ITBO20100602A1 - AIR-CONDITIONING DEVICE FOR A PRESS FOR PLASTIC INJECTION MOLDING - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
"DISPOSITIVO DI CONDIZIONAMENTO PER UNA PRESSA PER LO STAMPAGGIO AD INIEZIONE DI MATERIE PLASTICHE" "CONDITIONING DEVICE FOR A PRESS FOR INJECTION MOLDING OF PLASTIC MATERIALS"
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di condizionamento per una pressa per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche. The present invention relates to a conditioning device for a press for injection molding of plastic materials.
In particolare, la pressa per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche è del tipo comprendente uno stampo formato da una prima semi-matrice e da una seconda semi-matrice, cooperanti tra loro per definire una cavità che riproduce in negativo la forma di un pezzo da stampare e mobili una rispetto all'altra lungo una direzione di scorrimento per determinare una posizione di apertura ed una posizione di chiusura dello stampo stesso. La prima semi-matrice e la seconda semi-matrice sono provviste di rispettive superfici di stampaggio sagomate per definire la cavità. In particular, the press for injection molding of plastic materials is of the type comprising a mold formed by a first half-matrix and a second half-matrix, cooperating with each other to define a cavity that reproduces the shape of a piece in negative. to be molded and movable relative to each other along a sliding direction to determine an open position and a closed position of the mold itself. The first half-matrix and the second half-matrix are provided with respective molding surfaces shaped to define the cavity.
Si è osservato che il riscaldamento delle superfici di stampaggio che definiscono la cavità permette un migliore flusso del materiale plastico nello stampo. In uso, un riscaldamento insufficiente può condurre, nella lavorazione delle materie plastiche, a produrre pezzi con parti mancanti o difettosi nei punti di giunzione del materiale plastico, risucchi ed inestetismi con possibili mancati compattamenti del materiale che potrebbero portare a pezzi infragiliti o soggetti a rottura. It has been observed that the heating of the molding surfaces which define the cavity allows a better flow of the plastic material into the mold. In use, insufficient heating can lead, in the processing of plastic materials, to produce pieces with missing or defective parts at the junction points of the plastic material, suction and imperfections with possible lack of compaction of the material that could lead to pieces brittle or subject to breakage .
I dispositivi di condizionamento delle superfici di stampaggio noti prevedono di integrare una pluralità di generatori di raggi infrarossi all'interno di almeno una semi-matrice per consentire il riscaldamento della rispettiva superficie di stampaggio. The known molding surface conditioning devices provide for integrating a plurality of infrared ray generators inside at least one half-matrix to allow the respective molding surface to be heated.
I dispositivi di condizionamento sopra descritti risultano però piuttosto complessi e costosi da realizzare. However, the conditioning devices described above are rather complex and expensive to produce.
Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un dispositivo di condizionamento per una pressa per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche che consenta di superare gli svantaggi dell'arte nota. The object of the present invention is therefore to provide a conditioning device for a press for injection molding of plastic materials which allows to overcome the disadvantages of the known art.
Secondo la presente invenzione viene fornito un dispositivo di condizionamento per una pressa per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche secondo quanto rivendicato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1. According to the present invention there is provided a conditioning device for a press for the injection molding of plastic materials according to what is claimed in claim 1 and, preferably, in any of the subsequent claims directly or indirectly dependent on claim 1.
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui le figure da 1 a 6 illustrano in sequenza fasi successive di un processo di stampaggio per iniezione di materie plastiche realizzato mediante una pressa provvista di una preferita forma di attuazione del dispositivo di condizionamento della presente invenzione. The present invention will now be described with reference to the annexed drawings, which illustrate some non-limiting examples of implementation, in which figures 1 to 6 illustrate in sequence successive phases of a process of injection molding of plastic materials carried out by means of a press provided of a preferred embodiment of the conditioning device of the present invention.
Nelle figure da 1 a 6, con il numero 1 è indicata una pressa per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche. In figures 1 to 6, the number 1 indicates a press for injection molding of plastic materials.
La pressa 1 è formata da una unità 2 per lo stampaggio vero e proprio ed un dispositivo 3 per la plastificazione e la successiva iniezione delle materie plastiche all'interno dell'unità 2 di stampaggio. The press 1 is formed by a unit 2 for the actual molding and a device 3 for the plasticization and subsequent injection of the plastic materials inside the molding unit 2.
L'unità 2 comprende uno stampo 4, formato da una semimatrice 5 fissa e da una semi-matrice 6 mobile, cooperanti tra loro per definire una cavità 7 che riproduce la forma di un pezzo PZ da stampare e mobili uno rispetto all'altra. La semi-matrice 5 fissa e la semi-matrice 6 mobile ricalcano in negativo la forma del pezzo PZ da produrre, sono preferibilmente realizzate in acciaio oppure alluminio e delimitano lo spazio con la sagoma intermedia o finale del pezzo PZ da ottenere. The unit 2 comprises a mold 4, formed by a fixed half-matrix 5 and a mobile half-matrix 6, cooperating with each other to define a cavity 7 which reproduces the shape of a piece PZ to be molded and movable with respect to each other. The fixed half-matrix 5 and the mobile half-matrix 6 trace the shape of the piece PZ to be produced in the negative, they are preferably made of steel or aluminum and delimit the space with the intermediate or final shape of the piece PZ to be obtained.
La semi-matrice 5 fissa e la semi-matrice 6 mobile sono collegate solidalmente a rispettive piastre di supporto sostanzialmente piane e parallele, indicate rispettivamente con 8 e 9. The fixed half-matrix 5 and the mobile half-matrix 6 are integrally connected to respective substantially flat and parallel support plates, indicated respectively with 8 and 9.
La semi-matrice 5 fissa e la semi-matrice 6 mobile sono provviste di rispettive superfici 10 e 11 di stampaggio sagomate per definire la cavità 7. The fixed half-matrix 5 and the mobile half-matrix 6 are provided with respective molding surfaces 10 and 11 shaped to define the cavity 7.
La piastra 9 di supporto (e di conseguenza la semi-matrice 6 mobile) è mobile rispetto alla piastra 8 di supporto (e di conseguenza rispetto alla semi-matrice 5 fissa) lungo una direzione S di scorrimento per determinare una posizione di apertura ed una posizione di chiusura dello stampo 4. The support plate 9 (and consequently the movable half-matrix 6) is movable with respect to the support plate 8 (and consequently with respect to the fixed half-matrix 5) along a sliding direction S to determine an open position and a closing position of the mold 4.
L'unità 2 per lo stampaggio comprende inoltre un sistema di supporto e di guida della piastra 9 di supporto (e della semi-matrice 6 mobile); in particolare il sistema di supporto comprende quattro 12 colonne (solo due colonne 12 sono illustrate nelle figure da 1 a 6) su cui scorre la piastra 9 di supporto supportante la semi-matrice 6 mobile lungo la direzione S di scorrimento. The unit 2 for molding further comprises a system for supporting and guiding the support plate 9 (and the movable half-matrix 6); in particular, the support system comprises four 12 columns (only two columns 12 are illustrated in Figures 1 to 6) on which the support plate 9 supporting the semi-matrix 6 movable along the sliding direction S slides.
Infine, l'unità 2 per lo stampaggio comprende un dispositivo di chiusura, atto a mantenere la posizione di chiusura dello stampo 4 durante l'iniezione del materiale plastico e la formazione del pezzo PZ. Il dispositivo di chiusura può comprendere un elemento a ginocchiera ad azionamento idraulico od elettrico oppure una chiusura con un pistone idraulico. Finally, the molding unit 2 comprises a closing device, adapted to maintain the closed position of the mold 4 during the injection of the plastic material and the formation of the piece PZ. The closure device can comprise a toggle element with hydraulic or electric actuation or a closure with a hydraulic piston.
La pressa 1 comprende inoltre un dispositivo 3 per la plastificazione e successiva iniezione delle materie plastiche all'interno dello stampo 4; il quale dispositivo 3 comprende a sua volta un basamento 13 di supporto ed un cilindro 14 di raccolta del materiale plastico da iniettare. Il cilindro 14 di raccolta è provvisto di un asse 15 ed è riscaldato mediante una pluralità di resistenze elettriche in modo da ottenere un predeterminato gradiente di temperature lungo l'asse 15. Il cilindro 14 di raccolta racchiude al suo interno una vite senza fine (di tipo noto e non illustrato) il cui albero (di tipo noto e non illustrato) è coassiale all'asse 15 ed è portato in rotazione da un moto riduttore (di tipo noto e non illustrato) per consentire la fusione del materiale plastico. Secondo una preferita variante, l'asse 15 è sostanzialmente orizzontale. Il dispositivo 3 comprende una tramoggia 16 che alimenta il materiale plastico in grani attraverso una bocca di carico del cilindro 14 di raccolta. The press 1 also comprises a device 3 for the plasticization and subsequent injection of the plastic materials inside the mold 4; which device 3 in turn comprises a support base 13 and a cylinder 14 for collecting the plastic material to be injected. The collection cylinder 14 is provided with an axis 15 and is heated by means of a plurality of electrical resistances so as to obtain a predetermined temperature gradient along the axis 15. The collection cylinder 14 encloses a worm screw (of known type and not illustrated) whose shaft (known type and not illustrated) is coaxial with axis 15 and is rotated by a reduction motor (known type and not illustrated) to allow the melting of the plastic material. According to a preferred variant, the axis 15 is substantially horizontal. The device 3 comprises a hopper 16 which feeds the plastic material in grains through a loading mouth of the collection cylinder 14.
Secondo una preferita variante, la vite senza fine è sia girevole attorno all'asse, sia mobile lungo l'asse 15 per compiere ridotti spostamenti assiali durante la fase di dosatura e successiva iniezione del materiale plastico (in altre parole, durante l'iniezione funge da pistone). According to a preferred variant, the worm screw is both rotatable around the axis and movable along the axis 15 to perform reduced axial displacements during the metering and subsequent injection phase of the plastic material (in other words, during injection it acts from piston).
Il dispositivo 3 presenta una testa 17 di iniezione del materiale plastico, la quale è posta in corrispondenza di una estremità del cilindro 14 di raccolta affacciata alla unità 2 per lo stampaggio, è coassiale all'asse 15 e comunica con una apertura passante ricavata nella piastra 8 di supporto e anch'essa coassiale all'asse 15 e con un foro di iniezione ricavato nella semi-matrice 5 fissa. The device 3 has a plastic material injection head 17, which is located at one end of the collection cylinder 14 facing the molding unit 2, is coaxial to the axis 15 and communicates with a through opening made in the plate 8 supporting and also coaxial to axis 15 and with an injection hole obtained in the fixed half-matrix 5.
La pressa 1 comprende inoltre una unità di controllo elettronica, la quale è collegata ai diversi azionamenti per controllare e comandare le diverse fasi del processo di stampaggio. The press 1 also comprises an electronic control unit, which is connected to the various drives to control and command the various stages of the molding process.
La pressa 1 comprende inoltre un dispositivo 18 di condizionamento delle semi-matrici 5 e 6. The press 1 also comprises a device 18 for conditioning the half-matrices 5 and 6.
Si è verificato infatti che il riscaldamento dello stampo 4 (più in particolare, delle superfici 10, 11 di stampaggio delle semi-matrici 5 e 6) per materie plastiche permette di migliorare il flusso del materiale plastico nello stampo 4 stesso e consente di raggiungere una elevata velocità di riempimento con una ridotta pressione di iniezione. Il dispositivo 18 di condizionamento è mobile rispetto all'unità 2 per lo stampaggio. In particolare, il dispositivo 18 di condizionamento è mobile sia lungo una direzione A di avanzamento sostanzialmente verticale e ortogonale alla direzione S di scorrimento, sia lungo la direzione S di scorrimento. Il dispositivo 18 di condizionamento è azionato da un motoriduttore (di tipo noto e non illustrato) o da pistoni collegato/i all'unità di controllo. Il dispositivo 18 di condizionamento comprende un braccio 19 che supporta una testa 20 di condizionamento. Il movimento lungo la direzione A di avanzamento del braccio 19 rende la testa 20 di condizionamento mobile fra due posizioni estreme, di cui una prima posizione estrema definisce una posizione avanzata operativa ed una seconda posizione estrema definisce una posizione arretrata di riposo. In fact, it has been verified that the heating of the mold 4 (more particularly, of the molding surfaces 10, 11 of the half-matrices 5 and 6) for plastic materials allows to improve the flow of the plastic material in the mold 4 itself and allows to reach a high filling speed with low injection pressure. The conditioning device 18 is movable with respect to the unit 2 for molding. In particular, the conditioning device 18 is movable both along a substantially vertical advancement direction A and orthogonal to the sliding direction S, and along the sliding direction S. The conditioning device 18 is operated by a gearmotor (of a known type and not shown) or by pistons connected to the control unit. The conditioning device 18 comprises an arm 19 which supports a conditioning head 20. The movement along the advancement direction A of the arm 19 makes the conditioning head 20 movable between two extreme positions, of which a first extreme position defines an advanced operating position and a second extreme position defines a rearward rest position.
Nella posizione arretrata di riposo, il dispositivo 18 di condizionamento è disposto esternamente allo stampo 4, in modo da non interferire con le operazioni di apertura e chiusura dello stampo 4 stesso. In the retracted rest position, the conditioning device 18 is arranged externally to the mold 4, so as not to interfere with the opening and closing operations of the mold 4 itself.
Nella posizione avanzata operativa, il dispositivo 18 di condizionamento è inserito fra la piastra 8 di supporto e la piastra 9 di supporto dell'unità 2 per lo stampaggio. In particolare nella posizione avanzata operativa, il dispositivo 18 di condizionamento è interposto fra le due semi-matrici mobile 6 e fissa 5 dello stampo 4, vale a dire fra le due superfici di stampaggio indicate con 10 e 11. In the advanced operative position, the conditioning device 18 is inserted between the support plate 8 and the support plate 9 of the unit 2 for molding. In particular in the advanced operating position, the conditioning device 18 is interposed between the two mobile 6 and fixed 5 half-matrices of the mold 4, that is, between the two molding surfaces indicated with 10 and 11.
Quando si trova nella posizione avanzata operativa, la testa 20 di condizionamento si dispone in prossimità della semi-matrice 5 fissa, in particolare in una posizione affacciata e ad una predeterminata distanza dalla superficie 10 di stampaggio. La testa 20 di condizionamento comprende un sensore di posizione (di tipo noto e non illustrato in dettaglio). Il sensore di posizione è collegato all'unità di controllo ed è predisposto per inviare un segnale all'unità di controllo quando la testa 20 di condizionamento si trova ad una predeterminata distanza obiettivo dalla semi-matrice 5 fissa. L'unità di controllo arresta il movimento della testa 20 di condizionamento e provvede ad azionare una pluralità di generatori di raggi, preferibilmente infrarossi, disposti sulla testa 20 di condizionamento e affacciati alla semi matrice 5 fissa. Il fascio di raggi infrarossi emessi dai generatori viene indirizzato sulla superficie 10 di stampaggio in modo da aumentarne la temperatura (prevalentemente per irraggiamento) fino a raggiungere una predeterminata temperatura obiettivo. La temperatura obiettivo è variabile in funzione del materiale plastico che viene iniettato nello stampo 4. When it is in the advanced operative position, the conditioning head 20 is arranged in proximity to the fixed half-matrix 5, in particular in a facing position and at a predetermined distance from the molding surface 10. The conditioning head 20 comprises a position sensor (of a known type and not illustrated in detail). The position sensor is connected to the control unit and is arranged to send a signal to the control unit when the conditioning head 20 is at a predetermined objective distance from the fixed half-matrix 5. The control unit stops the movement of the conditioning head 20 and activates a plurality of radiation generators, preferably infrared, arranged on the conditioning head 20 and facing the fixed half matrix 5. The infrared ray beam emitted by the generators is directed onto the molding surface 10 so as to increase its temperature (mainly by irradiation) until it reaches a predetermined target temperature. The target temperature varies according to the plastic material that is injected into the mold 4.
E' importante evidenziare che il dispositivo 18 di condizionamento fin qui descritto consente di operare in un ambiente sostanzialmente pulito e non comprende organi per ripulire la superficie 10 di stampaggio della semi-matrice 5 fissa (ad esempio mediante aria compressa). It is important to point out that the conditioning device 18 described up to now allows to operate in a substantially clean environment and does not include members for cleaning the molding surface 10 of the fixed half-matrix 5 (for example by means of compressed air).
Secondo una preferita variante non illustrata, il braccio 19 presenta un asse di rotazione ed è girevole attorno al proprio asse di rotazione. Mediante una rotazione di 180° del braccio 19, la testa 20 di condizionamento può disporsi in una posizione affacciata e ad una predeterminata distanza dalla superficie 11 di stampaggio della semi-matrice 6 mobile per consentire di indirizzare il fascio di raggi infrarossi sulla superficie 11 di stampaggio. In questo modo, è possibile ottenere un condizionamento più uniforme dello stampo 4. According to a preferred variant, not shown, the arm 19 has an axis of rotation and is rotatable about its own axis of rotation. By means of a 180 ° rotation of the arm 19, the conditioning head 20 can be arranged in a facing position and at a predetermined distance from the molding surface 11 of the movable half-matrix 6 to allow to direct the infrared ray beam onto the surface 11 of printing. In this way, more uniform conditioning of the mold 4 can be achieved.
Le figure da 1 a 6 illustrano in sequenza le diverse fasi del processo di stampaggio delle materie plastiche realizzato per mezzo della pressa 1 fin qui descritta. Figures 1 to 6 illustrate in sequence the different phases of the molding process of the plastic materials carried out by means of the press 1 described up to now.
Il processo prevede in sequenza le seguenti fasi: The process involves the following phases in sequence:
- il materiale plastico (preferibilmente sotto forma di granuli) raccolto nella tramoggia 16 viene alimentato al cilindro 14 di raccolta e viene plastificato durante l'avanzamento verso la testa 17 di iniezione; - the plastic material (preferably in the form of granules) collected in the hopper 16 is fed to the collection cylinder 14 and is plasticized during the advancement towards the injection head 17;
- lo stampo 4 viene disposto in posizione di apertura (figura 1); - the mold 4 is placed in the open position (Figure 1);
- il dispositivo 18 di condizionamento raggiunge la posizione avanzata operativa (figura 2) e, successivamente, vengono azionati i generatori di raggi infrarossi per un predeterminato intervallo di tempo tale da consentire il riscaldamento della superficie 10 di stampaggio (vale a dire fino al raggiungimento della predeterminata temperatura obiettivo) (figura 3); - the conditioning device 18 reaches the advanced operating position (Figure 2) and, subsequently, the infrared ray generators are activated for a predetermined time interval such as to allow the molding surface 10 to be heated (i.e. until the predetermined target temperature) (Figure 3);
- il dispositivo 18 di condizionamento arretra nella posizione arretrata di riposo; - the conditioning device 18 moves back to the rear rest position;
- la piastra 9 di supporto e la semi-matrice 6 mobile avanzano fino a raggiungere la posizione di chiusura dello stampo 4; le due semi-matrici 5 e 6 vengono avvicinate a velocità sostanzialmente elevate e bloccate (figura 4); - the support plate 9 and the movable half-matrix 6 advance until they reach the closing position of the mold 4; the two half-matrices 5 and 6 are approached at substantially high speeds and locked (Figure 4);
il materiale plastico viene iniettato con una pressione ed una temperatura che consentono lo scorrimento del materiale plastificato nello stampo 4; the plastic material is injected with a pressure and a temperature which allow the plasticized material to flow into the mold 4;
- mantenimento in pressione fino a quando il materiale plastico non è solidificato; - maintenance under pressure until the plastic material is solidified;
eventuale attesa di raffreddamento del materiale nello stampo 4 (figura 5); possible waiting for cooling of the material in the mold 4 (figure 5);
apertura dello stampo 4 e scarico del pezzo PZ ottenuto (che può alternativamente essere automatico, manuale o assistito da un organo manipolatore esterno) (figura 6). opening of the mold 4 and unloading of the piece PZ obtained (which can alternatively be automatic, manual or assisted by an external manipulator) (figure 6).
Secondo una preferita variante, le due semi-matrici 5 e 6 sono realizzate in alluminio. Sulle rispettive superfici 10 e 11 di stampaggio viene applicato uno strato di materiale di rivestimento. In particolare, lo strato di rivestimento è realizzato mediante una ossidazione anodica con sigillatura per mezzo di ioni d'argento (meglio noto come trattamento GHA® - Golden Hard Anodizing) che consente di migliorare la resistenza dello stampo 4 e la qualità dei pezzi PZ ottenuti. According to a preferred variant, the two half-matrices 5 and 6 are made of aluminum. A layer of coating material is applied to the respective molding surfaces 10 and 11. In particular, the coating layer is made by means of an anodic oxidation with sealing by means of silver ions (better known as GHA® - Golden Hard Anodizing treatment) which allows to improve the resistance of the mold 4 and the quality of the PZ pieces obtained. .
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| DE102008023479A1 (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-04 | Engel Austria Gmbh | Form tool for injection molding machine for the production of thermoplastic form part, comprises two mould halves, which form a cavity for injecting plasticized plastic, and a coated area, which has a higher absorption degree |
-
2010
- 2010-10-11 IT IT000602A patent/ITBO20100602A1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB543767A (en) * | 1940-07-06 | 1942-03-12 | Ernest Windsor Bowen | Improvements in and relating to moulding |
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Non-Patent Citations (1)
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