti a strisciamento di elettrodomestici, bottoni a pressione, strumenti di scrittura, componenti di cerniere e componenti di rasoi. Grazie all'elevata resistenza all'abrasione, al basso attrito e alla buona qualità superficiale, il POM è particolarmente adatto per le parti mobili di prodotti di consumo che devono rimanere silenziose e funzionali nel tempo.

Nell'industria e nell'ingegneria meccanica, il POM viene utilizzato per guide di scorrimento, ingranaggi, cuscinetti, valvole, componenti di pompe e semilavorati tecnici di precisione. Il POM è ideale per componenti che devono funzionare con stabilità dimensionale permanente e basso attrito, anche con scarsa lubrificazione o funzionamento a secco. Grazie alla sua resistenza chimica a molti oli, carburanti e solventi, il POM viene utilizzato anche per componenti nella tecnologia alimentare, nella tecnologia medica e nei sistemi automatizzati. Il POM è disponibile sotto forma di barre, lastre e profili per la lavorazione meccanica e viene utilizzato come materiale per componenti precisi e sottoposti a forti sollecitazioni.

Il poliossimetilene (POM) è disponibile come omopolimero (POM-H), copolimero (POM-C) e rinforzato con fibra di vetro, e si differenzia per le sue proprietà meccaniche e chimiche. Il POM-H è caratterizzato da elevata rigidità e resistenza, mentre il POM-C offre una rigidità leggermente inferiore ma una migliore resistenza chimica e un maggiore allungamento a rottura. Il punto di fusione del POM-H è di circa 175 °C, mentre quello del POM-C è di circa 165 °C. Entrambi i tipi assorbono pochissima umidità, garantendo una buona stabilità dimensionale anche in ambienti umidi.

Il POM rinforzato con fibra di vetro presenta rigidità e resistenza alla trazione significativamente più elevate, il che lo rende ideale per componenti soggetti a carichi elevati. Tuttavia, è più fragile e presenta un allungamento a rottura significativamente inferiore. Il coefficiente di attrito radente è leggermente superiore a quello del POM non rinforzato, un fattore da tenere in considerazione nelle applicazioni di scorrimento. In termini di resistenza chimica, POM-H e POM-C sono altamente resistenti a molti prodotti chimici, mentre la variante rinforzata con fibra di vetro è leggermente meno resistente ma più resiliente dal punto di vista meccanico.

Il POM-C è particolarmente vantaggioso in termini di lavorazione, poiché è più facile da stampare a iniezione e offre una maggiore stabilità dimensionale. Il POM-H offre migliori proprietà meccaniche, ma richiede una lavorazione più precisa. Il POM rinforzato con fibra di vetro è più impegnativo da lavorare, ma viene utilizzato quando sono richieste elevata rigidità e resistenza, ad esempio in ingranaggi sottoposti a carichi elevati o componenti di precisione.