Progettazione di elementi strutturali per l'irrigidimento di scatolati in polistirolo

Volutamente separato viene trattato il polistirene. Questo materiale rientra sempre all'interno della categoria dei polimeri e viene spesso utilizzato in beni di largo consumo per le sue proprietà di trasparenza. Il polistirene che qui si intende trattare però è più noto come EPS o polistirolo espanso.

Questo si realizza immergendo in acqua i granuli di polistirene in soluzione al 2% con pentano che, non essendo solubile in acqua, tende a diffondersi all'interno del polistirene. Per ottenere l'espansione, questi granuli vengono immessi all'interno di una camera dove viene soffiato vapore ad una temperatura di circa 120-130 °C che portano in ebollizione il pentano che tende a gonfiarli in piccole sfere.

Per ottenere la forma finale del manufatto in EPS, queste sfere vengono disposte all'interno di uno stampo e, mediante calore, vengono sinterizzate tra loro. E' stato richiesto un preventivo di uno stampo per EPS a media densità (25-30 kg=m3) da per una cassa di dimensioni esterne di 586x576x468 mm. L'ordine di grandezza si aggira intorno agli 8000 e, che in ogni caso possono variare sensibilmente in funzione della complessità dello stampo.

La densità del comune EPS e pari a 20 kg=m3 ed altrettanto basse solo le sue proprietà meccaniche a differenza del polistirene di partenza. Esistono in commercio schiume di polistirolo a diverse densità, all'aumentare della quale si ottiene un miglioramento sempre crescente delle sue proprietà strutturali. I tre fotogrammi successivi mostrano l'ottima presa di una vite autofilettante in una schiuma di polistirolo e la buona resistenza a seguito dell'applicazione di un carico.

Nell'ottica della realizzazione delle casse si prevede la possibilità di realizzare, tramite uno stampo, la cassa per intero alla quale verrebbero assemblati poi i componenti accessori. Per aumentare la durezza superficiale del materiale si prevede l'utilizzo di una particolare vernice a base poliuretanica molto resistente a graffi ed urti ma in compenso poco elastica.