ARRK E ACOMON, CONSOCIATE DEL GRUPPO MITSUI CHEMICALS: LA FORZA DI UN GRUPPO MULTIDISCIPLINARE
ACOMON è una società italiana con sede a Ravenna, specializzata nella produzione di monomeri ottici. Entra nella divisione “Sanità” di Mitsui Chemicals nel 2011. A sua volta, ARRK entra a far parte del gruppo nel 2018. Grazie a questa sequenza di acquisizioni, Mitsui Chemicals intende creare sinergie tra le sue società affiliate. È così che ARRK, specializzata in prototipazione rapida e produzione in piccole serie, farà leva sulle competenze di ACOMON nella formulazione di resine poliuretaniche (PU) per ampliare le sue opportunità commerciali nelle applicazioni ottiche. Insieme ARRK e ACOMON hanno collaborato allo sviluppo di una resina trasparente innovativa, resistente all’ingiallimento dovuto ai raggi UV.
UN PROCESSO DI SVILUPPO CONGIUNTO ITERATIVO
L’elaborazione della resina trasparente RAVolution™ LH è durata 3 anni, subendo gli effetti di rallentamento dovuti alla pandemia covid-19. ACOMON ha preso come punto di partenza la sua resina RAVolution™ F4. Ne ha riformulato la composizione chimica per conformarla alle esigenze del processo “Vacuum casting” e al quadro delle attuali scadenze strettissime nel campo della prototipazione rapida. In relazione alle condizioni abituali di utilizzo della resina RAVolution™ F4, ACOMON si è confrontata con la sfida di ridurre la durata di miscelazione dei componenti e, poi, di abbreviare la fase di polimerizzazione da 20-40 ore a 3 ore. Abbiamo dedicato parecchi mesi al test di invecchiamento della resina, di cui 4 in ambienti esterni.
Per ACOMON, l’elemento interessante di questa collaborazione è stata la possibilità di testare i suoi nuovi materiali in condizioni di produzione reali. Per ARRK, il vantaggio più importante è la possibilità di proporre oggi ai suoi clienti una resina trasparente caratterizzata da prestazioni ancora migliori e che non esisteva in commercio.
UNA RESINA TRASPARENTE INNOVATIVA, IDEALE PER LE APPLICAZIONI OTTICHE
Una resina PU trasparente, resistente all’ingiallimento da UV
Test di assorbimento dei raggi UV-A e B
Curva nera: resina RAVolution™ LH. Curva rossa: resina PU della concorrenza
La resina RAVolution™ LH non assorbe le radiazioni UV-A (lunghezza d’onda compresa tra 315 e 400 nm). Garantisce un’ottima trasparenza. Il suo tasso di trasmissione è superiore al 92%.
Test della resina RAVolution™ LH in condizioni di utilizzo reali (tetto di edificio)
Curva nera: resina RAVolution LH. Curva rossa: resina PU della concorrenza
L’indice di ingiallimento della resina RAVolution™ LH è inferiore allo 0,3. Nei primi giorni di utilizzo, si riscontra un breve ingiallimento del materiale, che raggiungere il picco al 10° giorno e regredisce a partire dall’84° giorno. L’aspetto del materiale è stabile nel tempo.
Una resina PU dalle interessanti proprietà fisico-meccaniche
Oltre alle eccellenti proprietà di trasparenza e al tenue ingiallimento, la resina RAVolution™ LH presenta le seguenti caratteristiche:
- Indice di rifrazione: 1,513
- Elevata resistenza agli urti:
- Durezza = 98 Shore D
- Modulo di flessione: 3300 MPa
- Elevata termoresistenza: polimero termoindurente
- Resina trasparente incolore. Colorazione in massa e sfumata dip-dye
- Materiale leggero Densità = 1,1 g / cm3
Cos’è l’indice di rifrazione (IoR)?
L’indice di rifrazione di una lente misura il modo in cui la luce viene diffusa attraverso la lente stessa, vale a dire la sua capacità di deviare la luce dalla sua traiettoria originale. Una lente a IoR elevato determina una forte correzione; è quindi possibile ridurre lo spessore del materiale e, di conseguenza, il peso del prodotto.
Moltiplicare le possibilità di applicazioni ottiche
Andrea Vecchione, Responsabile R&D presso ACOMON, esperto in sintesi di polimeri trasparenti, precisa:
“La nostra resina RAVolution™ LH è molto promettente. La stabilità delle sue proprietà, in particolare la trasparenza agli UV, suscita negli industriali l’interesse verso prototipi di pezzi ottici in campo medico, automobilistico, elettronico e perfino nel settore solare!”
Una resina PU appropriata per le produzioni in serie
In ARRK, ci accorgiamo che sempre più spesso i clienti prevedono di utilizzare i prototipi in prodotti finali. La stabilità nel tempo delle proprietà dei materiali diventa quindi una sfida. Ovviamente, per i prodotti trasparenti che non ingialliscono la durata utile si protrae per molti anni.
La resina PU RAVolution™ LH è stata testata e adattata al procedimento di fabbricazione Vacuum casting. Grazie alla composizione chimica esclusiva, il processo risulta meno aggressivo per lo stampo in silicone in confronto alle resine della concorrenza. Diventa così possibile aumentare il numero di cicli di utilizzo degli stampi in silicone fino a 25.
Diradando la necessità di cambiarli, il prezzo unitario dei pezzi duplicati in vacuum casting si riduce. In base alle dimensioni dello stampo (fino a 2,30 m in ARRK) e dei pezzi, è possibile fornire serie di varie centinaia o migliaia di pezzi.
Una resina poliuretanica trasparente disponibile esclusivamente presso ARRK
Al momento, la resina trasparente RAVolution™ LH è proposta esclusivamente ai clienti ARRK. È inserita nel portafoglio delle materie compatibili con la tecnologia Vacuum casting. Il procedimento di fabbricazione è funzionale e viene gestito integralmente dal nostro sito francese: fabbricazione del master, cui fa seguito lo stampo in silicone, quindi il vacuum casting dei pezzi, le finiture e la spedizione. Pertanto, ARRK è in grado di consegnare i lotti di diverse unità in 2-3 settimane.
VERSO UNA VERSIONE ECOLOGICA DELLA RESINA TRASPARENTE RAVOLUTION
Andrea conclude:
“Da parte del mercato è in forte crescita la domanda di materie definite “ecologiche”, benché più costose. La loro commercializzazione risulta più lunga poiché subisce una procedura di certificazione.
Esistono 2 linee di sviluppo di una resina “green”. In Acomon, dopo la certificazione ISO 9001 e 14001 del nostro sito, siamo in grado di lavorare sulle 2 opzioni:
1.- Elaborare una formula chimica composta al 30% di ingredienti di origine biologica (ad esempio il mais). Sono più costosi ma già in commercio.
2.- Ideare un materiale il cui procedimento globale di fabbricazione sia contenuto dal punto di vista energetico, vale a dire capace di ridurre le emissioni di CO2 rispetto alla resina tradizionale.
Attualmente, le nostre ricerche puntano al modello n. 2, il prescelto unanimemente dai nostri clienti”.
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