ITAN20110120A1 - Attrezzatura di stampaggio per iniezione di materie plastiche - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

ATTREZZATURA DI STAMPAGGIO PER INIEZIONE DI

MATERIE PLASTICHE

La presente invenzione concerne un'attrezzatura di stampaggio per iniezione di materie plastiche.

Nel campo tecnologico dello stampaggio ad iniezione esiste un particolare procedimento - conosciuto come sovra-iniezione di materie plastiche - che permette di ottenere un generico manufatto plastico mediante iniezioni parziali e successive del suo materiale costitutivo, nell'ambito di una stessa attrezzatura di stampaggio .

L'attrezzatura di stampaggio è costituita da uno stampo, dotato di una struttura, cosiddetta a sandwich, nella quale sono riconoscibili, essenzialmente, tre o più componenti fondamentali, ciascuno di forma più o meno complessa e composita. Un primo ed un secondo componente, che nel seguito saranno chiamati primo e secondo componenti fissi, sono destinati ad ancorarsi rispettivamente al piano fisso e al piano mobile della pressa di iniezione; il terzo componente è intermedio ai primi due componenti; è mobile rispetto al primo ed al secondo componente ed è accoppiabile variabilmente con essi in modo da definire altrettante, corrispondenti, configurazioni operative dello stampo, funzionali alla formatura, per fasi successive, del manufatto.

Più in particolare, il terzo componente è mobile, con una componente di traslazione longitudinale all'asse della pressa e con una componente di rotazione intorno ad un proprio asse di rotazione in modo da definire in accoppiamento con il primo ed il secondo componente di stampo altrettante distinte cavità di formatura.

Nelle cavità di formatura, e con fasi di iniezione distinte, sono iniettati ad esempio due colori differenti dello stesso materiale, oppure due materiali diversi non necessariamente di colore differente.

Nell'ambito della movimentazione della terza parte componente dell'attrezzatura di stampaggio, che è il presupposto meccanico per l'attuazione della sovrainiezione, una soluzione nota prevede che, all'interno dell'attrezzatura di stampaggio sia presente una struttura di supporto che sostiene la terza parte componente in appoggio, in corrispondenza di due punti dell'asse di rotazione e girevolmente intorno all'asse di rotazione medesimo.

La struttura di supporto è montata a sua volta in appoggio e in guida di scorrimento su guide di appoggio del piano mobile della pressa, le quali nella condizione di montaggio dell'attrezzatura di stampaggio risultano orientate perpendicolarmente all'asse di rotazione della terza parte componente dell'attrezzatura. Tali guide, come è noto, sono convenzionalmente previste per l'appoggio e la traslazione del piano mobile della pressa rispetto al piano fisso della medesima.

Sfruttando opportunamente la libertà di traslazione del supporto lungo le guide della pressa e la libertà di rotazione consentita dal supporto alla terza parte componente dello stampo, mediante sequenze di movimentazioni successive, opportunamente coordinate in fase e controllate, è possibile associare ciclicamente la terza parte componente di stampo alle altre componenti dell'attrezzatura e dar luogo così alle configurazioni idonee alla sovra-iniezione.

La soluzione sopra descritta soffre del fondamentale inconveniente di derivare parte della mobilità della terza parte componente dell'attrezzatura da elementi esterni all'attrezzatura medesima, ovvero dalle guide della pressa. Ne consegue che le operazioni di interconnessione operativa, sia di assemblaggio meccanico,sia di controllo, sia di attuazione, tra attrezzatura di stampaggio e pressa destinataria di essa, sono laboriose, complesse, e richiedono lunghi tempi di preparazione e di messa a punto ogni volta che si predispone l'attrezzatura di stampaggio sulla pressa prima di avviare la produzione seriale del manufatto plastico.

In ragione di ciò le operazioni di attrezzamento sono piuttosto costose, il che rende la produzione inevitabilmente rigida, poiché cambi di produzione piuttosto ravvicinati risultano abbastanza svantaggiosi e penalizzanti per l'economicità della produzione.

Un altro inconveniente derivabile dal fatto di utilizzare come elementi di guida le guide proprie della pressa è rappresentato dal fatto che - stante 1'interasse fisso di queste - gli organi che presiedono alla traslazione della struttura di supporto della terza parte di stampo, essendo dimensionati sempre in relazione con tale interasse, risultano dimensionati sempre per la campata massima di appoggio, risultano inutilmente sovraddimensionati e pesanti per tutti gli stampi di dimensioni minori di quelli di massima dimensione montabili sulla pressa.

Tali aspetti concorrono anche in questo caso ad accrescere i costi di realizzazione delle attrezzature di stampaggio, nonché indirettamente anche i costi di attrezzamento per la necessità di dover predisporre in opera strutture talvolta inutilmente pesanti ed inutilmente ingombranti la cui messa in opera non è agevole. Infatti, per poter associare lo stampo alle guide della pressa non è infrequente dover imprimere alla attrezzatura di stampaggio, mantenuta in sospensione verticale, delle rotazioni intorno all'asse verticale onde far transitare l'attrezzatura di stampaggio tra le colonne della pressa e posizionarla poi in appoggio sulle guide inferiori.

Un altro inconveniente ancora, che penalizza le attrezzature note, è rappresentato dal fatto che la movimentazione di traslazione lungo le guide di appoggio della pressa è attuata mediante impiego di attuatori a fluido. Poiché il controllo di essi soffre notoriamente di alcuni limiti intrinsechi in termini di costanza dei parametri operativi, la terza parte di componente di stampo è portata ad operare tra due sole configurazioni operative ottenibili con una rotazione di 180° tra una configurazione e l'altra, resettandosi ogni volta alla fine del ciclo, tutti i parametri operativi, prima di dar corso ad un nuovo ciclo di stampaggio.

Sul piano dei risultati produttivi ciò implica che la sovra-iniezione venga effettuata mediante sovrapposizione di due soli strati di materiale, le caratteristiche estetiche e funzionali del manufatto essendo perciò ottenibili unicamente in tale ristretto ambito combinatorio.

Primario compito del presente trovato è quello di ovviare a tali inconvenienti.

Tale compito viene risolto da un'attrezzatura come definita in una qualunque delle unite rivendicazioni, la quale è dotata di mobilità della terza parte componente di stampo completamente integrate nell'attrezzatura di stampaggio medesima ed autonome rispetto alle guide della pressa. Il che permette di ottenere attrezzature di stampaggio compatte, di dimensioni ridotte, che richiedono un tempo preparatorio minimo, e che possono essere portate in produzione in tempi brevissimi e con poche e semplici operazioni.

Altro scopo del trovato è quello di poter effettuare rotazioni della terza parte componente, controllate, a passo e con ampiezze qualsivoglia nell'ambito di un giro di rotazione completo di detta terza parte componente .

Ciò permette di poter effettuare a partire dall'iniezione primaria, tante iniezioni secondarie contemporanee quanti sono i passi in cui il giro di rotazione della terza parte componente di stampo viene suddiviso.

Una tale proprietà dell'attrezzatura secondo il trovato consente di poter effettuare lo stampaggio per sovrainiezione con numeri di strati sovrapposti qualsivoglia nell'ambito di uno stesso ciclo di iniezione.

I vantaggi che ne conseguono appaiono evidenti se si considera la numerosità delle molteplici combinazioni estetiche e funzionali degli strati che possono essere ottenuti, e/o se si considerano i vantaggi economici in termini di produzione che possono derivare dalla possibilità di stampare, ad esempio, un generico manufatto di forte spessore mediante una successione plurima di strati di spessore ridotto e/o facendo uso di una pressa di capacità di chiusura e di massa iniettabile ridotte rispetto ad una pressa convenzionale .

Questi ed altri vantaggi del trovato saranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di un esempio di esecuzione del tutto indicativo e non limitativo del trovato rappresentato nelle figure degli uniti disegni in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica di insieme di una attrezzatura di stampaggio conforme all'invenzione, montata su pressa e rappresentata in una configurazione corrispondente ad un 'avvenuta iniezione, nonché rappresentata con parti asportate per meglio evidenziarne delle altre;

la figura 2 è una vista prospettica d'insieme dell'attrezzatura rappresentata in una propria configurazione aperta determinata e conseguente al movimento di un piano mobile della pressa;

la figura 3 è una vista prospettica di insieme dell'attrezzatura rappresentata in una configurazione in cui una propria parte mobile è disassemblata da una prima parte fissa dell'attrezzatura a seguito di una traslazione longitudinale alla pressa; in detta figura, in particolare, un manufatto plastico multicolore o multimateriale viene estratto dall'attrezzatura di stampaggio;

la figura 4 è una vista prospettica di insieme dell'attrezzatura in cui la parte mobile dell'attrezzatura è messa in rotazione ;

la figura 5 è una vista prospettica di insieme dell'attrezzatura in cui la parte mobile dell'attrezzatura è portata ad assemblarsi nuovamente con la prima parte fissa di mediante una traslazione diretta in verso opposto a quella di figura 3;

la figura 6 è una vista prospettica di insieme dell'attrezzatura in cui una seconda parte fissa dello stampo si riassembla di nuovo con la parte mobile mediante un movimento del piano mobile della pressa diretto in senso opposto a quello di figura 2;

- la figura 7 è una vista prospettica corrispondente a quella di figura 1 in cui l'attrezzatura di stampaggio viene assoggettata ad una iniezione primaria ed una iniezione secondaria contemporanee avviandosi così un nuovo ciclo di stampaggio.

Con riferimento alle figure degli uniti disegni, in figura 1 con 10 è indicata nel suo complesso un'attrezzatura di stampaggio per sovra-iniezione di materie plastiche, associata ad una pressa per iniezione, indicata nel suo insieme con 23 e parzialmente rappresentata.

La pressa 23, che è di costruzione del tutto convenzionale, comprende una struttura dotata di un piano fisso indicato con 18, di un piano 19 mobile, traslabile alternativamente su colonne 22 di guida e rispetto al piano fisso 18; e comprende inoltre un gruppo di iniezione primaria simbolicamente rappresentato con freccia 20 ed uno o più gruppi di iniezione ausiliaria, indicati simbolicamente con freccia 21.

L'attrezzatura 10 di stampaggio comprende essenzialmente uno stampo indicato nel suo complesso con 1, il quale è dotato essenzialmente di tre parti componenti, fondamentali, strutturate con forma composita e complessa.

Una prima parte componente, indicata nel suo complesso con 2, è fissa e rigidamente connessa con il piano 18 fisso della pressa 23.

Una seconda parte componente, indicata con 3 - anch'essa denominata parte fissa, con evidente riferimento allo stampo 1 - è invece rigidamente collegata al piano 19 mobile della pressa 23, condividendo con quest'ultimo il moto di traslazione alternativa di cui detto piano 19 è dotato.

La terza parte dello stampo 1, indicata nel suo complesso con 4, è interposta tra la prima 2 e la seconda parte 3 dello stampo 1 - come chiaramente visibile in figura 2.

Questa terza parte 4 è mobile e rototraslabile rispetto alla prima 2 e alla seconda parte 3 fisse dello stampo 1 su azionamento di idonei mezzi di motorizzazione controllata, indicati con 5 e 6.

Più in particolare, la terza parte 4 è associabile: da un lato con la prima parte 2 fissa e da un altro lato con la seconda parte 3 fissa dello stampo 1, in modo da definire in combinazione con esse corrispondenti distinte cavità 7 di formatura destinatarie di materiale plastico, per la formatura in fasi successive di un generico manufatto 18a; materiale plastico che viene iniettato nelle cavità 7 di formatura in modo del tutto noto dal gruppo di iniezione 20 primaria e dal - o a da ciascun- gruppo 21 di iniezione ausiliaria.

L'attrezzatura 10 di stampaggio è provvista di una propria struttura 11 che integra delle spalle 12 di supporto della terza parte 4 rototraslabile dello stampo 1. A tale proposito, le spalle 12 integrano guide 13 lineari atte a consentire alla terza parte 4 dello stampo di traslare in direzione parallela alle colonne 22 della pressa 23, alternativamente ,nonché relativamente alla prima 2 e alla seconda parte 3 fisse dello stampo 1.

L'attrezzatura 10 di stampaggio comprende inoltre, e preferibilmente, una piastra 14 associabile al piano 18 fisso della pressa 23; piastra 14 a cui sono interconnesse e portate di sbalzo la prima parte 2 fissa di stampo 1 e le spalle 12 della struttura 11.

La piastra 14 comprende inoltre dei mezzi 15 e 16 di registrazione posizionale delle spalle 12 rispetto alla prima parte 2 di stampo 1 che è interposta tra le spalle 12 medesime.

Tali mezzi di registrazione comprendono corpi 15 e scanalature 16 di forma reciprocamente complementare interposti tra detta piastra 14 e dette spalle 12 ed accoppiati tra loro. Preferibilmente, i corpi 15 hanno la forma di solidi prismatici che si proiettano di sbalzo dalle spalle 12 verso la piastra 14. Le scanalature 16: hanno forma parimenti prismatica; si sviluppano in orizzontale; ed interessano l'intera larghezza della piastra 14. Per effetto di tali mezzi di registrazione 15 e 16, le spalle 12 possono essere posizionate sempre in stretta prossimità con la prima parte 2 fissa dello stampo 1 in funzione della dimensione effettiva dello stampo 1. Inoltre, assicurano - con la possibilità di selezionare in modo variabile il loro interasse di appoggio - le migliori condizioni di appoggio per le dimensioni effettive dello stampo 1, per la sua rigidezza di insieme, nonché per la compattezza di insieme dell'attrezzatura 10 medesima.

I mezzi 5 e 6 di motorizzazione della rototraslazione della terza parte 4 componente includono motoriduttori 17 elettronicamente controllati adatti ad azionare a passi almeno la componente rotatoria della rototraslazione di detta terza parte 4 componente di stampo 1.

Adottando un tale sistema di movimentazione è possibile suddividere 1'intero angolo giro che la terza parte 4 dello stampo 1 esegue tra due iniezioni primarie successive in un numero di passi adatto a consentire iniezioni ausiliarie - eventualmente plurime nell'ambito di uno stesso ciclo di iniezione.

In altre parole, se nella determinazione dei passi di rotazione, si fraziona l'angolo giro ad esempio con rapporto 1/2, nell'arco temporale necessario per l'esecuzione dell'iniezione primaria di un generico manufatto semilavorato, sarà possibile eseguire anche una iniezione ausiliaria su un semilavorato stampato in un ciclo precedente.

Analogamente, se si fraziona l'angolo giro con rapporto 1/3, ad ogni intervallo angolare di 120° della rotazione completa della terza parte 4 componente di stampo 1 sarà possibile eseguire una corrispondente iniezione ausiliaria, cosicché il manufatto 18a finale viene ad essere ottenuto mediante iniezione di tre strati successivi di materiale plastico: una iniezione primaria e due iniezioni ausiliarie.

Dal momento che le due iniezioni ausiliarie sono compiute nello stesso arco temporale di una iniezione primaria, operando in tal modo si conseguono notevoli vantaggi di tipo economico produttivo e notevoli vantaggi di tipo funzionale e/o estetico legati alle molteplici possibilità di combinare materiali tra loro diversi e/o materiali uguali o simili, ma di diverso colore.

Appare chiaro quindi, che operando in tal senso, non esistono limiti a priori circa la molteplicità delle iniezioni con la quale si intende eseguire il ciclo completo di stampaggio in sovra-iniezione di un generico manufatto 18 a.

Valendosi poi, preferibilmente di motoriduttori 17 di tipo epicicloidale, i mezzi di motorizzazione 5 e 6 sopra accennati consentono di poter gestire in modo efficace e vantaggiosamente, anche i transitori di accelerazione/decelerazione dei moti rototraslatori della terza parte 4 dello stampo 1.

In uso, il funzionamento dell'esempio di attrezzatura 10 di stampaggio secondo il trovato, può essere descritto a partire dagli allegati disegni in cui: in figura 1 l'attrezzatura 10 di stampaggio appare, montata sulla pressa 23 con lo stampo 1 completamente chiuso e rappresentato in una configurazione di avvenuta iniezione primaria che da' inizio alla formazione di un nuovo semilavorato, mentre una iniezione ausiliaria è contemporaneamente avvenuta su un semilavorato formato in un ciclo precedente.

Successivamente, in figura 2, si nota che dopo l'allontanamento del piano 19 mobile dal piano 18 fisso della pressa 23, la terza parte 4 dello stampo 1 è traslata lungo le guide 13 in posizione contemporaneamente distale dalle due parti fisse 2 e 3 dello stampo 1.

Nella successiva fase di figura 3, un attuatore di presa (ad esempio un robot, non illustrato nei disegni) provvede ad estrarre in direzione verticale un manufatto 18a che ha esaurito il proprio ciclo di formatura, mentre il manufatto attualmente in corso di produzione è stato formato soltanto per una propria parte componente corrispondente allo strato di materiale formato con la iniezione primaria di figura 1.

Successivamente, come visibile dalla figura 4, la terza parte 4 dello stampo 1 esegue la rotazione a passo (in questo caso ruotando di 180° intorno ad un asse di rotazione, orizzontale, trasversale alle colonne 22 della pressa 23). Così facendo, il manufatto semilavorato prodotto nella precedente iniezione primaria viene progressivamente a contrapporsi alla seconda parte 3 fissa dello stampo 1 che è collegata al piano 19 mobile della pressa 23.

Avvenuta la traslazione retrograda della terza parte 4 di stampo - in avvicinamento alla prima parte 2 fissa dello stesso, come visibile in figura 5, la cavità 7 di formatura associata alla prima parte 2 fissa dello stampo 1 è chiusa e pronta per ricevere una nuova iniezione, mentre la cavità 7 di formatura contrapposta alla seconda parte 3 fissa è ancora aperta.

Avvenuta anche la traslazione retrograda del piano 19 mobile in avvicinamento con il piano 18 fisso della pressa 23 - come mostrato in figura 6 - lo stampo 1 appare completamente chiuso potendo realizzarsi successivamente e come mostrato in figura 7: da un lato, l'iniezione primaria che da' inizio alla formazione di un nuovo semilavorato; e dal lato opposto, l'iniezione ausiliaria che completa il ciclo di formatura del manufatto 18a in corso; dopodiché il ciclo si ripete a partire nuovamente dalla condizione di figura 1.

L'invenzione così concepita è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Attrezzatura di stampaggio per iniezione di materie plastiche comprendente uno stampo (1) dotato di una prima parte (2) e di una seconda parte (3)fisse e di una terza parte (4), mobile, rototraslabile su azionamento di mezzi (5,6) di motorizzazione controllata rispetto a dette prima e seconda parte (2,3) fisse, detta terza parte (4) essendo associabile con dette prima parte (2) e seconda parte (3) fissa per definire in combinazione con esse corrispondenti distinte cavità (7) di formatura destinatarie di materiale plastico iniettato per la formatura in fasi successive di un generico manufatto (18a),detta attrezzatura (10) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere una struttura (11) integrante spalle (12) di supporto di detta terza parte (4) e guide (13) lineari per la traslazione relativa della medesima rispetto a dette prima parte (2) e seconda parte (3) fisse.
2. 2. Attrezzatura, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta struttura (11) comprende una piastra (14) cui sono interconnesse almeno dette spalle (12) di struttura (11).
3. 3. Attrezzatura, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detta struttura (11) comprende una piastra (14) cui è interconnessa almeno detta prima parte (2) fissa di stampo (1).
4. 4. Attrezzatura, secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che detta piastra (14) comprendere mezzi (15,16) di registrazione posizionale delle spalle (12) rispetto a detta prima parte (2) parte fissa interposta tra dette spalle (12) medesime.
5. 5. Attrezzatura, secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di registrazione comprendono corpi (15) e scanalature (16) di forma reciprocamente complementare interposti tra detta piastra (14) e dette spalle (12) ed accoppiati tra loro.
6. 6. Attrezzatura, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (5,6) di motorizzazione della rototraslazione di detta terza parte (4) componente includono motoriduttori (17)elettronicamente controllati.
7. 7. Attrezzatura, secondo la rivendicazione 1 o 6 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (5,6) di motorizzazione azionano a passi almeno la componente rotatoria della rototraslazione di detta terza parte (4) componente, ciascun passo essendo corrispondente ad una frazione dell'angolo di rotazione completa di detta terza parte (4) componente, detta frazione essendo scelta in funzione del numero di iniezioni multiple con cui il ciclo di iniezione di detto manufatto (18a) viene eseguito.
8. 8. Attrezzatura, secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi attuatori includono motoriduttori (17)epicicloidali.