ITMI20101486A1 - Metodo, apparecchiatura e stampo per lo stampaggio rotazionale di materie plastiche, con riscaldamento elettrico. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

“METODO, APPARECCHIATURA E STAMPO PER LO STAMPAGGIO ROTAZIONALE DI MATERIE PLASTICHE, CON RISCALDAMENTO ELETTRICO”

DESCRIZIONE

[CAMPO DELL’INVENZIONE]

La presente invenzione si riferisce in generale al settore dello stampaggio rotazionale di materie plastiche, ed in particolare concerne ad un metodo per lo stampaggio rotazionale; l’invenzione si estende inoltre anche ad uno stampo ed un’apparecchiatura per lo stampaggio.

[ARTE NOTA]

Come è noto il processo dello stampaggio rotazionale prevede che una quantità prestabilita di materiale plastico inizialmente in forma granulare o liquida (tipicamente il materiale è Polietilene, Polipropilene, Poliuretano, Policarbonato o altro materiale noto), venga inserito in uno stampo che dopo essere stato chiuso ermeticamente è messo in rotazione attorno a uno o due assi di rotazione tra loro ortogonali.

Contestualmente lo stampo è soggetto ad un ciclo termico, ossia viene inizialmente scaldato in modo tale che il materiale plastico si fonde diventando quindi fluido e possa distribuirsi sulle pareti interne dello stampo; il materiale plastico così predisposto viene mantenuto nello stampo per il tempo necessario alla sua polimerizzazione ed è quindi raffreddato fino alla temperatura ambiente per ottenerne l’indurimento finale: dopo di ciò lo stampo viene aperto per estrarre il manufatto stampato.

Un esempio di apparecchiatura per lo stampaggio rotazionale come appena riepilogato è noto dal brevetto EP 1364764 A2, che descrive una apparecchiatura comprendente una struttura rotazionale per il supporto dello stampo, dotata di mezzi di riscaldamento per portarlo in temperatura disposti sulla struttura stessa e quindi rotanti insieme allo stampo.

Esistono poi macchine per lo stampaggio rotazionale che non sono dotate di mezzi di riscaldamento dello stampo, ma che a tal fine vengono alloggiate all’ interno di opportuni forni o camere equipaggiate con lampade ad infrarossi.

Questo richiede impianti di grandi dimensioni perché le strutture rotazionali che supportano gli stampi sono alte anche diversi metri e pertanto i forni che le devono contenere hanno dimensioni ancora maggiori; peraltro è evidente che in questi forni viene scaldato sia lo stampo che la struttura che lo supporta, così che vi è un dispendio di energia termica superiore a quello che sarebbe strettamente necessario per stampare la plastica contenuta nello stampo.

Altri esempi di apparecchiature e stampi per lo stampaggio rotazionale comprendenti mezzi di riscaldamento sono rinvenibili nei brevetti EP1649997A1 e EP1837148A2.

Gli stampi ivi descritti comprendono una pluralità di condotti per la circolazione di fluidi riscaldanti, quali aria o oli diatermici; il fluido riscaldante viene portato in temperatura mediante un’unità esterna allo stampo, per esempio un bruciatore a gas o una batteria di resistenze elettriche, e viene quindi fatto circolare nei condotti dello stampo a circuito chiuso, i quali possono venire realizzati in vari modi quali per esempio per foratura profonda delle pareti dello stampo, oppure realizzando canali di pezzo lavorati per fresatura sulla sua superficie esterna, poi richiusi con lamine saldate su di esse.

I metodi per lo stampaggio rotazionale ed i relativi stampi noti di cui si è fatta sopra una breve panoramica, presentano alcuni svantaggi.

Innanzitutto, gli stampi con circolazione di fluido necessitano lavorazioni complesse per ricavare i condotti per il fluido riscaldante, che devono assicurare caratteristiche di ermeticità sulla superficie esterna dello stampo.

Inoltre, le pareti degli stampi con circolazione di fluido hanno uno spessore mediamente piuttosto elevato per consentire la lavorazione dei canali, così che presentano dimensioni maggiori rispetto ai requisiti di resistenza meccanica strettamente necessari per il processo di stampaggio; di conseguenza aumenta anche il loro peso complessivo.

L’aumento di peso dello stampo conferisce un’inerzia dinamica maggiore alla struttura rotazionale, con effetti negativi sul processo e sulla spesa energetica per la rotazione.

Inoltre, l’aumento di peso dello stampo conferisce al sistema anche una maggior inerzia termica, per cui lo stampo risulta più lento a riscaldarsi e raffreddarsi; questo svantaggio è amplificato dalla necessità di riscaldare non solo lo stampo ed il materiale plastico che esso contiene ma anche l’impianto di circolazione dell’olio. Pertanto il processo di stampaggio rotazionale con stampi noti riscaldati da liquido comporta inevitabilmente tempi piuttosto lunghi.

Ulteriormente si deve osservare che in queste soluzioni la temperatura ottenibile dello stampo è limitata dalle caratteristiche del fluido di riscaldamento, e difficilmente si possono quindi superare i 300°C anche utilizzando per il riscaldamento un olio diatermico. Questo limita l’applicabilità dei processi di stampaggio rotazionale, escludendo i materiali plastici (per esempio il Policarbonato) che richiedono temperature più alte.

Infine, la presenza di olio circolante nella apparecchiatura per stampaggio rotazionale implica una manutenzione onerosa, aumentando i rischi di incendio o di inquinamento ambientale.

[OBIETTIVI E SINTESI DELLA INVENZIONE]

Scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile un metodo, una apparecchiatura ed uno stampo per lo stampaggio rotazionale che risolvano i problemi dell’arte nota.

In particolare, è scopo della presente invenzione quello di predisporre un metodo di stampaggio rotazionale che sia di semplice attuazione, così da richiedere uno stampo con peso ridotto rispetto a quelli noti, a parità di altre condizioni.

Inoltre, è scopo della presente invenzione quello di predisporre uno stampo per attuare il processo anzidetto, che abbia un’inerzia termica più ridotta, con conseguente risparmio energetico, e che consenta di ottenere pezzi stampati di migliore qualità attraverso un migliore controllo della temperatura dello stampo.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti da un metodo, una apparecchiatura ed uno stampo per lo stampaggio rotazionale di materie plastiche, le cui caratteristiche sono enunciate nelle rivendicazioni annesse alla presente descrizione. L’idea generale alla base della presente invenzione è quella di eseguire lo stampaggio utilizzando l’energia elettrica per il riscaldamento dello stampo; a tal fine l’invenzione prevede uno stampo rotazionale comprendente mezzi di riscaldamento elettrici applicati su di esso e quindi solidali in rotazione con lo stampo. Preferibilmente, i mezzi di riscaldamento elettrici comprendono una pluralità di conduttori elettrici resistivi in contatto con la superficie esterna dello stampo, così da trasmettere calore prevalentemente per conduzione.

Questa soluzione consente di superare alcuni svantaggi dell’arte nota; infatti, permette innanzitutto di realizzare uno stampo più leggero e meno complesso, la cui configurazione può essere adattata con maggior flessibilità alle esigenze di processo. Inoltre, lo stampo più leggero consente di raggiungere elevate velocità di rotazione con una minor spesa energetica nella apparecchiatura per stampaggio rotazionale, ed anche l’inerzia termica dello stampo viene ridotta notevolmente.

Preferibilmente, i conduttori applicati sullo stampo hanno forma di resistenze flessibili elettricamente isolate, alloggiate in cave appositamente formate sulla superficie esterna dello stampo. Questa soluzione consente di raggiungere temperature più elevate dello stampo ed allo stesso tempo di uniformarne la distribuzione.

Il metodo per lo stampaggio rotazionale secondo la presente invenzione prevede di raffreddare lo stampo nelle fasi finali mediante convezione forzata, ottenuta con aria diretta sullo stampo da opportuni mezzi di raffreddamento posti sulla apparecchiatura per stampaggio rotazionale e/o posti sullo stampo medesimo.

Di preferenza il metodo dell’invenzione prevede inoltre una fase di essiccazione del materiale plastico, da effettuarsi con un preriscaldamento sotto vuoto direttamente nello stampo secondo il presente trovato.

Altri scopi e vantaggi dell’invenzione saranno più chiari dalla descrizione dettagliata che viene esposta qui di seguito relativamente ad un suo possibile esempio di realizzazione preferito e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui:

La Figura 1 mostra una vista frontale di un esempio di apparecchiatura per lo stampaggio rotazionale secondo la presente invenzione;

La Figura 2 mostra una vista laterale della apparecchiatura di Figura 1, nella quale è alloggiato uno stampo secondo la presente invenzione;

La Figura 3 mostra una vista prospettica di un esempio di realizzazione di una parte di stampo secondo la presente invenzione;

Al Figura 4 mostra una vista dall’alto della parte di stampo di Figura 3;

La Figura 5 mostra una vista in sezione di una zona dello stampo di Figura 4; La Figura 6 illustra un esempio di impianti pneumatici ed elettrici in una apparecchiatura per lo stampaggio rotazionale secondo la presente invenzione.

Le figure sopracitate illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione; dove appropriato, strutture, componenti, materiali e/o elementi simili, sono indicati dai medesimi numeri di riferimento nelle varie figure.

[DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE]

La Figura 1 mostra una vista frontale di un esempio di una apparecchiatura 1 per lo stampaggio rotazionale secondo Finvenzione, la quale comprende una struttura con un primo telaio di supporto 2 rotante intorno ad un rispettivo asse di rotazione orizzontale X-X e supportato da cuscinetti 3a e 3b; la struttura del’ apparecchiatura 1 include poi un secondo telaio 4, interno al primo e rotante rispetto ad un rispettivo asse Y-Y ortogonale al primo; a tal fine il secondo telaio 4 è supportato da relativi cuscinetti 5a e 5b.

La rotazione dei telai 2 e 4 è comandata da motori 32, 33 elettrici posti in corrispondenza dei cuscinetti 3a e 5a, e controllati da un gruppo generale di controllo 6 della apparecchiatura 1.

La apparecchiatura 1 comprende dei giunti rotanti di collegamento elettrico 7 e 8; il primo giunto rotante 7 è posizionato nella porzione laterale della apparecchiatura 1 in corrispondenza del cuscinetto 3b, consente di fornire potenza elettrica verso il primo telaio rotante, proveniente dalla struttura generale a terra 9 della apparecchiatura 1, dotata di un gruppo generale di controllo 6.

Similmente, il secondo giunto rotante di collegamento elettrico 8 è posizionato in corrispondenza del cuscinetto 5b e consente di fornire energia elettrica al telaio interno 4, per alimentare un quadro elettrico 10 posizionato sullo stesso telaio interno 4 e pertanto rotante insieme allo stampo, come sarà descritto in seguito.

Secondo la presente invenzione è possibile prevedere che i giunti rotanti di collegamento elettrici 7 e 8 comprendano addizionalmente connessioni elettriche (non rappresentate) per il trasporto di segnali elettrici provenienti da sensori posti sulla porzione rotante della apparecchiatura.

E altresì possibile prevedere, in aggiunta ai giunti rotanti elettrici 7 e 8, anche delle connessioni pneumatiche e/o idrauliche per collegare almeno una linea di alimentazione di gas compressi o per liquidi sino al telaio interno rotante 4, allo scopo di raffreddare lo stampo come si vedrà meglio nel seguito.

L’apparecchiatura 1 comprende poi una coppia di piattaforme mobili Ila e llb collegate scorrevolmente al telaio rotante interno 4; tali piattaforme si muovono in avvicinamento ed allontanamento reciproco a seconda delle fasi del processo di stampaggio, grazie a mezzi di movimentazione 32a e 32b di per sé noti, costituiti da pistoni pneumatici o oleodinamici; di fatto le piattaforme Ila e llb sono in grado di avvicinarsi tra loro realizzando una pressa meccanica, al cui interno è possibile bloccare una intelaiatura 13 alloggiante lo stampo secondo la presente invenzione come mostrato in Figura 2.

Quest’ultima è una vista laterale della apparecchiatura 1, in una configurazione operativa nella quale uno stampo 12 è inserito nell’intelaiatura 13 vincolata alle piattaforme Ila e llb (che in Figura 2 pertanto assumono una configurazione più ravvicinata rispetto alla Figura 1). Come si vede, l’apparecchiatura 1 è atta a far ruotare lo stampo 12 attorno ai due assi di rotazione ortogonali X e Y, come schematizzato mediante la linea circolare 14.

Lo stampo 12 comprende mezzi di riscaldamento elettrici posti sulla sua superficie esterna, che saranno descritti in maggior dettaglio nel seguito, i quali sono connessi elettricamente al quadro rotante 10 in modo da poter essere selettivamente alimentati su indicazione del gruppo generale di controllo 6.

Il quadro elettrico 10 comprende dei componenti di pilotaggio di per sé noti (es. circuiti elettronici), per il controllo dei mezzi di riscaldamento elettrici dello stampo 12. A tal fine quest’ultimo è dotato di sensori per la misura della temperatura (non rappresentati nelle figure), per esempio termocoppie, atti a misurare la temperatura di porzioni dello stampo 12 sia interne che esterne; anche questi sensori di temperatura sono connessi al quadro elettrico 10 sul telaio interno 4, che ne trasmette le letture al gruppo generale di controllo 6.

Come si può capire da quanto finora esposto, lo stampo 12 dopo essere stato riempito del materiale plastico da stampare, viene posto in rotazione dalla apparecchiatura 1 intorno agli assi ortogonali X, Y e scaldato dai mezzi di riscaldamento elettrici, solidali con lo stampo (poiché sono applicati su di esso).

Al termine del processo di stampaggio, raggiunte le condizioni desiderate, lo stampo 12 è raffreddato per poi venire estratto dalla apparecchiatura 1. Per aumentare la velocità di raffreddamento, secondo la presente invenzione si utilizza un sistema di raffreddamento a convezione forzata che comprende mezzi di raffreddamento 15 posti sulle piattaforme Ila e/o 1 lb.

Il raffreddamento per convezione è preferibilmente ad aria e in questo esempio i mezzi per attuarlo comprendono una pluralità di eiettori del tipo ad effetto Venturi, che dirigono getti di aria verso la superficie esterna dello stampo 12.

Gli eiettori sono alimentati con aria compressa sfruttando la linea di aria compressa descritta in precedenza con riferimento ai giunti rotanti pneumatici; essi creano un flusso di aria amplificato fino a 25 volte rispetto all’ aria impiegata per la loro alimentazione, ed il flusso così ottenuto viene diretto contro la superficie esterna dello stampo 12 (il raffreddamento avviene per convezione in regime turbolento è la portata d’aria è circa 800 m<3>/h, con una velocità del flusso tangente maggiore di 2 m/s). Secondo la presente invenzione i mezzi di raffreddamento 15 sono collocati direttamente sulla parte rotante della apparecchiatura 1 in prossimità dello stampo 12; essi possono quindi essere fissati sulle piattaforme Ila e llb, oppure anche all’intelaiatura 13 dello stampo ed eventualmente sui telai rotanti interno 4 ed esterno 2. Alternativamente, o in combinazione con gli eiettori sopra menzionati, è comunque possibile utilizzare per i mezzi di raffreddamento 15 dei ventilatori; in tal caso essi saranno pure montati sulle parti dell’apparecchiatura 1 vicine allo stampo.

Vantaggiosamente, dal momento che i mezzi di riscaldamento dello stampo 12 sono posizionati sulla sua superficie esterna, l’intelaiatura 13 che lo supporta nell’apparecchiatura 1 rimane ad una temperatura inferiore rispetto a quella dello stampo 12; in questo modo è possibile movimentare lo stampo 12 manipolando esclusivamente l’intelaiatura 13, ottenendo un minor tempo di raffreddamento.

La Figura 3 mostra un esempio di realizzazione di una metà 12b dello stampo 12 secondo la presente invenzione; nel seguito, per semplicità, si farà riferimento alla porzione 12b come “semi-stampo 12b”, intendendo che gli insegnamenti e la descrizione fornita con riferimento alla porzione 12b sono applicabili, con le opportune modificazioni, all’interezza dello stampo 12 che include anche un’altra metà non mostrata nei disegni, omologa alla prima. Si deve altresì osservare che la forma di realizzazione del semi-stampo 12b è puramente esemplificativa in quanto è ovvio che la sua forma e quella dello stampo 12 nel suo complesso, potrà differire in relazione ai pezzi da stampare con il processo dell’invenzione (ad esempio con gli stampi si possono fare contenitori, coperchi in plastica e quant’ altro).

Il semi-stampo 12b comprende un corpo 16 realizzato in alluminio, acciaio o altro metallo appropriato, che al suo interno (non visibile nei disegni) è sagomato secondo la forma in negativo del pezzo da realizzare in plastica; esternamente al corpo 16 dal semistampo 12b (chiamato anche “cartella” dai tecnici del ramo e pertanto nel seguito si userà anche questo termine), sono ricavate una pluralità di cave 17 atte ad alloggiare delle resistenze elettriche 18.

Le cave 17 possono essere ottenute per lavorazione meccanica dello stampo, per esempio mediante fresatura, oppure direttamente durante la fusione del corpo 16.

All’interno delle cave 17 sono inserite le resistenze elettriche che costituiscono i mezzi di riscaldamento dello stampo 12 descritti in precedenza e che operano prevalentemente per conduzione.

A tal fine le resistenze elettriche sono preferibilmente del tipo a cartuccia flessibile, dove il conduttore elettrico è inserito in una guaina isolante contenente al suo interno anche polveri di materiali appropriati (es. zirconio, niobio), che aumentano la capacità termica dei mezzi scaldanti.

Il vantaggio di utilizzare le resistenze flessibili è di poterle adattare efficacemente alla forma delle cave 17, seguendone l’andamento a serpentino in modo da ottenere un contatto intimo con il metallo dello stampo così da favorire lo scambio termico per conduzione.

Pertanto le resistenze elettriche sono inserite nelle cave 17 in modo da essere in contatto con le pareti e sono fissate da mezzi di ritenuta meccanici (quali per esempio cavallotti), così da rimanere stabilmente trattenute in sede durante la rotazione dello stampo.

Le resistenze elettriche possono poi essere annegate nelle cave con resine termicamente conduttive, che migliorano lo scambio di calore conduttivo con lo stampo. La Figura 4 mostra una vista dall’alto del semi-stampo 12b, in cui è possibile apprezzare meglio la distribuzione delle cave 17 e delle resistenze elettriche 18, le quali sono distanziate uniformemente per garantire un riscaldamento omogeneo dello stampo (e pertanto della plastica da stampare al suo interno).

In questo modo, la qualità del pezzo stampato viene migliorata, ed al contempo si minimizza il numero di elementi riscaldanti e la potenza da fornire alle resistenze, riducendo la complessità dello stampo e la spesa energetica per riscaldarlo.

Preferibilmente la distanza trasversale tra le cave 17 è compresa tra i 60 mm e i 120 mm, e comunque tale da riscaldare la superficie interna dello stampo con una potenza specifica compresa tra 1 W/cm<2>e 2 W/cm<2>.

Il semi-stampo 12b comprende preferibilmente almeno un alloggiamento 19 per un sensore di temperatura (es. termocoppia), in maniera da consentire la misura locale della temperatura come descritto in precedenza, oltre che dei mezzi di collegamento 20, 21 per la unione del semi-stampo 12b con l’altro semi-stampo omologo (non mostrato nei disegni) ed ottenere così lo stampo completo 12. I mezzi di collegamento 20-21 dei semi- stampi sono in questo caso dei fori per dei bulloni.

La Figura 5 mostra una vista in sezione trasversale dello semi-stampo 12b lungo le linee V-V di Figura 4.

In quest’ultima sezione è mostrata una cava 17 al cui interno è inserita la resistenza elettrica 18, avente sezione circolare. La cava 17 ha preferibilmente una profondità uguale o di poco superiore al diametro della resistenza 18 ed inoltre il corpo 16 del semi-stampo 12b comprende delle porzioni di alleggerimento 22, che evitano un accumulo di materiale in eccesso lontano dalle cave 17.

Pertanto lo spessore del corpo 16 varia da un massimo “S” corrispondente alla distanza tra la superficie superiore in corrispondenza della cava 17 e quella inferiore con riferimento alla Fig.5, fino al minimo “s” compreso tra il fondo delle cave 17 e la superficie inferiore anzidetta. Preferibilmente, lo spessore minimo s è compreso tra 7 mm e 12 mm.

In questo modo, grazie anche alle porzioni di alleggerimento 22, è possibile ridurre la massa dello semi-stampo 12b; così non solo se ne riduce il peso, ma anche l’inerzia termica. Di conseguenza, si riduce al minimo la quantità di energia necessaria a riscaldare lo stampo sino alla temperatura desiderata, oltre al tempo necessario per il riscaldamento e raffreddamento dello stampo, a vantaggio di una maggior efficienza del processo di stampaggio rotazionale.

Con riferimento alla Figura 6 viene ora descritto un esempio preferito del ciclo di stampaggio rotazionale secondo la presente invenzione.

Il materiale plastico da stampare è innanzitutto inserito nello stampo 12, che viene poi chiuso ermeticamente e quindi posizionato sulla apparecchiatura 1 (non rappresentata in Fig. 6) dove è collegato alle reti elettriche 24 e pneumatiche 25, come spiegato in precedenza con riferimento ai giunti rotanti 7,8 .

A questo punto, è possibile effettuare direttamente il pre-trattamento di essiccazione del materiale plastico da stampare.

E noto infatti che per alcuni materiali (per esempio il policarbonato) è necessario eseguire una fase di essicazione per rimuovere l’umidità presente e fonte di difetti di stampaggio, se non viene rimossa; per ottenere l’essiccazione è necessario che il materiale sia portato ad una temperatura adeguata all’evaporazione dell’umidità, prima di essere stampato. Di solito questo richiede costosi impianti quali forni dedicati, tempo e precauzioni per evitare che il materiale possa assorbire nuovamente l’umidità dopo il trattamento e prima di essere utilizzato per lo stampaggio.

Secondo la presente invenzione, invece, è possibile provvedere alla fase di essicazione direttamente nello stampo 12.

A tal fine la rete pneumatica 25 comprende infatti, a monte dello stampo 12, una prima linea per il gas 26, dedicata per esempio ad aria compressa preferibilmente essiccata, ed una seconda linea per il gas 27, dedicata per esempio ad azoto. Su ciascuna di queste due linee 26 e 27 è presente almeno una valvola 26b e 27b per la regolazione del flusso di gas in ingresso nello stampo.

Inoltre, la rete pneumatica 25 comprende ulteriormente, a valle dello stampo 12, una linea per il vuoto 28 cui è associata una valvola 28b ed un generatore di vuoto 28c, preferibilmente una pompa a vuoto o un autoclave.

Infine, la rete pneumatica 25 comprende a valle dello stampo 12, una linea di scarico che sfiata in atmosfera o in un ambiente dedicato (per esempio, un sistema di filtraggio), ed una valvola di regolazione 29b.

Grazie alla rete pneumatica 28, pertanto, è possibile creare il vuoto entro la cavità dello stampo 12 una volta chiuso dopo il carico del materiale plastico. Successivamente si preriscalda lo stampo 12 mediante i mezzi di riscaldamento elettrici, vale a dire le resistenze elettriche 18 come descritto in precedenza: questa operazione è resa possibile dai tempi rapidi di riscaldamento dello stampo 12 secondo l’invenzione, che avendo una massa ridotta grazie alle resistenze 18 alloggiate nelle cave 17 ed alle porzioni di alleggerimento 22, può essere portato in temperatura velocemente.

La fase di essiccazione può quindi essere attuata in tempi brevi, dato che la temperatura di preriscaldamento è inferiore alla temperatura di stampaggio: ciò consente di essiccare direttamente il materiale durante la fase iniziale di stampaggio, con evidenti risparmi di tempo nel processo.

E inoltre possibile, grazie alle reti pneumatiche 26 e 27, ripristinare un’atmosfera controllata all’interno della cavità dello stampo 12, creando una pressione che vantaggiosamente migliora la compattezza del materiale plastico su tutto il suo spessore; in questo modo si migliora la qualità del processo di stampaggio.

Una volta essiccato il materiale plastico contenuto nello stampo 12, questo viene messo in rotazione e sottoposto al ciclo termico di riscaldamento e raffreddamento, come descritto in precedenza con riferimento alle figure 1 e 2.

Infine è da notare che in accordo con l’invenzione, la pressione nello stampo 12 e/o nella rete pneumatica 25 può essere controllata mediante uno sfiato 29 cui esso è collegato; a tal fine si aprirà la valvola 29b all’inizio del raffreddamento dello stampo: così da evitare che il componente stampato sia soggetto a depressioni e sia deformato. Considerando i presenti insegnamenti e le caratteristiche dell’invenzione che consentono di raggiungere gli scopi prefissati e di risolvere i problemi tecnici delineati inizialmente, è chiaro che un uomo esperto del settore potrà elaborare varianti senza per questo fuoriuscire dall’ ambito del trovato.

Per esempio, una possibile variante sarebbe quella di applicare le resistenze 18 sulla superficie esterna dello stampo 12, senza alloggiarle in apposite cave; tuttavia lo scambio termico conduttivo fra le resistenze elettriche e lo stampo peggiorerebbe sensibilmente e pertanto si otterrebbe un processo di stampaggio rotazionale meno efficiente.

E poi evidente che le cave e le resistenze posizionate sulla cartella dello stampo potranno seguire percorsi diversi da quelli mostrati nei disegni, mantenendo comunque un’uniformità del riscaldamento secondo i requisiti specifici dell’applicazione.

Infine è possibile prevedere una ulteriore forma di realizzazione dello stampo 12 secondo la presente invenzione, in cui i mezzi di riscaldamento elettrici posti sulla superficie esterna dello stampo, in aggiunta o in alternativa alle resistenze 18, comprendono delle bobine di induzione.

Quando gli induttori sono alimentati da una corrente o una tensione variabile nel tempo, generano correnti parassite circolanti nello stampo che ne riscaldano il materiale per effetto Joule.

Anche secondo questa terza forma di realizzazione, pertanto, si prevedono mezzi di riscaldamento elettrici rotanti insieme allo stampo.

Tutte queste varianti rientrano nell’ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per lo stampaggio rotazionale di materie plastiche, nel quale dette materie plastiche sono inserite in uno stampo (12, 12b) riscaldato e posto in rotazione rispetto ad almeno un asse (X; Y), caratterizzato dal fatto che il riscaldamento dello stampo (12, 12b) è attuato elettricamente con mezzi (18) associati con esso.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il riscaldamento dello stampo (12, 12b) avviene prevalentemente per scambio termico di conduzione con esso.
3. 3) Metodo secondo le rivendicazioni 1 o 2, comprendente una fase di raffreddamento dello stampo (12, 12b) attuata, almeno in parte, mediante convezione forzata con aria.
4. 4) Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui l’aria è alimentata da mezzi (15) solidali in rotazione con lo stampo (12, 12b).
5. 5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fase iniziale di essiccazione delle materie plastiche inserite nello stampo (12, 12b).
6. 6) Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui durante almeno una parte della fase di essiccazione viene applicato il vuoto nello stampo (12, 12b).
7. 7) Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui per ristabilire la pressione nello stampo (12, 12b) a seguito della applicazione del vuoto, viene alimentato un gas.
8. 8) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui grazie al riscaldamento elettrico, le temperature massime di lavoro sono regolabili almeno fino a un massimo di 350 °C, così da consentire conseguentemente lo stampaggio di materie plastiche svariate comprese, ma non limitatamente, le seguenti: polipropilene, polietilene, pvc, metacrilato, policarbonato, poliammide, poliuretano 9) Stampo per l’attuazione del metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di riscaldamento (18) di tipo elettrico applicati sul corpo (16) dello stampo. 10) Stampo secondo la rivendicazione 9, in cui i mezzi di riscaldamento comprendono una pluralità di resistenze elettriche (18) applicate a contatto sul corpo (16) dello stampo (12, 12b). 11) Stampo secondo la rivendicazione 10, in cui sul corpo (16) dello stampo sono presenti una pluralità di cave (17) atte ad alloggiare le resistenze elettriche (18). 12) Stampo secondo la rivendicazione 11, comprendente delle porzioni di alleggerimento tra le cave (17) in modo che queste risultino in rilievo sul corpo (16) dello stampo. 13) Stampo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, in cui le resistenze (18) di riscaldamento sono del tipo a cartuccia, flessibile. 14) Stampo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente una resina termicamente conduttiva applicata sulle resistenze elettriche (18) per migliorare la conduzione termica con lo stampo (12, 12b). 15) Stampo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la distanza trasversale tra le cave (17) è compresa tra 60 mm e 120 mm. 16) Stampo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui lo spessore minimo (s) del corpo è compreso tra 7 mm e 12 mm circa. 17) Stampo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui le resistenze elettriche (18) comprendono un filo metallico avvolto in configurazione sostanzialmente piana, incollato esternamente al corpo dello stampo. 18) Stampo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo (16) o una parte di esso è realizzato in uno o più dei seguenti materiali: alluminio, acciaio, rame, fibra di carbonio. 19) Stampo secondo la rivendicazione 18, in cui il corpo (16) comprende almeno una porzione in materiale metallico ferromagnetico, ed in cui i mezzi di riscaldamento (18) comprendono un conduttore elettrico avvolto a bobina per indurre un campo magnetico nella porzione del corpo (16) in materiale ferromagnetico. 20) Stampo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una pluralità di resistenze (18) controllate indipendentemente, in modo da consentire di ottenere diverse temperature nelle diverse zone dello stampo e, conseguentemente, diversi spessori del pezzo stampato. 21) Stampo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui grazie al riscaldamento elettrico, le temperature massime di lavoro sono regolabili almeno fino a un massimo di 350 °C, così da consentire conseguentemente lo stampaggio di materie plastiche svariate comprese, ma non limitatamente, le seguenti: polipropilene, polietilene, pvc, metacrilato, policarbonato, poliammide, poliuretano. 22) Apparecchiatura per lo stampaggio rotazionale di materie plastiche con uno stampo secondo le rivendicazioni da 8 a 19, comprendente un primo ed un secondo telaio (2, 4) rotanti intorno a rispettivi assi, piattaforme di sostegno (Ila, llb) per supportare uno stampo (12) montato nell’ apparecchiatura, mezzi di riscaldamento per detto stampo (12), caratterizzata dal fatto di comprendere ulteriormente giunti rotanti per fornire energia elettrica (7, 8) ai mezzi di riscaldamento elettrico (18) applicati sullo stampo e collegabili elettricamente ad essi. 23) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 22, ulteriormente comprendente mezzi (15) per generare dei flussi di aria diretti verso lo stampo (12), associati alle piattaforme (Ila, llb) di sostegno dello stampo. 24) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 23, ulteriormente comprendente mezzi (26) per la distribuzione di gas compressi allo stampo e/o per l’applicazione del vuoto al suo interno. 25) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 23, in cui i mezzi (15) per generare flussi di aria comprendono degli eiettori. 26) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 23, in cui i mezzi (15) per generare flussi di aria comprendono almeno un ventilatore a pale.