IT201800009961A1

IT201800009961A1 - Injection unit for machines at foundries and method of use of the same

Info

Publication number: IT201800009961A1
Application number: IT102018000009961A
Authority: IT
Inventors: Livio Zamperin
Original assignee: Livio Zamperin
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-01
Also published as: EP3646966B1; EP3646966A1

Description

Unità d’iniezione per macchine presso fusorie e metodo di utilizzo della stessa DESCRIZIONE Injection unit for machines at foundries and method of use of the same DESCRIPTION

Ambito tecnico Technical field

La presente invenzione riguarda un’unità d’iniezione per macchine presso fusorie e metodo di utilizzo della stessa. The present invention relates to an injection unit for machines at foundries and method of use of the same.

Sfondo tecnologico Technological background

Nell’ambito delle macchine presso-fusorie o di stampaggio ad iniezione è noto che la presenza all’interno del processo di atmosfere potenzialmente dannose identifica una significativa condizione di rischio per l’ottenimento efficiente di un prodotto desiderato. In particolare atmosfere contenenti ossigeno e/o idrogeno e/o azoto possono essere considerate, volta per volta, inquinanti in funzione del materiale utilizzato e quindi preferibilmente evitabili il più possibile. In the field of die-casting or injection molding machines, it is known that the presence within the process of potentially harmful atmospheres identifies a significant risk condition for obtaining a desired product efficiently. In particular atmospheres containing oxygen and / or hydrogen and / or nitrogen can be considered, from time to time, pollutants depending on the material used and therefore preferably avoidable as much as possible.

Il documento EP 2407260 descrive un dispositivo dosatore di materiale fuso adatto ad effettuare il trasferimento del suddetto fuso da una zona di ricezione del materiale ad una zona di rilascio dello stesso. In particolare, tale dispositivo prevede di poter prelevare una quantità controllata di materiale fuso, conservarlo in atmosfera e di trasferirlo ad una stazione di iniezione di una macchina presso-fusoria. EP 2407260 discloses a melt material metering device suitable for carrying out the transfer of the aforementioned melt from a material receiving area to a material release area. In particular, this device provides for being able to take a controlled quantity of molten material, store it in the atmosphere and transfer it to an injection station of a die-casting machine.

E’ importante rilevare che tale processo d’inserimento del materiale fuso nell’unità d’iniezione di presso-fusione avviene grazie alla gravità, alla pressione del gas inerte eventualmente presente e, opzionalmente, grazie al contributo dello spostamento di un pistone. Tale tecnologia appare essere indirizzata principalmente ad applicazioni fusorie dell’alluminio. It is important to note that this process of inserting the molten material into the die-casting injection unit takes place thanks to gravity, the pressure of any inert gas present and, optionally, thanks to the contribution of the displacement of a piston. This technology appears to be mainly aimed at aluminum smelting applications.

Una delle fasi più critiche di tale forma di soluzione tecnica è rappresentata dall’iniezione del fuso all’interno dell’apertura di alimentazione in cui il rischio di ottenere contaminazione di ossigeno ed idrogeno è significativamente elevata compromettendo così la qualità del prodotto finale. One of the most critical phases of this form of technical solution is represented by the injection of the melt into the supply opening in which the risk of obtaining oxygen and hydrogen contamination is significantly high, thus compromising the quality of the final product.

Sarebbe quindi preferibile poter migliorare il processo descritto tramite un sistema che consentisse di evitare che vi fossero fasi di inquinamento del materiale mantenendo un valore ottimale della purezza del fuso. It would therefore be preferable to be able to improve the process described by means of a system that would make it possible to avoid the pollution phases of the material while maintaining an optimal value of the purity of the melt.

Ulteriormente preferibile sarebbe poter definire in maniera precisa e riproducibile la quantità da raccogliere in una camera di alimentazione vantaggiosamente prima di iniettarla all’interno dello stampo. It would be further preferable to be able to define in a precise and reproducible manner the quantity to be collected in a feeding chamber advantageously before injecting it into the mold.

Descrizione dell’invenzione Description of the invention

Scopo della presente invenzione è quello di superare, almeno in parte, uno dei limiti evidenziati della tecnica nota. The object of the present invention is to overcome, at least in part, one of the limitations highlighted by the known art.

All’interno di questo scopo un ulteriore obiettivo è quello di fornire un sistema in grado di controllare e ridurre le impurità presenti in un materiale fuso o rammollito durante la fase di stampaggio di materie metalliche o plastiche. Tale obiettivo è realizzato tramite un trovato che prevede una unità d’iniezione per macchine presso-fusorie comprendente una camera di raccolta di materiale fuso, preferibilmente di forma sostanzialmente cilindrica ed avente un asse longitudinale, un primo pistone ed un secondo pistone alloggiati all’interno della suddetta camera di raccolta e mobili secondo l'asse longitudinale di detta camera di raccolta. Within this scope, a further objective is to provide a system capable of controlling and reducing the impurities present in a molten or softened material during the molding phase of metal or plastic materials. This object is achieved by means of an invention which provides an injection unit for die-casting machines comprising a chamber for collecting molten material, preferably substantially cylindrical in shape and having a longitudinal axis, a first piston and a second piston housed inside. of the aforementioned collection chamber and movable along the longitudinal axis of said collection chamber.

Preferibilmente, il primo e il secondo pistone sono disposti in modo tale che le rispettive corse siano allineate all’asse longitudinale in modo tale da poter passare da una configurazione estesa, in cui la distanza tra il primo ed il secondo pistone è massima e il materiale fuso viene richiamato per depressione all’interno della camera di raccolta, ad una configurazione ravvicinata in cui in cui la distanza tra il primo e secondo pistone è minima e il materiale fuso viene espulso, almeno parzialmente, dalla camera di raccolta e compresso all’interno di uno stampo fluidodinamicamente connesso a valle della camera di raccolta. Preferably, the first and second pistons are arranged in such a way that the respective strokes are aligned with the longitudinal axis in such a way as to be able to pass from an extended configuration, in which the distance between the first and the second piston is maximum and the material melt is recalled by depression inside the collection chamber, in a close configuration in which the distance between the first and second piston is minimal and the molten material is expelled, at least partially, from the collection chamber and compressed inside of a fluid dynamically connected mold downstream of the collection chamber.

In questo contesto l’asse longitudinale corrisponde all’asse di maggiore sviluppo di una struttura (e.g. se la camera ha forma cilindrica allora l’asse longitudinale è l’asse centrale del cilindro stesso). In this context, the longitudinal axis corresponds to the axis of greatest development of a structure (e.g. if the chamber has a cylindrical shape then the longitudinal axis is the central axis of the cylinder itself).

In questo modo è possibile spostare con elevata precisione all’interno della camera di raccolta una desiderata quantità di materiale fuso o rammollito ed iniettarlo all’interno di uno stampo senza che il suddetto materiale fuso o rammollito venga a contatto con atmosfere potenzialmente inquinanti. In this way it is possible to move a desired amount of molten or softened material inside the collection chamber with high precision and inject it into a mold without the aforementioned molten or softened material coming into contact with potentially polluting atmospheres.

In questo contesto le atmosfere potenzialmente inquinanti sono, ad esempio, atmosfere ricche di ossigeno e/o idrogeno oppure di gas che non sono inquinanti ma che contribuiscono ad abbassare la densità del fluido, gas come azoto, argon etc. Un esempio classico e normalmente diffuso di atmosfera inquinante è costituito dall’aria. In this context, potentially polluting atmospheres are, for example, atmospheres rich in oxygen and / or hydrogen or gases that are not polluting but which contribute to lowering the density of the fluid, gases such as nitrogen, argon etc. A classic and normally widespread example of a polluting atmosphere is air.

Grazie a tale soluzione tecnica si garantisce che il materiale fuso così come inserito all’interno della camera di raccolta venga iniettato nello stampo avendo una qualità/purezza uguale o addirittura maggiore di quella iniziale. Thanks to this technical solution, it is ensured that the molten material as it is inserted inside the collection chamber is injected into the mold having a quality / purity equal to or even greater than the initial one.

Tale possibile incremento di qualità, ovverosia tale riduzione dei gas e delle impurezze volatili presenti nel materiale fuso o rammollito, è realizzabile avendo un livello di sottovuoto, ovverosia di depressione o di pressione inferiore a quella ambiente, all’intero della camera di raccolta che appunto facilita l’ulteriore degasificazione del materiale fuso o rammollito ed evita che ulteriori molecole gassose possano venire a contatto con il materiale fuso o rammollito prima e durante la fase di iniezione nello stampo. This possible increase in quality, i.e. this reduction of gases and volatile impurities present in the molten or softened material, can be achieved by having a vacuum level, i.e. depression or pressure lower than the ambient one, inside the collection chamber which it facilitates further degassing of the molten or softened material and prevents further gas molecules from coming into contact with the molten or softened material before and during the injection phase into the mold.

A titolo esemplificativo e non limitativo tale sottovuoto è compreso tra i 40 mbar ed i 70 mbar. By way of non-limiting example, this vacuum is between 40 mbar and 70 mbar.

Preferibilmente, il primo e/o il secondo pistone comprendono una superficie di contatto con il materiale fuso realizzata in ceramica. Preferably, the first and / or second piston comprise a contact surface with the molten material made of ceramic.

Tale condizione tecnica minimizza lo scambio termico tra i pistoni ed il materiale fuso o rammollito ottimizzando così la fluidità del materiale fuso e, conseguentemente, la fase di stampaggio. This technical condition minimizes the heat exchange between the pistons and the molten or softened material, thus optimizing the fluidity of the molten material and, consequently, the molding step.

Preferibilmente, il materiale fuso è un metallo oppure un composito metallo/polimero od un composito polimero/polimero. Preferably, the molten material is a metal or a metal / polymer composite or a polymer / polymer composite.

Secondo una forma di realizzazione, il materiale fuso è una lega di alluminio. In questo caso il gas che risulta essere particolarmente problematico in fase di stampaggio è, oltre ovviamente all’ossigeno, l’idrogeno. According to one embodiment, the cast material is an aluminum alloy. In this case, the gas that is particularly problematic during the molding phase is, in addition to oxygen, of course, hydrogen.

Grazie a tale soluzione tecnica è realizzabile un processo di lavorazione del materiale, in particolare materiale liquido, che consente di tenerlo pulito e proteggerlo da ossidazioni, mantenendolo a temperature ragionevolmente basse, in maniera da evitare situazioni nelle quali il metallo è avido di assorbire gas, con il sistema qui proposto è realizzabile l’obiettivo di produrre manufatti di alta compattezza, gas intercristallini esenti, vale a dire produzioni di pezzi strutturali. E’ possibile che la lega liquida in certe condizioni diventi fortemente avida di idrogeno, quindi difetto di formazione di gas inter-granulare durante la fase di stampaggio; questo gas intercristallino provoca la caduta delle proprietà fisico-meccaniche, quindi manufatti con prestazioni scadenti rispetto a quelli ottenuti tramite lo speciale sistema oggetto della presente invenzione che garantiscono lungo la filiera temperatura e atmosfera controllata. Thanks to this technical solution it is possible to carry out a process of processing the material, in particular liquid material, which allows it to be kept clean and protected from oxidation, keeping it at reasonably low temperatures, in order to avoid situations in which the metal is greedy to absorb gas, with the system proposed here it is possible to achieve the goal of producing highly compact products, free intercrystalline gases, that is to say production of structural pieces. It is possible that the liquid alloy under certain conditions becomes highly avid of hydrogen, therefore a defect in the formation of inter-granular gas during the molding phase; this intercrystalline gas causes the physical-mechanical properties to drop, therefore manufactured articles with poor performance compared to those obtained by means of the special system object of the present invention which guarantee controlled temperature and atmosphere along the supply chain.

Preferibilmente, la camera di raccolta è fluidodinamicamente connessa a monte ad un alimentatore di materiale fuso o rammollito anch’esso sottovuoto. Grazie a questa soluzione tecnica si garantisce che anche il materiale fuso in ingresso nella camera di raccolta sia di buona/ottima qualità ovverosia privo il più possibile di gas contaminanti. Secondo una forma di realizzazione, il sottovuoto dell’alimentatore è sostanzialmente uguale al sottovuoto nella camera di raccolta. Preferably, the collection chamber is fluid-dynamically connected upstream to a feeder of molten or softened material also under vacuum. Thanks to this technical solution, it is ensured that also the molten material entering the collection chamber is of good / excellent quality, i.e. free from contaminating gases as much as possible. According to an embodiment, the vacuum of the feeder is substantially equal to the vacuum in the collection chamber.

Tramite tale soluzione tecnica si ottimizza la fase di inserimento del materiale fuso all’interno della camera di raccolta evitando o minimizzando turbolenze realizzabili a causa di una differenza di pressione oppure spostamenti di materiale a seguito di differenze di pressioni parziali tra l’alimentatore e la camera di raccolta. Ulteriormente, il fatto di avere il materiale fuso o rammollito già in condizione di sottovuoto garantisce che sia in condizioni ideali di purezza. This technical solution optimizes the phase of insertion of the molten material inside the collection chamber, avoiding or minimizing turbulence that can be created due to a difference in pressure or displacements of material following differences in partial pressures between the feeder and the chamber. collection. Furthermore, the fact of having the molten or softened material already in a vacuum condition guarantees that it is in ideal conditions of purity.

Preferibilmente, l’unità d’iniezione comprende un primo ed un secondo sistema da vuoto fluidodinamicamente connessi alla camera di raccolta. Preferably, the injection unit comprises a first and a second vacuum system fluid dynamically connected to the collection chamber.

Tale soluzione tecnica consente di pulire o svuotare in depressione una o più predeterminate porzioni della camera di raccolta. This technical solution allows one or more predetermined portions of the collection chamber to be cleaned or emptied in depression.

Preferibilmente, il primo e secondo sistema da vuoto sono posizionati in prossimità dello stampo in modo da poter selettivamente svuotare tramite sottovuoto porzioni della camera definibili tramite lo spostamento del secondo e/o del primo pistone. Preferably, the first and second vacuum systems are positioned in proximity to the mold so as to be able to selectively empty portions of the chamber which can be defined by moving the second and / or first piston by means of vacuum.

Le modalità operative della presente invenzione meglio risulteranno dal metodo per iniettare materiale fuso o rammollito all’interno di uno stampo di seguito descritto che comprende The operating modes of the present invention will emerge better from the method for injecting molten or softened material into a mold described below which includes

− Predisporre una unità d’iniezione avente almeno una delle caratteristiche precedentemente descritte, - Prepare an injection unit having at least one of the previously described characteristics,

− Posizionare il primo pistone ed il secondo pistone secondo la configurazione estesa consentendo l’ingresso in sottovuoto nel materiale fuso nella camera di raccolta, - Position the first piston and the second piston according to the extended configuration allowing the entry under vacuum into the molten material in the collection chamber,

− Spostare il primo pistone verso il secondo pistone, ossia verso la configurazione ravvicinata, comprimendo così il materiale fuso tra il primo ed il secondo pistone, - Move the first piston towards the second piston, i.e. towards the close configuration, thus compressing the molten material between the first and the second piston,

− Traslare il primo pistone ed il secondo pistone in avvicinamento allo stampo, − Posizionare il secondo pistone all’interno di una seconda sede identificata all’interno della camera di raccolta in modo tale da connettere fluidodinamicamente la camera di raccolta ed il materiale fuso con un canale d’ingresso dello stampo, - Move the first piston and the second piston towards the mold, - Position the second piston inside a second seat identified inside the collection chamber in such a way as to connect the collection chamber and the molten material fluid-dynamically with a mold inlet channel,

− Spostare il primo pistone in avvicinamento al secondo pitone in modo da realizzare la configurazione ravvicinate ed iniettare così il materiale fuso all’interno dello stampo. Secondo una forma di attuazione l’azione di traslare il primo pistone ed il secondo pistone in avvicinamento allo stampo avviene contemporaneamente. - Move the first piston towards the second python in order to create the configuration close together and thus inject the molten material inside the mold. According to an embodiment, the action of translating the first piston and the second piston approaching the mold occurs simultaneously.

Tale caratteristica definisce un modo preferito di spostare reciprocamente il primo ed il secondo pistone mantenendo sostanzialmente costante la distanza reciproca e quindi la pressione applicata sul materiale fuso o rammollito. This characteristic defines a preferred way of moving the first and second pistons reciprocally while maintaining the mutual distance substantially constant and therefore the pressure applied on the molten or softened material.

Preferibilmente, il metodo comprende Preferably, the method comprises

− Realizzare una condizione di sottovuoto in una porzione della camera di raccolta compresa tra il secondo pistone e la seconda sede del secondo pistone prima di consentire l’ingresso del materiale fuso nella camera di raccolta. - Create a vacuum condition in a portion of the collection chamber between the second piston and the second seat of the second piston before allowing the molten material to enter the collection chamber.

In questo modo si svuota e pulisce la porzione di camera di raccolta prima del passaggio del materiale fuso o rammollito in modo tale da garantirne un’elevata purezza e ridurre così al minimo la presenza di eventuali impurezze e gas contaminati. In this way, the portion of the collection chamber is emptied and cleaned before the passage of the molten or softened material in such a way as to ensure its high purity and thus minimize the presence of any impurities and contaminated gases.

Secondo una forma di attuazione, il metodo comprende According to one embodiment, the method comprises

− Azionare un alimentatore, fluidodinamicamente connesso a monte della camera di raccolta, ed inserire all’interno del materiale fuso contenuto nella camera di raccolta una barra di un predeterminato metallo. - Operate a feeder, fluid dynamically connected upstream of the collection chamber, and insert a bar of a predetermined metal inside the molten material contained in the collection chamber.

Grazie a tale soluzione tecnica è possibile ottimizzare la composizione desiderata del materiale fuso. Thanks to this technical solution it is possible to optimize the desired composition of the molten material.

A titolo puramente esemplificativo e non limitativo, una preferibile soluzione tecnica prevede che il metallo fuso sia alluminio e che la barra sia di nichel in modo tale da incrementare le caratteristiche meccaniche del materiale utilizzato per lo stampo. Purely by way of non-limiting example, a preferable technical solution provides that the molten metal is aluminum and that the bar is nickel in such a way as to increase the mechanical characteristics of the material used for the mold.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Le caratteristiche e i vantaggi dell’invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di alcuni suoi preferiti esempi di realizzazione, illustrati a titolo indicativo e non limitativo con riferimento agli uniti disegni in cui: The features and advantages of the invention will better emerge from the detailed description of some of its preferred embodiment examples, illustrated by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings in which:

-la figura 1 è una vista schematica dell’unità di iniezione operativamente connessa ad una macchina presso-fusoria. - Figure 1 is a schematic view of the injection unit operatively connected to a die-casting machine.

Modo preferito di realizzazione dell’invenzione Preferred way of carrying out the invention

Nella figura 1 con 1 è identificata un’unità d’iniezione 1 per macchine presso-fusorie 200 comprendente In figure 1 with 1 is identified an injection unit 1 for press-melting machines 200 comprising

− una camera di raccolta 2 di materiale fuso, preferibilmente di forma sostanzialmente cilindrica ed avente un asse longitudinale X, - a chamber 2 for collecting molten material, preferably having a substantially cylindrical shape and having a longitudinal axis X,

− un primo pistone 10 ed un secondo pistone 20 alloggiati all’interno della camera di raccolta 2 mobili secondo l'asse longitudinale X di detta camera di raccolta 2, - a first piston 10 and a second piston 20 housed inside the collection chamber 2 movable along the longitudinal axis X of said collection chamber 2,

− il primo e il secondo pistone 10, 20 essendo disposti in modo tale che le rispettive corse siano allineate all’asse longitudinale X in modo tale da poter passare da una configurazione estesa, in cui la distanza D tra il primo ed il secondo pistone 10, 20 è massima e il materiale fuso viene richiamato per depressione all’interno della camera di raccolta 2, ed una configurazione ravvicinata in cui in cui la distanza D tra il primo e secondo pistone 10, 20 è minima e il materiale fuso viene espulso dalla camera di raccolta 2 e compresso all’interno di uno stampo 4 fluidodinamicamente connesso alla camera di raccolta 2. - the first and second pistons 10, 20 being arranged in such a way that the respective strokes are aligned with the longitudinal axis X in such a way as to be able to pass from an extended configuration, in which the distance D between the first and the second piston 10 , 20 is maximum and the molten material is recalled by vacuum inside the collection chamber 2, and a close configuration in which the distance D between the first and second pistons 10, 20 is minimum and the molten material is expelled from the collection chamber 2 and compressed inside a mold 4 fluid dynamically connected to the collection chamber 2.

Vantaggiosamente, la camera di raccolta 2 è connessa ad un terzo sistema di vuoto (non mostrato in figura) in grado di realizzare e mantenere all’interno di detta camera di raccolta 2 un valore di pressione compreso tra i 40 mbar ed i 70 mbar, e più preferibilmente pari a circa 50 mbar. Advantageously, the collection chamber 2 is connected to a third vacuum system (not shown in the figure) capable of producing and maintaining a pressure value between 40 mbar and 70 mbar inside said collection chamber 2, and more preferably equal to about 50 mbar.

Ancora a titolo solamente esemplificativo, tale livello di sottovuoto (o depressione) è realizzato vantaggiosamente con una pompa primaria, od una pompa a secco, od una pompa turbo, etc. Again by way of example only, this vacuum level (or depression) is advantageously achieved with a primary pump, or a dry pump, or a turbo pump, etc.

Secondo una forma di realizzazione, l’alimentatore 30 è anch’esso in condizione di sottovuoto e tale condizione è realizzata e mantenuta tramite un quarto sistema di vuoto ad esso fluidodinamicamente connesso. Valgono per il quarto sistema di vuoto le stesse considerazioni formulate per il terzo sistema di vuoto. According to an embodiment, the feeder 30 is also in a vacuum condition and this condition is achieved and maintained by means of a fourth vacuum system fluid-dynamically connected to it. The same considerations made for the third vacuum system apply to the fourth vacuum system.

In altre parole, l’alimentatore 30 è come un contenitore di metallo e svolge funzione di immagazzinamento per un predeterminato metallo. Vantaggiosamente, l’alimentatore 30 è dotato di mezzi di riscaldamento locale (e.g. sistemi resistori elettrici, celle Peltier, etc.) che consentono di realizzare e controllare accuratamente la temperatura all’interno del contenitore risultando così termo riscaldato e dotato di sistema di controllo livello. In other words, the feeder 30 is like a metal container and performs a storage function for a predetermined metal. Advantageously, the power supply 30 is equipped with local heating means (e.g. electric resistor systems, Peltier cells, etc.) which allow to accurately realize and control the temperature inside the container, thus resulting thermo heated and equipped with a level control system. .

Ulteriormente, grazie al fatto che detto alimentatore 30 è sottovuoto, risulta possibile preparare il metallo con tempistiche fuori ciclo. In tal modo si fa sì che la filiera produttiva, impostata per gestire il metallo vantaggiosamente in regime di sottovuoto ed a temperatura per cui avviene un bassissimo assorbimento di idrogeno da parte del metallo contenuto, abbia la selettiva possibilità di dosare e/o accumulare il metallo nel contenitore 30 anche con diversi secondi di anticipo rispetto alle ciclicità delle unità attualmente presenti nel mercato. Furthermore, thanks to the fact that said feeder 30 is vacuum packed, it is possible to prepare the metal with out-of-cycle times. In this way it is possible that the production chain, set up to manage the metal advantageously in a vacuum system and at a temperature for which a very low absorption of hydrogen by the contained metal occurs, has the selective possibility of dosing and / or accumulating the metal. in the container 30 even several seconds earlier than the cyclicality of the units currently present on the market.

Tale soluzione tecnica consente quindi di avere maggior precisione di trasferimento del metallo con significative riduzioni dei tempi di ciclo realizzando così un processo di pressofusione più efficiente rispetto alle soluzioni presenti nella tecnica nota. This technical solution therefore allows to have greater precision in transferring the metal with significant reductions in cycle times, thus realizing a more efficient die-casting process than the solutions present in the known art.

Infatti, tramite modalità operative quali riempimento con sottovuoto, mantenimento di temperatura, possibilità di inoculazione correttiva dell’analisi metallurgica, permette di creare le condizioni idonee per ottenere produzioni di elevata qualità, in particolare di quasi assenza di gas inter-cristallino od inter-granulare, elevata compattezza del prodotto finale ecc.. In fact, through operating methods such as vacuum filling, temperature maintenance, the possibility of corrective inoculation of the metallurgical analysis, it allows to create the suitable conditions to obtain high quality productions, in particular with almost no inter-crystalline or inter-granular gas. , high compactness of the final product, etc.

Con riferimento alla figura 1 si identifica una seconda sede 25 per il secondo pistone 20. Tale seconda sede 25 è realizzata all’interno della camera di raccolta 2 e quando il secondo pistone 20 è retratto totalmente e posizionato all’interno di detta seconda sede 25 un canale d’ingresso 4a dello stampo 4 fluidodinamicamente connesso con la camera 2 risulta aperto. With reference to Figure 1, a second seat 25 is identified for the second piston 20. This second seat 25 is made inside the collection chamber 2 and when the second piston 20 is fully retracted and positioned inside said second seat 25 an inlet channel 4a of the mold 4 fluid dynamically connected with the chamber 2 is open.

Vantaggiosamente, viene identificata una prima sede 15 in cui viene posizionato il primo pistone 10 prima di effettuare l’ingresso del materiale fuso o rammollito all’interno della camera di raccolta 2. Advantageously, a first seat 15 is identified in which the first piston 10 is positioned before entering the molten or softened material inside the collection chamber 2.

Con riferimento alla figura 1, la prima posizione del primo pistone nella prima sede 15 è identificata con X1. With reference to Figure 1, the first position of the first piston in the first seat 15 is identified with X1.

Ancora con riferimento alla figura 1, quando il secondo pistone 20 è posizionato nella seconda sede 25 tale terza posizione è identificata come X3. Again with reference to Figure 1, when the second piston 20 is positioned in the second seat 25 this third position is identified as X3.

Preferibilmente, viene identificata una posizione intermedia X2 pari a circa metà della lunghezza totale della camera di raccolta 2. Preferably, an intermediate position X2 equal to approximately half of the total length of the collection chamber 2 is identified.

La distanza D è identificata come la distanza compresa tra il primo pistone 10 ed il secondo pistone 20 all’interno della camera di raccolta 2. The distance D is identified as the distance between the first piston 10 and the second piston 20 inside the collection chamber 2.

Vantaggiosamente la distanza massima tra il primo pistone 10 ed il secondo pistone 20 è identificata quando il primo pistone 10 è nella prima sede 15 ed il secondo pistone è nella seconda sede 25. Advantageously, the maximum distance between the first piston 10 and the second piston 20 is identified when the first piston 10 is in the first seat 15 and the second piston is in the second seat 25.

Il primo pistone 10 ed il secondo pistone 20 sono mobili all’interno della camera di raccolta 2 in maniera indipendente. The first piston 10 and the second piston 20 are independently movable inside the collection chamber 2.

Secondo una forma di attuazione, il materiale fuso viene inserito all’interno della camera di raccolta 2 quando il primo ed il secondo pistone 10, 20 sono mossi e posizionati verso la configurazione con distanza D massima. According to an embodiment, the molten material is inserted inside the collection chamber 2 when the first and second pistons 10, 20 are moved and positioned towards the configuration with maximum distance D.

Secondo una forma di realizzazione, il primo e/o il secondo pistone 10, 20 comprende/ono una superficie di contatto con il materiale fuso realizzata in ceramica. Preferibilmente, il materiale fuso è un metallo e ulteriormente preferibilmente è alluminio o sue leghe, rame o sue leghe. According to an embodiment, the first and / or the second piston 10, 20 comprises a contact surface with the molten material made of ceramic. Preferably, the molten material is a metal and further preferably it is aluminum or its alloys, copper or its alloys.

E’ interessante rilevare che, ad esempio, nel caso di utilizzo di alluminio come materiale fuso o rammollito la soluzione compresa nella presente invenzione consente di ridurre o addirittura annullare la formazione indesiderata di alluminio intergranulare legata alla presenza eccessiva nel fuso di idrogeno. It is interesting to note that, for example, in the case of using aluminum as a molten or softened material, the solution included in the present invention allows to reduce or even cancel the unwanted formation of intergranular aluminum linked to the excessive presence of hydrogen in the melt.

Secondo una forma di realizzazione, la camera di raccolta 2 è fluidodinamicamente connessa a monte all’alimentatore 30 anch’esso sottovuoto. According to an embodiment, the collection chamber 2 is fluid-dynamically connected upstream to the feeder 30 which is also vacuum-packed.

Preferibilmente, il sottovuoto dell’alimentatore 30 è sostanzialmente uguale al sottovuoto nella camera di raccolta 2. Preferably, the vacuum of the feeder 30 is substantially equal to the vacuum in the collection chamber 2.

Secondo una forma di realizzazione, l’unità d’iniezione 1 comprende un primo ed un secondo sistema da vuoto 41, 42 fluidodinamicamente connessi alla camera di raccolta 2. Preferibilmente e con riferimento alla figura 1, il primo e secondo sistema da vuoto 41, 42 sono connessi a valle rispetto al punto in cui l’alimentatore 30 è connesso alla camera di raccolta 2. Vantaggiosamente, il primo e secondo sistema di vuoto 41, 42 sono fluidodinamicamente connessi alla camera di raccolta 2 in posizioni che stanno a valle del secondo pistone 20 quando quest’ultimo è spostato circa nella posizione intermedia X2. Secondo una forma di realizzazione, nella cavità dello stampo 4 è installato un ulteriore sistema di pulizia per pulire e/o soffiare e/o lubrificare e/o creare del vuoto tramite un ulteriore ed indipendente sistema connesso rispettivamente a unità di lavaggio e/o ad unità per la realizzazione di vuoto (e.g. pompe primarie, dry scroll, etc.). Vantaggiosamente, tale ulteriore sistema di pulizia comprende almeno una valvola fluidodinamicamente interposta tra lo stampo 4 ed il sistema di pulizia in modo tale da ottenere e controllare un vuoto all’interno dello stampo su valori preferibilmente compresi tra i 40 mbar ed i 70 mbar. According to an embodiment, the injection unit 1 comprises a first and a second vacuum system 41, 42 fluid dynamically connected to the collection chamber 2. Preferably and with reference to Figure 1, the first and second vacuum systems 41, 42 are connected downstream with respect to the point where the feeder 30 is connected to the collection chamber 2. Advantageously, the first and second vacuum systems 41, 42 are fluid-dynamically connected to the collection chamber 2 in positions that are downstream of the second piston 20 when the latter is displaced approximately to the intermediate position X2. According to an embodiment, a further cleaning system is installed in the cavity of the mold 4 to clean and / or blow and / or lubricate and / or create a vacuum by means of a further independent system connected respectively to washing units and / or to units for creating vacuum (e.g. primary pumps, dry scroll, etc.). Advantageously, this further cleaning system comprises at least one fluid dynamically interposed valve between the mold 4 and the cleaning system in such a way as to obtain and control a vacuum inside the mold on values preferably between 40 mbar and 70 mbar.

E’ interessante rilevare che valori elevati di sottovuoto non sono ottenuti a discapito di tempi ciclo più lunghi e con soluzioni impiantistiche complesse e costose ma bensì utilizzando sistemi molto meno costosi di quelli normalmente in uso e notevolmente semplificati sì da essere altamente efficienti, facilmente manutenzionabili, reperibili con modesto investimento costo grazie alle prestazioni del sistema di separazione. It is interesting to note that high vacuum values are not obtained at the expense of longer cycle times and with complex and expensive plant solutions but rather by using systems much less expensive than those normally in use and significantly simplified so as to be highly efficient, easy to maintain. available with modest investment cost thanks to the performance of the separation system.

Con le particolari valvole del sottovuoto utilizzate si possono realizzare canali e percorsi di alimentazione metallo-pezzo (metallo-stampo) molto più efficaci e con maggior efficienza rispetto alla tecnica normalmente in uso ora. Con dette valvole oltre ad ottenere facilmente negli ambienti valori elevati di sottovuoto è possibile impostare cicli di lavoro con tempi di lavoro lunghi e con sequenze di attuazione anticipate rispetto alla fase di iniezione: secondo la tecnica nota il sottovuoto nello stampo, salvo specialissimi e costosissimi sistemi, è realizzato in contemporanea alla fase di riempimento stampo, questo significa che oltre ad ottenere un sottovuoto di mediocre livello con impianti molto delicati, si hanno anche problematiche dovute a miscelazioni fra metallo entrante ed aria in fase di rarefazione/uscita. Il separatore abbinato alle valvole proposte inaugura un modo nuovo di produrre: ridotto consumo energetico, sicurezza elevata, semplicità, alta qualità, alta ripetibilità del processo. With the particular vacuum valves used, it is possible to create much more effective and more efficient metal-piece (metal-mold) feeding channels and paths compared to the technique normally used now. With these valves, in addition to easily obtaining high vacuum values in environments, it is possible to set work cycles with long work times and with sequences of actuation in advance of the injection phase: according to the known technique, vacuum in the mold, except for very special and very expensive systems , is carried out simultaneously with the mold filling phase, this means that in addition to obtaining a mediocre vacuum with very delicate systems, there are also problems due to mixing between the incoming metal and the air in the rarefaction / exit phase. The separator combined with the proposed valves inaugurates a new way of producing: reduced energy consumption, high safety, simplicity, high quality, high process repeatability.

Le modalità operative di utilizzo del presente trovato sono rappresentabili secondo le fasi comprese nel metodo per iniettare materiale fuso o rammollito all’interno di uno stampo di seguito descritto. The operating modes of use of the present invention can be represented according to the steps included in the method for injecting molten or softened material into a mold described below.

Secondo una forma di attuazione, tale metodo comprende According to an embodiment, this method comprises

− Predisporre una unità d’iniezione 1 avente almeno una delle caratteristiche precedentemente descritte, - Prepare an injection unit 1 having at least one of the previously described characteristics,

− Posizionare il primo pistone 10 ed il secondo pistone 20 secondo la configurazione estesa E consentendo l’ingresso in sottovuoto nel materiale fuso nella camera di raccolta 2, − Spostare il primo pistone 10 verso il secondo pistone 20, ossia verso la configurazione ravvicinata R, comprimendo così il materiale fuso tra il primo ed il secondo pistone 10, 20. E’ interessante rilevare che grazie a questa soluzione tecnica è possibile ottenere così una valutazione esatta del volume di metallo presente permettendo di ricalibrare precisamente il processo di iniezione e di evitare i pericolosi colpi a vuoto da parte della testa d’iniezione. - Position the first piston 10 and the second piston 20 according to the extended configuration E allowing the entry under vacuum into the molten material in the collection chamber 2, - Move the first piston 10 towards the second piston 20, i.e. towards the close configuration R, thus compressing the molten material between the first and second pistons 10, 20. It is interesting to note that thanks to this technical solution it is thus possible to obtain an exact evaluation of the volume of metal present, allowing to precisely recalibrate the injection process and to avoid dangerous misses from the injection head.

− Traslare il primo pistone 10 ed il secondo pistone 20 in avvicinamento allo stampo 4, - Move the first piston 10 and the second piston 20 towards the mold 4,

− Posizionare il secondo pistone 20 all’interno di una seconda sede 25 identificata all’interno della camera di raccolta 20 in modo tale da connettere fluidodinamicamente la camera di raccolta ed il materiale fuso con un canale d’ingresso 4a dello stampo 4, - Position the second piston 20 inside a second seat 25 identified within the collection chamber 20 in such a way as to fluidly connect the collection chamber and the molten material with an inlet channel 4a of the mold 4,

− Spostare il primo pistone 10 in avvicinamento al secondo pitone 20 in modo da realizzare la configurazione ravvicinate R ed iniettare così il materiale fuso all’interno dello stampo 4. - Move the first piston 10 towards the second python 20 in order to create the close configuration R and thus inject the molten material inside the mold 4.

Preferibilmente, quando il materiale fuso o rammollito è iniettato all’interno della camera il primo pistone 10 è posizionato sostanzialmente nella prima sede 15 (corrispondente alla prima posizione X1) ed il secondo pistone è posizionato in corrispondenza della posizione intermedia X2. Tale disposizione può vantaggiosamente essere considerata come la posizione iniziale dei rispettivi primo e secondo pistone 10, 20 durante la fase di iniezione del fuso nella camera di raccolta 2. Preferably, when the molten or softened material is injected into the chamber, the first piston 10 is substantially positioned in the first seat 15 (corresponding to the first position X1) and the second piston is positioned at the intermediate position X2. This arrangement can advantageously be considered as the initial position of the respective first and second pistons 10, 20 during the phase of injection of the melt into the collection chamber 2.

Poi, vantaggiosamente, il primo pistone ed il secondo pistone 10, 20 traslano coerentemente sino a che il secondo pistone 20 entra nella seconda sede 25. Then, advantageously, the first piston and the second piston 10, 20 translate coherently until the second piston 20 enters the second seat 25.

A questo punto, il canale d’ingresso 4a dello stampo 4 risulta vantaggiosamente aperto e tramite traslazione del primo pistone 10 in direzione del secondo pistone 20 è possibile comprimere il materiale fuso o rammollito all’interno dello stampo 4 con la velocità desiderata. At this point, the inlet channel 4a of the mold 4 is advantageously open and by translating the first piston 10 in the direction of the second piston 20 it is possible to compress the molten or softened material inside the mold 4 with the desired speed.

Secondo una forma di attuazione del presente metodo l’azione di traslare il primo pistone 10 ed il secondo pistone 20 in avvicinamento allo stampo 4 avviene contemporaneamente. Preferibilmente, il suddetto metodo comprendente According to an embodiment of the present method, the action of translating the first piston 10 and the second piston 20 approaching the mold 4 occurs simultaneously. Preferably, the above method comprising

− Realizzare una condizione di sottovuoto in una porzione della camera di raccolta 2 compresa tra il secondo pistone 20 e la seconda sede 25 del secondo pistone 20 prima di consentire l’ingresso del materiale fuso nella camera di raccolta 2. - Create a vacuum condition in a portion of the collection chamber 2 between the second piston 20 and the second seat 25 of the second piston 20 before allowing the melted material to enter the collection chamber 2.

Vantaggiosamente, con questa soluzione il frazionamento delle sequenze lavorative consente di avere tempi lunghi di applicazione del sistema sottovuoto e quindi l’ottenimento valori di sottovuoto molto efficienti senza allungamenti di tempi di ciclo e senza utilizzo delle note sofisticate e costose apparecchiature normalmente in uso nello stato della tecnica nota. Advantageously, with this solution the splitting of the working sequences allows to have long times of application of the vacuum system and therefore to obtain very efficient vacuum values without lengthening cycle times and without using the known sophisticated and expensive equipment normally used in the state of the known art.

− Azionare un alimentatore 30, fluidodinamicamente connesso a monte della camera di raccolta 2, e, preferibilmente, inserire, all’occorrenza, all’interno del materiale fuso contenuto nella camera di raccolta 2 una barra di un predeterminato materiale, preferibilmente metallo. - Operate a feeder 30, fluid dynamically connected upstream of the collection chamber 2, and, preferably, insert, if necessary, inside the molten material contained in the collection chamber 2 a bar of a predetermined material, preferably metal.

Secondo una forma di attuazione si inserisce all’interno del fuso, ad esempio, una barra di nickel (o altro metallo/lega ) che è conservata in una porzione separata 32 dell’alimentatore 30 in modo da poter variare la composizione, e quindi le caratteristiche di resistenza, del materiale fuso. Vantaggiosamente, tale metallo fuso è alluminio e l’inserimento in lega di nickel comporta l’incremento delle sue caratteristiche meccaniche. According to one embodiment, a nickel (or other metal / alloy) bar is inserted inside the melt, for example, which is kept in a separate portion 32 of the feeder 30 so as to be able to vary the composition, and therefore the resistance characteristics of the molten material. Advantageously, this molten metal is aluminum and the insertion in nickel alloy involves an increase in its mechanical characteristics.

Alternativamente, è utilizzato un fuso di leghe di alluminio o rame o sue leghe. Alternatively, a melt of aluminum or copper alloys or its alloys is used.

Secondo una forma di attuazione del presente metodo è utilizzabile anche materiale polimerico e/o composito polimerico. According to an embodiment of the present method, also polymeric material and / or polymeric composite can be used.

Claims

CLAIMS 1. Injection unit (1) for die-casting machines (200) comprising - a collection chamber (2) for molten material, - a first piston (10) and a second piston (20) housed inside said collection chamber (2) and movable along a longitudinal axis (X) of said collection chamber (2), - said first and second pistons (10, 20) being arranged in such a way that the respective strokes are aligned with said longitudinal axis (X) of said collection chamber (2) in such a way as to be able to pass through an extended configuration, in which the distance (D) between said first and second pistons (10, 20) is maximum and said molten material is recalled by vacuum inside said collection chamber (2), to a close configuration in which the distance (D ) between said first and second pistons (10, 20) is minimal and said molten material is expelled from said collection chamber (2) and compressed inside a mold (4) fluid dynamically connected to said collection chamber (2).

2. Injection unit (1) according to claim 1, wherein said first and / or second piston (10, 20) comprise a contact surface with said molten material made of ceramic.

3. Injection unit (1) according to any of the preceding claims in which said molten material is aluminum or its alloys, copper or its alloys.

4. Injection unit (1) according to any of the previous claims in which said collection chamber (2) is fluid-dynamically connected upstream to a feeder (30) also in vacuum.

5. Injection unit (1) according to the previous claim in which said vacuum of said feeder (30) is substantially equal to said vacuum in said collection chamber (2).

6. Injection unit (1) according to any one of the preceding claims comprising a first and a second fluid vacuum system (41, 42) dynamically connected to said collection chamber (2).

7. Method for injecting molten or softened material into a mold (4), comprising - Prepare an injection unit (1) according to any of claims 1 to 6, - Position said first piston (10) and said second piston (20) according to said extended configuration allowing the vacuum entry of said molten material into said collection chamber (2), - Move said first piston (10) towards said second piston (20), i.e. towards said close configuration, thus compressing said molten material between said first and second pistons (10, 20), - Translating said first piston (10) and said second piston (20) towards said mold (4), - Position said second piston (20) inside a second seat (25) identified inside said collection chamber (20) in such a way as to fluidodynamically connect said collection chamber and said molten material with an inlet channel (4a) of said mold (4), - Move said first piston (10) towards said second python (20) so as to achieve said configuration close together and thus inject said molten material inside said mold (4).

Method according to claim 7, wherein said translation of said first piston (10) and said second piston (20) approaching said mold (4) occurs simultaneously.

Method according to any one of claims 7 or 8, comprising - Realize a vacuum condition in a portion of said collection chamber (2) between said second piston (20) and said second seat (25) of said second piston (20) before allowing the melted material to enter said second piston (20) collection chamber (2).

Method according to any one of claims 7 to 9, comprising - Activate a feeder (30), fluid dynamically connected upstream of said collection chamber (2), and insert inside said molten material contained in said collection chamber (2) a bar of a predetermined material, preferably a metal.