IT201800002639A1 - Procedimento e apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche - Google Patents

Procedimento e apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche Download PDF

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Maurizio Bazzo
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Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:
"Procedimento e apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione si riferisce allo stampaggio ad iniezione di materie plastiche entro la cavità di uno stampo tramite almeno un iniettore la cui apertura e chiusura sono operate mediante un servo-controllo elettronico.
Stato dell'arte
La Richiedente ha ideato e sviluppato nel corso degli anni un sistema di controllo elettronico degli iniettori denominato Flexflow<® >che garantisce un controllo preciso del flusso del materiale iniettato durante il processo di stampaggio. In particolare l'attuatore del o di ciascun iniettore, tipicamente seppure non necessariamente costituito da un motore elettrico rotativo, viene controllato elettronicamente in modo da regolare una o più fra la posizione, la velocità e l'accelerazione dell'otturatore in modo programmabile, così da regolare la pressione e la portata della materia plastica iniettata, ad esempio come descritto ed illustrato nel documento US-9,102,085 a nome della Richiedente.
Durante il processo di stampaggio può presentarsi il problema di un'apertura indesiderata dello stampo causata da una sovrapressione della materia plastica iniettata nella cavità. Tale apertura, anche se di lieve entità, può provocare danneggiamenti e addirittura rotture dello stampo, nonché la formazione di difetti evidenti sugli articoli stampati.
Per risolvere questo problema è stato proposto di rilevare eventuali sovrapressioni della materia plastica iniettata nella cavità e correggerle, ovvero ridurle o annullarle, tramite il controllo elettronico del o di ciascun iniettore. Così, il documento US 5,556,582 propone di rilevare l’eventuale sovrapressione della materia plastica iniettata mediante l'impiego di sensori predisposti all'interno della cavità dello stampo. Durante lo stampaggio il grado di apertura del o di ciascun iniettore viene regolato in base al rilevamento operato dal sensore di pressione entro la cavità.
Questa soluzione, per quanto efficace agli effetti del rilevamento e della correzione di eventuali sovrapressioni, comporta l'inconveniente relativo al fatto che la presenza all'interno della cavità del sensore di pressione, o di più sensori di pressione nel caso di articoli da stampare di grandi dimensioni, comporta difetti più o meno evidenti sui pezzi stampati.
Sintesi dell'invenzione
Lo scopo della presente invenzione è quello di risolvere il problema tecnico sopra definito e tale scopo viene conseguito grazie al fatto che nel procedimento di stampaggio ad iniezione secondo l'invenzione il rilevamento dell'apertura dello stampo causata da una sovrapressione della materia plastica iniettata nella cavità dello stampo viene operato tramite mezzi trasduttori predisposti all'esterno della cavità dello stampo.
I mezzi trasduttori possono essere previsti all'esterno o all'interno dello stampo, ma in ogni caso fuori dalla sua cavità. Ad esempio i mezzi trasduttori possono essere posizionati sulla parte fissa dello stampo, oppure sul piano di pressa, oppure sulle colonne di scorrimento della parte mobile dello stampo.
I mezzi trasduttori possono essere selezionati fra sensori di deformazione, sensori di pressione, sensori di torsione e sensori di pressione. Tali sensori possono essere del tipo a contatto o del tipo ad induzione magnetica.
Nel caso in cui l'iniezione sia attuata da parte di una pluralità di iniettori controllati autonomamente, il procedimento secondo l'invenzione prevede inoltre un metodo di auto-calibratura ("auto-tuning") in cui, definito un valore massimo di apertura tollerabile dello stampo, si comanda in sequenza l'apertura di un iniettore per volta e si verifica, tramite i suddetti mezzi trasduttori, l'influenza di ciascun iniettore in relazione al tale valore massimo. Si tiene conto dell'influenza durante il controllo elettronico di ciascun iniettore nel corso del il successivo ciclo di stampaggio.
L’invenzione ha anche per oggetto un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione per l'attuazione del procedimento.
Breve descrizione dei disegni
L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:
- la figura 1 è una vista prospettica schematica che mostra in trasparenza un primo esempio di apparecchiatura di stampaggio ad iniezione per l'attuazione del procedimento secondo l'invenzione,
- la figura 2 è una vista in elevazione laterale della figura 1,
- la figura 3 è una vista in pianta dall'alto della figura 2, e
- le figure 4, 5 e 6 sono viste analoghe rispettivamente alle figure 1, 2 e 3 che mostrano un secondo esempio di apparecchiatura per l'attuazione del procedimento di stampaggio ad iniezione secondo l'invenzione.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
Riferendosi inizialmente alle figure 1, 2 e 3 un primo esempio di apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche per l'attuazione del procedimento secondo l'invenzione consiste in uno stampo 1 formato da una parte fissa o matrice 2, applicata in modo noto e non illustrato ad un piano di pressa di stampaggio, e da una parte mobile o punzone 3 spostabile rispetto alla parte fissa 2 lungo colonne di scorrimento anch’esse note e non illustrate in dettaglio. Nella posizione di chiusura dello stampo 1 rappresentata nei disegni le parti fissa e mobile 2, 3 delimitano fra loro una cavità di stampaggio 4. Nel caso dell'esempio illustrato la cavità 4 è configurata per lo stampaggio di uno spoiler di grandi dimensioni per applicazioni automobilistiche.
Lo stampo 1 è equipaggiato con un sistema ad iniezione che comprende in modo convenzionale un distributore o camera calda 5 alimentato da una pressa e collegato ad una serie di iniettori 6 anch'essi di tipo convenzionale. Occorre rilevare che il numero e la collocazione degli iniettori 6 sono puramente esemplificativi.
Ciascun iniettore 6 comprende in modo per sé noto, e quindi non illustrato in dettaglio, un ugello entro il quale è mobile assialmente un otturatore a spina spostabile fra una posizione di completa chiusura e una posizione di massima apertura per l'iniezione della materia plastica in pressione all'interno della cavità 4. Lo spostamento dell'otturatore di ciascun iniettore 6 è comandato da un rispettivo attuatore 7, del tipo a fluido o più convenientemente elettrico, ad esempio di tipo rotativo, controllato tramite un'unità elettronica schematizzata con 8.
L'unità elettronica di controllo 8 è programmata per controllare ciascun attuatore 7, e quindi ciascun otturatore 6, in modo da regolare la pressione e la portata della materia plastica da esso iniettato entro la cavità 4 durante il ciclo di stampaggio. Il controllo può prevedere in particolare l'aggiustamento della posizione, della velocità, dell'accelerazione e della corsa dell'otturatore dell'iniettore 6 durante la fase di riempimento della cavità 4.
L'apparecchiatura di stampaggio secondo l'invenzione è inoltre dotata di mezzi trasduttori predisposti per rilevare un'apertura indesiderata dello stampo 1 causata da una pressione eccessiva della materia plastica iniettata nella cavità 4 e operativamente connessi all'unità elettronica 8 la quale è programmata, con le modalità chiarite nel seguito, in modo da limitare o anche annullare l'apertura dello stampo 4.
Secondo la caratteristica peculiare dell'invenzione questi mezzi trasduttori sono posizionati al di fuori della cavità 4 e sono collocati sullo stampo 1 o anche all'esterno di questo.
Nell'esempio di attuazione rappresentato nelle figure 1, 2 e 3 i mezzi trasduttori sono costituiti da una serie di quattro sensori 9 posizionati entro la parte fissa 2 dello stampo 1 in modo da risultare affacciati alla parte mobile 3 nella posizione di chiusura di questa. I sensori 9 possono essere selezionati fra sensori di deformazione, sensori di pressione, sensori di torsione, sensori di pressione, e possono essere del tipo a contatto o del tipo a induzione magnetica.
Nel funzionamento, allorché lo stampo 1 viene chiuso e la materia plastica proveniente dalla camera calda 5 viene immessa nella cavità 4 tramite gli iniettori 6, i sensori 9 rilevano un eventuale movimento di apertura della parte mobile 3 relativamente alla parte fissa 2 dovuta a un eccesso di pressione della materia plastica iniettata nella cavità 4 ed inviano segnali corrispondenti all'unità elettronica 8. L'unità elettronica 8 provvede a individuare il o gli iniettori 6 responsabili dell'eventuale sovrapressione rilevata e a correggerla regolando la corsa e/o la velocità e/o l'accelerazione di apertura del relativo otturatore, così da ristabilire la pressione ottimale. In pratica viene predefinito un valore massimo di apertura dello stampo 1 al raggiungimento del quale l'apertura del o degli iniettori 6 responsabili del raggiungimento di tale valore massimo viene interrotta o ridotta.
Occorre rilevare che la suddetta fase di correzione può essere attuata non solo nella fase la fase di immissione della materia plastica entro lo stampo ma anche durante la successiva fase di impaccamento della materia plastica iniettata.
Nel caso della variante rappresentata nelle figure 4, 5 e 6, in cui parti identiche o simili a quelle già descritte in precedenza sono indicate con gli stessi riferimenti numerici, i sensori 9 sono applicati all'esterno della parte fissa 2 e della parte mobile 3 dello stampo 1, in condizioni mutuamente affacciate.
Occorre rilevare che i trasduttori per il rilevamento delle aperture indesiderate dello stampo 1 potrebbero essere collocati anche in posizioni diverse da quelle rappresentate negli esempi illustrati, ed anche all'esterno dello stampo 1 come ad esempio sul piano di pressa o lungo colonne di scorrimento della parte mobile 3 relativamente alla parte mobile 2. In ogni caso questi sensori saranno sempre collocati all'esterno della cavità 4 dello stampo 1, per cui la loro presenza non influenzerà in alcun modo le caratteristiche estetiche e strutturali degli articoli stampati entro la cavità 4.
Come anticipato in precedenza l'invenzione prevede, all'inizio del ciclo di stampaggio, una fase iniziale di auto-calibratura ("auto-tuning") in cui, definito un valore massimo di apertura tollerata dello stampo 1, si comanda in sequenza l'apertura di un iniettore 6 per volta e si verifica, tramite i sensori 9, l'influenza di ciascun iniettore in relazione al valore massimo di apertura tollerata. Così facendo si rileva quali zone dello stampo 1 ogni singolo iniettore 6 sollecita maggiormente, indipendentemente dalla sequenza di apertura degli iniettori 6 durante il ciclo di stampaggio. In questo modo si tiene conto dell'influenza di ciascun iniettore 6 e l'unità elettronica 8 è in grado di tarare quegli iniettori che influiscono in una particolare zona dello stampo 1.
Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza perché uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di stampaggio ad iniezione di materie plastiche entro la cavità (4) di uno stampo (1) tramite almeno un iniettore (6) la cui apertura e chiusura sono operate tramite un controllo elettronico (8) ed in cui un’apertura indesiderata dello stampo (1) causata da una sovrapressione della materia plastica iniettata nella cavità (4) viene rilevata e corretta tramite detto controllo elettronico (8) di detto almeno un iniettore (6), caratterizzato dal fatto che il rilevamento di detta apertura dello stampo (1) viene operato tramite mezzi trasduttori (9) predisposti all’esterno della cavità (4) dello stampo (1) 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui lo stampo (1) include una parte fissa (2) e una parte mobile (3), caratterizzato dal fatto che detti mezzi trasduttori (9) sono posizionati su detta parte fissa (2) dello stampo (1). 3. Procedimento secondo rivendicazione 1, in cui detta parte fissa (2) dello stampo è applicata ad un piano di pressa di stampaggio, caratterizzato dal fatto che mezzi trasduttori (9) sono posizionati su detto piano di pressa. 4. Procedimento secondo rivendicazione 1, in cui in cui lo stampo (1) include una parte fissa (2) e una parte mobile (3) spostabile rispetto alla parte fissa (2) lungo colonne di scorrimento, caratterizzato dal fatto che mezzi trasduttori (9) sono posizionati su dette colonne. 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi trasduttori (9) sono selezionati fra sensori di deformazione, sensori di flessione, sensori di torsione, sensori di pressione. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti sensori sono del tipo a contatto. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti sensori sono del tipo a induzione magnetica. 8. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’apertura dello stampo (1) rilevata viene corretta regolando la corsa e/o la velocità e/o l’accelerazione di apertura/chiusura di detto almeno un iniettore (6) durante la fase di iniezione e/o durante la successiva fase di impaccamento della materia plastica iniettata. 9. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che si stabilisce un valore massimo di apertura dello stampo (1) al raggiungimento del quale l’apertura di detto almeno un iniettore (6) viene interrotta o ridotta. 10. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui l’iniezione è attuata da parte di una pluralità di iniettori (6) controllati autonomamente, caratterizzato dal fatto che prevede una fase iniziale di auto-calibratura (“auto-tuning”) in cui, definito un valore massimo di apertura dello stampo (1), si comanda in sequenza l’apertura di un iniettore (6) per volta e si verifica, tramite detti mezzi trasduttori (9), l’influenza di ciascun iniettore (6) in relazione a detto valore massimo, e di tale influenza si tiene conto durante il controllo elettronico di ciascun iniettore (6) durante il successivo ciclo di stampaggio. 11. Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche entro la cavità (4) di uno stampo (1) formata fra una parte fissa (2) e una parte mobile (3), includente almeno un iniettore (6) la cui apertura e chiusura sono operate mediante un controllo elettronico (8), e mezzi trasduttori (9) atti a rilevare un’apertura indesiderata dello stampo (1) causata della pressione della materia plastica iniettata nella cavità (4), detti mezzi trasduttori (9) essendo operativamente connessi a detto controllo elettronico (8) che è configurato in modo da limitare detta apertura dello stampo (1), caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasduttori (9) sono disposti all’esterno della cavità (4)dello stampo (1). 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasduttori (9) sono posizionati su detta parte fissa (2) dello stampo (1). 13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 11, in cui detta parte fissa (2) è applicata ad un piano di pressa di stampaggio, caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasduttori (9) sono posizionati su detto piano di pressa. 14. Apparecchiatura secondo rivendicazione 11, in cui detta parte mobile (3) è spostabile rispetto alla parte fissa (2) lungo colonne di scorrimento, caratterizzata dal fatto che mezzi trasduttori (9) sono posizionati su dette colonne. 15. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11 a 14, caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasduttori (9) sono selezionati fra sensori di deformazione, sensori di flessione, sensori di torsione, sensori di pressione e sono del tipo a contatto o del tipo a induzione magnetica.
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