ITMI20120306U1 - Apparato di iniezione di materiale per microfusione - Google Patents

Description

"Apparato di iniezione di materiale per microfusione"

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce alle tecniche di microfusione ed in particolare ad un apparato di iniezione di materiale per microfusione.

Ai fini di chiarire l'ambito della presente de-scrizione, per materiale per microfusione s'intende un materiale idoneo per la creazione o realizzazione di modelli ed oggetti da impiegare nel processo di microfusione cosiddetto a cera persa, a titolo di esempio ma non limitatamente, nell'ambito della fab-bricazione di articoli o oggetti di gioielleria, oro-logeria e occhialeria, ma anche in altri settori in cui è la realizzazione di articoli o oggetti è otte-nuta mediante la tecnica a modello iniettato.

I materiali utilizzati per le fasi della micro-fusione sono di varia natura: ad esempio cera anima-le, vegetale, sintetica, con o senza paraffina e/o additivi chimici, derivati, materiali plastici e co-munque in genere materiali basso fondenti con tempe-ratura di fusione compresa nell'intervallo 1 - 300 °C.

La creazione dei modelli in cera e/o materiale plastico o similare fase importante della microfusione, è rappresentata dall'iniezione della cera e/o materiale plastico all'interno di stampi, generalmente in gomma naturale (caucciù), siliconica (elastomero) o in materiale metallico.

L'iniezione della cera e/o materiale plastico o similare all'interno dei suddetti stampi è eseguita con l'utilizzo di appositi apparati di iniezione, comunemente chiamati iniettori.

Un iniettore di materiale per microfusione di tipo noto è costituito da un serbatoio di fusione all'interno del quale è inserito il materiale per microfusione da fondere e a valle del quale ha sede almeno un ugello di iniezione.

Nel corso degli anni questo iniettore si è evoluto, e da semplice apparato che consentiva la colatura del materiale per microfusione fuso all'interno di uno stampo sul principio di gravità, diventa un iniettore in cui la pressione sul materiale per microfusione fuso da iniettare è inizialmente ottenuta mediante pompe ad aria manuali collocate sopra il serbatoio e, successivamente, mediante l'inserimento di aria compressa.

Gli iniettori tecnologicamente evoluti comprendono un serbatoio riscaldato da resistenze elettriche applicate al serbatoio stesso, dispositivi di generazione di pressione e sistemi di vuoto per facilitare l'iniezione del materiale per microfusione fuso all'interno dello stampo togliendone l'aria in esso contenuta. Infatti, nel caso in cui il materiale per microfusione venga iniettato con pressione, l'aria contenuta all'interno dello stampo crea una pressione contraria provocando la mancanza di materiale nel modello creato all'interno dello stampo compromettendone la qualità.

Altri iniettori più evoluti sono muniti altresì di elettrovalvole e regolatori di pressione governati da un'elettronica di controllo (ad esempio, un con-trollore logico programmabile PLC, Programmable Logic Controller) , che consentono di gestire le quantità del materiale per microfusione da iniettare e del vuoto e di regolare la pressione di iniezione in fun-zione della tipologia del modello in cera da ottene-re .

Gli iniettori di tipo noto sopra descritti non sono esenti da difetti.

Innanzitutto, essi comportano tempi lunghi di riscaldamento e di fusione del materiale per microfu-sione (cera e/o materiale plastico o similare).

Generalmente un serbatoio di fusione ha una capacità variabile da 1 a 5 kg. Una quantità così eie vata di materiale per microfusione da fondere compor-ta tempi lunghi sia per la fusione del materiale stesso all'interno del serbatoio sia per il controllo della temperatura effettiva che non risulta essere uniforme .

Inoltre, il materiale per microfusione rimane fuso ed in temperatura per tempi lunghi. Questo com-porta la perdita delle caratteristiche di alcuni ma-teriali per microfusione da iniettare oltre alla for-mazione di deposito sul fondo del serbatoio con even-tuale evaporazione di alcuni componenti del materiale stesso alterandone le caratteristiche.

Inoltre gli iniettori di tipo noto rimangono accesi costantemente (giorno e notte) a causa del lungo tempo necessario alla fusione del materiale da iniettare, determinano di conseguenza un consistente consumo di energia elettrica.

Non ultima è l'esigenza dell'operatore di so-stituire il tipo del materiale da iniettare in con-formità con le caratteristiche del modello da realiz-zare: molti materiali per microfusione sono infatti classificabili a seconda della temperatura di fusio-ne, durezza, elasticità, colore, fluidità, temperatu-ra di solidificazione, e così via.

L'esigenza quindi di sostituire facilmente e velocemente il materiale per microfusione all'interno del serbatoio diventa quindi una realtà oggettiva e negli iniettori di tipo noto l'operazione è difficol-tosa in quanto il materiale per microfusione si po-trebbe presentare sia allo stato liquido sia allo stato solido e data la tipologia degli iniettori no-ti, l'operazione di sostituzione del materiale non risulta essere semplice.

Ultima ed importante considerazione è quella riferita alle inclusioni di umidità (ad esempio in piccole bolle) negli oggetti realizzati negli stampi, prevalentemente dovuta alla pressione dell'aria com-pressa, quindi gelida, all'interno di un serbatoio riscaldato e contenente materiale allo stato liquido a temperatura di fusione.

Inoltre, non è da trascurare la problematica della sicurezza di apparati che, contenendo una quan-tità considerevole di materiale fuso non inferiore ai 70° centigradi, vengono a trovarsi nella condizione di pericolo per l'operatore.

Lo scopo del presente trovato è quello di esco-gitare e mettere a disposizione un apparato di inie-zione di materiale per microfusione che consenta di ovviare almeno parzialmente agli inconvenienti qui sopra lamentati con riferimento alla tecnica nota. Tale scopo è raggiunto mediante un apparato di iniezione di materiale per microfusione in accordo alla rivendicazione 1.

Forme preferite di detto apparato di iniezione sono definite nelle annesse rivendicazioni dipendenti 2-13.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'apparato di iniezione secondo il trovato risul-teranno dalla descrizione di seguito riportata di esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indi-cativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure , in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente mediante uno schema a blocchi un apparato di iniezione di ma-teriale per microfusione secondo una forma di realiz-zazione del trovato.

Con riferimento alla suddetta figura, viene ora descritto un apparato di iniezione di materiale per microfusione, indicato nel complesso con il riferi-mento numerico 100, secondo una forma di realizzazio-ne del trovato.

Ai fini della presente descrizione, si ribadi-sce che per materiale per microfusione s'intende un materiale idoneo per la creazione o realizzazione di modelli ed oggetti da impiegare nel processo di mi crofusione cosiddetto a cera persa, a titolo di esem-pio ma non limitatamente, nell'ambito della fabbrica-zione di articoli o oggetti di gioielleria, orologe-ria e occhialeria, ma anche in altri settori in cui è la realizzazione di articoli o oggetti è ottenuta me-diante la tecnica a modello iniettato.

I materiali per microfusione, detti anche comu-nemente cere, possono essere di varia natura: ad esempio cera animale, vegetale, sintetica, con o senza paraffina e/o additivi chimici, derivati, materiali plastici e comunque in genere materiali basso fonden-ti con temperatura di fusione compresa nell'intervallo 1 - 300 °C.

In accordo con la forma di realizzazione della figura 1, l'apparato di iniezione di materiale per microfusione 100, in seguito anche apparato di inie-zione o semplicemente apparato, comprende una tramog-gia di carico 1 atta contenere il materiale per mi-crofusione 2 allo stato solido. Tale materiale per microfusione 2 è ad esempio in scaglie, palline o polvere .

L'apparato 100 comprende inoltre un involucro 3, ad esempio di forma cilindrica, avente una dire-zione di sviluppo longitudinale X, atto a contenere un meccanismo di movimentazione 4 del materiale di microfusione 2, lungo la direzione di sviluppo longi-tudinale X da una zona di alimentazione XI ad una zo-na di preriscaldamento X2 . Tale meccanismo di movi-mentazione 4, ad esempio una vite senza fine o un pi-stone .

Nella forma di realizzazione in cui il meccani-smo di movimentazione 4 è una vite senza fine, essa ha una conformazione tale da consentire vantaggiosa-mente di movimentare il materiale per microfusione 2, anche in scaglie di differenti dimensioni, dalla zona di alimentazione X2 alla zona di preriscaldamento X2 impedendo contemporaneamente che l'aria presente nell'involucro 3 prosegua nello stesso verso ma, al contrario, in corrispondenza di una zona intermedia dell'involucro 3, possa cambiare senso di marcia e tornare verso la zona di alimentazione X2. Questa fa-se è nota anche con il nome di degassificazione del materiale per microfusione (cera) .

Al fine di aumentare l'effetto tecnico appena descritto, al termine della zona di preriscaldamento X2, l'involucro 3 può essere munito di filtri per il filtraggio dell'aria presente nell'involucro 3.

Ritornando all'esempio della figura 1, la dire-zione di sviluppo longitudinale X dell'involucro 3 è verticale rispetto ad un piano di riferimento (ad esempio il piano di appoggio dell'apparato 100), non mostrato nelle figure. Ciò comporta vantaggiosamente una notevole riduzione dell'ingombro, sul piano oriz-zontale, dell'apparato 100. Tuttavia, in accordo ad un'ulteriore forma di realizzazione (non mostrato nella figura) , la direzione di sviluppo longitudinale X dell'involucro 3 può essere orizzontale rispetto al piano di riferimento.

La zona di alimentazione XI è una prima estre-mità del meccanismo di movimentazione 4. La tramoggia di carico 1 è operativamente associata all'involucro 3 in corrispondenza della prima estremità del mecca-nismo di movimentazione 4. Ciò consente vantaggiosa-mente che il materiale per microfusione 2 presente all'interno della tramoggia di carico 1 passi per ca-duta dalla tramoggia di carico 1 alla prima estremità del meccanismo di movimentazione 4 (zona di alimenta-zione XI).

Ritornando in generale all'apparato di iniezio-ne 100, esso comprende inoltre una prima unità di azionamento 5, ad esempio un motore elettrico o un motoriduttore, configurata per azionare il meccanismo di movimentazione 4 del materiale per microfusione 2.

L'apparato 100 comprende inoltre un microcontrollore 6, ad esempio un controllore logico program-mabile PLC.

La prima unità di azionamento 5 è controllata dal microcontrollore 6 che è configurato per agire ad esempio su un regolatore di velocità (inverter, non mostrato nella figura) della prima unità di aziona-mento 5.

Si osservi che il microcontrollore 6, nell'esempio della figura 1, è esterno all'apparato di iniezione 100 ma, in una forma di realizzazione alternativa, può essere anche integrato all'interno dell'apparato di iniezione 100.

La zona di preriscaldamento X2 del materiale per microfusione 2 è una porzione terminale 7 dell'involucro 3 in corrispondenza di una seconda estremità del meccanismo di movimentazione 4, opposta alla prima estremità del meccanismo di movimentazione 4. La zona di preriscaldamento X2 è opposta alla zona di alimentazione XI.

Si noti che la zona di preriscaldamento X2 è atta a scaldare il materiale per microfusione 2 fino ad un primo stabilito valore di temperatura, inferio-re ad un secondo valore stabilito di temperatura.Ad esempio, il primo stabilito valore di temperatura può corrispondere a circa il 85-90 % del secondo valore stabilito di temperatura (temperatura di fusione). In maggior dettaglio, la zona di preriscalda-mento X2 (porzione terminale 7 dell'involucro 3) com-prende un primo elemento di riscaldamento (non mo-strato nella figura), ad esempio una resistenza elet-trica, per riscaldare il materiale per microfusione 2 fino al primo stabilito valore di temperatura, infe-riore al secondo stabilito valore di temperatura rap-presentativo della temperatura di fusione del mate-riale per microfusione 2.

La zona di preriscaldamento X2 (porzione termi-nale 7 dell'involucro 3) comprende inoltre un primo sensore di temperatura (anch'esso non mostrato nella figura) , ad esempio una sonda o una termo-resistenza (PT100), per rilevare la temperatura all'interno del-la zona di preriscaldamento X2.

In maggior dettaglio, il primo elemento di riscaldamento ed il primo sensore di temperatura sono operativamente collegati al microcontrollore 6 il quale è configurato per controllare il primo elemento di riscaldamento sulla base del valore di temperatura rilevato dal primo sensore di temperatura.

In un'altra forma di realizzazione, il micro-controllore 6 è configurato per controllare il primo elemento di riscaldamento sulla base del valore di temperatura rilevato dal primo sensore di temperatura e sulla base di altre informazioni precedentemente immagazzinate relative alle caratteristiche tecniche del materiale per microfusione 2 impiegabile nell'apparato 100 (ad esempio, temperatura di fusio-ne, durezza, flessibilità, temperatura di solidifica-zione, e così via). Il controllo appena descritto eseguibile dal microcontrollore 6 si definisce termoregolazione della zona di preriscaldamento X2 (por-zione terminale 7 dell'involucro 3).

Si ribadisce che nella zona di preriscaldamento X2 il materiale per microfusione 2 è riscaldato fino al primo stabilito valore di temperatura, inferiore al secondo valore stabilito di temperatura rappresen-tativo della temperatura di fusione del materiale per miero fusione .

L'apparato di iniezione 100 comprende inoltre un serbatoio di accumulo 8, in seguito anche sempli-cemente serbatoio, del materiale per microfusione 2, operativamente associato alla zona di preriscaldamen-to X2 (porzione terminale 7 dell'involucro 3) per ri-cevere, dalla zona di preriscaldamento X2, su azione del meccanismo di movimentazione 4, il materiale per microfusione 2 preriscaldato. Il serbatoio 8 è atto a scaldare il materiale per microfusione 2 fino al secondo valore stabilito di temperatura, rappresentati-vo della temperatura di fusione del materiale per mi-crofusione 2 .

In maggior dettaglio, il serbatoio 8 comprende un secondo elemento di riscaldamento 9, ad esempio una resistenza elettrica, per riscaldare il materiale per microfusione, a partire dal primo stabilito valo-re di temperatura (preriscaldamento) , fino al secondo stabilito valore di temperatura (temperatura di fu-sione) .

Il serbatoio 8 comprende inoltre un secondo sensore di temperatura 10, ad esempio una sonda o una termo-resistenza (PT100), per rilevare la temperatura all'interno del serbatoio 8.

Il secondo elemento di riscaldamento 9 ed il secondo sensore di temperatura 10 sono operativamente collegati al microcontrollore 6 il quale è configura-to per controllare il secondo elemento di riscalda-mento 9 sulla base del valore di temperatura rilevato dal secondo sensore di temperatura 10.

In un'altra forma di realizzazione il microcon-trollore 6 è configurato per controllare il secondo elemento di riscaldamento 9 sulla base del valore di temperatura rilevato dal secondo sensore di tempera-tura 10 e sulla base di altre informazioni precedentemente immagazzinate relative alle caratteristiche tecniche del materiale per microfusione 2 impiegabile nell'apparato 100, come già indicato in precedenza. Il controllo appena descritto eseguibile dal micro-controllore 6 si definisce termoregolazione del ser-batoio 8.

Il serbatoio di accumulo 8 comprende inoltre un sensore di pressione 11, ad esempio un pressostato, per rilevare la pressione del materiale per microfu-sione all'interno del serbatoio 8.

Il sensore di pressione 11 è operativamente collegato al microcontrollore 6 il quale è configura-to per controllare il meccanismo di movimentazione 4 del materiale per microfusione 2, sulla base del va-lore di pressione rilevato dal sensore di pressione 11, fino a raggiungere all'interno del serbatoio 8 un valore stabilito di pressione.

In aggiunta, il microcontrollore 6 è configura-to per arrestare il movimento del meccanismo di movi-mentazione 4 una volta che è stato raggiunto il valo-re stabilito di pressione. Il controllo appena de-scritto eseguibile dal microcontrollore 6 si defini-sce controllo di pressione del materiale per microfu-sione 2 all'interno del serbatoio 8.

Il valore stabilito di pressione è preferibilmente idoneo alla successiva iniezione del materiale per microfusione e dipende anch'esso dalla tipologia di materiale per microfusione 2 impiegabile nell'apparato 100.

L'apparato di iniezione 100 comprende inoltre un dispositivo di iniezione 12, ad esempio una pompa ad ingranaggi o un pistone, operativamente collegato al microcontrollore 6, configurato per movimentare il materiale per microfusione 2 dal serbatoio di accumu-lo 8 2 ad un ugello di uscita 13 di cui è munito l'apparato di iniezione 100.

In particolare, il microcontrollore 6 è vantag-giosamente configurato per azionare il dispositivo di iniezione 12 controllando almeno un parametro di azionamento del dispositivo di iniezione 12 sulla base di almeno uno stabilito parametro del materiale per microfusione 2 da mantenere sostanzialmente costante durante l'iniezione.

Tale almeno uno stabilito parametro del mate-riale per microfusione 2 è ad esempio la pressione del materiale per microfusione 2 in uscita dall'ugello 13 o la quantità di materiale per micro-fusione 2 in uscita dall'ugello 13.

Nel caso in cui il dispositivo di iniezione 12 sia una pompa ad ingranaggi, tale almeno un parametro di azionamento è la velocità di rotazione (corrispon-dente alla pressione, ad esempio in millibar, del ma-teriale per microfusione 2 in uscita dall'ugello 13) o l'angolo di rotazione o passo (corrispondente alla quantità, ad esempio in centimetri cubici - cc, di materiale per microfusione in uscita dall'ugello 13). Nel caso in cui il dispositivo di iniezione 12 sia un pistone, tale almeno un parametro di azionamento è la velocità di avanzamento del pistone (corrispondente alla pressione, ad esempio in millibar, del materiale per microfusione 2 in uscita dall'ugello 13) o l'avanzamento lineare (corrispondente alla quantità, ad esempio in cc, del materiale per microfusione 2 in uscita dall'ugello 13) .

In accordo da una ulteriore forma di realizza-zione, il dispositivo di iniezione 12 può essere con-figurato per movimentare il materiale per microfusio-ne 2 controllando inoltre almeno un secondo parametro di azionamento del dispositivo di iniezione 12 sulla base di almeno uno stabilito secondo parametro del materiale per microfusione 2 da mantenere sostanzial-mente constante durante l'iniezione.

In maggior dettaglio, nel caso in cui il dispo-sitivo di iniezione 12 sia una pompa ad ingranaggi, tale almeno un parametro di azionamento è la velocità di rotazione (corrispondente alla pressione, ad esem-pio in millibar, del materiale per microfusione 2 in uscita dall'ugello 13) mentre 1'almeno un secondo pa-rametro di azionamento è l'angolo di rotazione o pas-so (corrispondente alla quantità, ad esempio in cc, del materiale per microfusione in uscita dall'ugello 13) .

Nel caso in cui il dispositivo di iniezione 12 sia un pistone, tale almeno un parametro di aziona-mento è la velocità di avanzamento del pistone (cor-rispondente alla pressione, ad esempio in millibar, del materiale per microfusione in uscita dall'ugello 13) e 1'almeno un secondo parametro di azionamento è l'avanzamento lineare (corrispondente alla quantità, ad esempio in cc, di materiale per microfusione in uscita dall'ugello 13) .

Si noti che in questa ulteriore forma di rea-lizzazione, i due parametri di azionamento del dispo-sitivo di iniezione 12 (velocità di rotazione e ango-lo di rotazione o passo, nel caso di una pompa ad in-granaggi) sono indipendenti l'uno dall'altro. Ciò consente vantaggiosamente di poter aumentare uno dei due parametri (ad esempio, la velocità di rotazione, quindi la pressione del materiale per microfusione in uscita dall'ugello 13) mantenendo allo stesso valore l'altro parametro (ad esempio, l'angolo di rotazione o passo, quindi la quantità di materiale per microfu-sione iniettato dall'ugello 13) .

Ritornando in generale ancora al dispositivo di iniezione 12, esso comprende inoltre un terzo elemen-to di riscaldamento 14, ad esempio una resistenza elettrica, per mantenere il materiale per microfusione 2 sostanzialmente (ad esempio, con una differenza di qualche grado) al secondo stabilito valore di tempe-ratura (temperatura di fusione) .

Inoltre, il dispositivo di iniezione 12 com-prende un terzo sensore di temperatura 15, ad esempio una sonda o termo-resistenza (PT100), per la rileva-zione della temperatura del materiale per microfusio-ne 2 all'interno del dispositivo di iniezione 12. Il terzo elemento di riscaldamento 14 e il ter-zo sensore di temperatura 15 sono operativamente col-legati al microcontrollore 6 il quale è configurato per controllare il terzo elemento di riscaldamento 14 sulla base del valore di temperatura rilevato dal terzo sensore di temperatura 15.

In accordo con un'altra forma di realizzazione, il microcontrollore 6 è configurato per controllare il terzo elemento di riscaldamento 14 sulla base del valore di temperatura rilevato dal terzo sensore di temperatura 15 e sulla base di altre informazioni precedentemente immagazzinate relative alle caratte-ristiche tecniche del materiale per microfusione 2 impiegabile nell'apparato di iniezione 100, come già indicato in precedenza. Il controllo appena descritto eseguibile dal microcontrollore 6 si definisce termoregolazione del dispositivo di iniezione 12 e dell'ugello 13.

Ritornando all'apparato di iniezione 100, esso comprende inoltre una seconda unità di azionamento 16, ad esempio un motore elettrico senza spazzole (in inglese, brushless) , operativamente collegata al di-spositivo di iniezione 12.

La seconda unità di azionamento 16 è operativa-mente collegata al microcontrollore 6 il quale è con-figurato per movimentare il dispositivo di iniezione 12 mediante la seconda unità di azionamento 16.

Ritornando all'esempio della figura 1, l'apparato di iniezione 100 comprende inoltre un di-spositivo di posizionamento 17 di uno stampo 18 (mo-strato parzialmente nella figura 1, atto a ricevere il materiale per microfusione 2 iniettato dal dispo-sitivo di iniezione 12 tramite l'ugello 13.

Il dispositivo di posizionamento 17 comprende un primo elemento di centraggio inferiore 19 ed un secondo elemento di centraggio superiore 19' fra loro contrapposti ed atti a muoversi lungo una prima dire-zione ortogonale ed una seconda direzione parallela, rispettivamente, rispetto al piano di riferimento (ad esempio, come detto in precedenza, il piano di appog-gio dell'apparato di iniezione 100).

In particolare, il primo elemento di centraggio inferiore 19 è configurato per bloccare lo stampo 18 orizzontalmente al piano di riferimento tramite una coppia di ganasce 20 (visibili parzialmente nella fi-gura 1) in modo tale che sia allineato orizzontalmen-te con l'ugello 13.

Inoltre, il primo elemento di centraggio infe-riore 19 ed il secondo elemento di centraggio supe-riore 19' sono configurati per bloccare lo stampo 18 in direzione ortogonale al piano di riferimento.

Il dispositivo di posizionamento 17 è inoltre configurato per muoversi lungo la direzione di svi-luppo longitudinale X dell'involucro 3 in modo tale che l'ugello 13 sia inserito all'interno di una ri-spettiva apertura dello stampo 18 (non visibile nella figura) .

Lo stampo 18 è fabbricato in gomma naturale o siliconica e presenta al suo interno una sede avente forma corrispondente al modello di articolo o oggetto da costruire con il materiale per microfusione 2. Il materiale per microfusione è iniettabile all'interno dello stampo attraverso l'apertura, definita in pre-cedenza, che è collegata alla sede presente all'interno dello stampo 18.

Il dispositivo di posizionamento 17 è operati-vamente associato al microcontrollore 6 il quale è configurato per azionare sia il primo elemento di centraggio inferiore 19 sia il secondo elemento di centraggio superiore 19' lungo la prima direzione or-togonale e la seconda direzione parallela, rispetti-vamente, al piano di riferimento per bloccare lo stampo 18.

In particolare, il microcontrollore 6 è confi-gurato per azionare la coppia di ganasce 20 al fine di bloccare orizzontalmente al piano di riferimento lo stampo 18 per allinearlo orizzontalmente all'ugello 13.

Inoltre, il microcontrollore 6 è configurato per azionare il primo elemento di centraggio inferio-re 19 e il secondo elemento di centraggio superiore 19' al fine di bloccare lo stampo 18 in direzione or-togonale al piano di riferimento. In particolare, il microcontrollore 6 è configurato per azionare il pri-mo elemento di centraggio inferiore 19 ed il secondo elemento di centraggio superiore 19' mediante un re-golatore di pressione proporzionale elettronico col-legato al dispositivo di posizionamento 17.

In accordo ad una ulteriore forma di realizza-zione, l'apparato di iniezione 100 può comprendere inoltre un dispositivo di vuoto (non mostrato nella figura 1) operativamente collegato al dispositivo di posizionamento 17 e configurato per ottenere il vuoto all'interno dello stampo 18 prima di iniettare il ma-teriale per microfusione 2 al suo interno, ovvero una volta che lo stampo 18 è stato bloccato all'interno del dispositivo di posizionamento 17 e l'ugello 13 è stato inserito all'interno dell'apertura dello stampo 18 .

Il dispositivo di vuoto può essere esterno al dispositivo di posizionamento 17 (ad esempio sull'ugello 13) o integrato all'interno di esso.

Il dispositivo di vuoto è operativamente colle-gato al microcontrollore 6 il quale è configurato per azionare il dispositivo a vuoto nel momento in cui è necessario, come descritto in precedenza.

Si fa presente che l'apparato di iniezione 100 comprende inoltre un dispositivo di comando manuale (non mostrato nella figura) azionabile da un operato-re addetto all'utilizzo dell'apparato di iniezione 100 per comandare la messa in funzione dell'apparato di iniezione 100.

Con riferimento sempre alla figura 1, viene ora descritto il funzionamento dell'apparato di iniezione 100 .

Un operatore addetto all'impiego dell'apparato di iniezione 100 deposita nella tramoggia di carico 1 il materiale per microfusione 2 allo stato solido (ad esempio, in scaglie, pallini o polvere) e posiziona uno stampo 18 all'interno della coppia di ganasce 20 del primo elemento di centraggio inferiore 19 del di-spositivo di posizionamento 17.

A seconda della tipologia del materiale per mi-crofusione 2 scelto, l'operatore imposta e/o sceglie da un menù tramite il microcontrollore 6 una serie di parametri caratteristici del tipo di materiale per microfusione e/o tipologia di stampo scelto per l'iniezione, tra i quali il secondo stabilito valore di temperatura (temperatura di fusione), da cui viene determinato anche il primo stabilito valore di tempe-ratura, lo stabilito valore di pressione idoneo per l'iniezione, lo stabilito valore di quantità di mate-riale per microfusione idoneo per l'iniezione.

A questo punto, l'operatore aziona, ad esempio tramite un dispositivo di comando manuale, l'apparato di iniezione 100.

Il microcontrollore 6 aziona la prima unità di azionamento 5 al fine di mettere in azionamento a sua volta il meccanismo di movimentazione 4 del materiale per microfusione 2 che viene movimentato dalla zona di alimentazione XI del materiale per microfusione 2 alla zona di preriscaldamento X2 del materiale per microfusione 2, ovvero la porzione terminale 7 dell'involucro 3.

Il microcontrollore 6 controlla il primo ele-mento di riscaldamento sulla base del valore di tem-peratura rilevato all'interno della zona di preri-scaldamento X2 dal primo sensore di temperatura in modo da riscaldare il materiale per microfusione 2 fino al primo stabilito valore di temperatura, infe-riore al secondo valore di temperatura (temperatura di fusione).

Sempre su azione del meccanismo di movimenta-zione 4, il materiale per microfusione 2 preriscalda-to al primo stabilito valore di temperatura passa dalla zona di preriscaldamento X2 (porzione terminale 7 dell'involucro 3) al serbatoio di accumulo 8 del materiale per microfusione 2.

Il microcontrollore 6 controlla il secondo ele-mento di riscaldamento 9 sulla base del valore di temperatura rilevato all'interno del serbatoio 8 dal secondo sensore di temperatura 10 in modo da riscal-dare il materiale per microfusione 2 fino al secondo valore di temperatura (temperatura di fusione).

Inoltre, il microcontrollore 6 controlla la pressione del materiale per microfusione 2 all'interno del serbatoio 8 sulla base del valore di pressione rilevato dal sensore di pressione 11 all'interno del serbatoio 8 rispetto allo stabilito valore di pressione idoneo per l'iniezione.

Contemporaneamente, il microcontrollore 6 inse-risce l'ugello 13 del dispositivo di iniezione 12 all'interno della sede dello stampo 18 tramite l'azionamento del dispositivo di posizionamento 17, ovvero l'azionamento, in successione, della coppia di ganasce 20 per allineare orizzontalmente lo stampo 18 all'ugello 13, e contemporaneamente del primo elemen-to di centraggio inferiore 19 e del secondo elemento di centraggio superiore 19'.

Una volta che il valore di pressione all'interno del serbatoio 8 ha raggiunto lo stabilito valore di pressione il microcontrollore arresta auto-maticamente il meccanismo di movimentazione 4 e ini-zia l'iniezione del materiale per microfusione 2 all'interno dello stampo 18 tramite l'ugello 13.

In particolare il microcontrollore 6 comanda l'azionamento del dispositivo di iniezione 12 per mo-vimentare il materiale per microfusione 2 controllan-do almeno un parametro di azionamento del dispositivo di iniezione 12 (nel caso ci una pompa ad ingranaggi, tale almeno un parametro è la velocità di rotazione o l'angolo di rotazione) sulla base di almeno uno sta-bilito parametro del materiale per microfusione 2 (la pressione o la quantità del materiale per microfusio-ne 2) da mantenere sostanzialmente costante durante 1'iniezione .

Il microcontrollore 6 controlla il volume di materiale per microfusione 2 iniettato dall'ugello 13. Una volta che il materiale per microfusione 2 iniettato dall'ugello 13 ha riempito la sede dello stampo 18, il microcontrollore 6 arresta il disposi-tivo di iniezione 12 ed aziona il dispositivo di po-sizionamento 17 per allontanare lo stampo 18 dall'ugello 13 e sbloccare lo stampo 18 dal disposi-tivo di posizionamento 17 allontanando reciprocamente il primo elemento di centraggio inferiore 19 ed il secondo elemento di centraggio superiore 19' e la coppia di ganasce 20.

A questo punto l'operatore può prelevare ed aprire manualmente lo stampo 18 per rimuovere dal suo interno il modello di articolo o oggetto fabbricato con l'operazione di iniezione descritta.

Come si può constatare, l'apparato di iniezione 100 in accordo al presente trovato presenta numerosi vantaggi .

Innanzitutto, l'impiego di un dispositivo di iniezione (ad esempio una pompa ad ingranaggi) con-trollata dal microprocessore in modo tale da inietta-re il materiale per microfusione controllandone sia la pressione sia la quantità consente di ottenere un risultato migliore in termini di precisione e distri-buzione della cera all'interno dello stampo. Infatti, in questo modo, l'iniezione non è violenta ed è ri-dotto il rischio che il materiale per microfusione sia distribuito all'interno dello stampo in maniera errata, magari anche danneggiando lo stampo o regi-strando un'eccessiva quantità di materiale per micro-fusione che può andare perso, ovvero al dì fuori del-lo stampo.

Inoltre, nel caso in cui siano controllati due parametri di azionamento del dispositivo di iniezione 12 (velocità di rotazione e angolo di rotazione o passo, nel caso di una pompa ad ingranaggi), essendo i due parametri di azionamento del dispositivo di iniezione 12 indipendenti l'uno dall'altro, è vantaggiosamente possibile aumentare solo uno dei due para-metri (ad esempio, la velocità di rotazione, quindi la pressione del materiale per microfusione in uscita dall'ugello 13) mantenendo allo stesso valore l'altro parametro (ad esempio, l'angolo di rotazione o passo, quindi la quantità di materiale per microfusione iniettato dall'ugello 13) .

Inoltre, la presenza di una tramoggia di cari-co, di una zona di preriscaldamento del materiale per microfusione fino ad un primo stabilito valore di temperatura e di un serbatoio di accumulo per il riscaldamento del materiale per microfusione fino ad un secondo stabilito valore di temperatura (temperatura di fusione) consente di mantenere la maggior parte del materiale per microfusione allo stato solido (all'interno della tramoggia e dell'involucro con il meccanismo di movimentazione) e solo una parte minore allo stato liquido, corrispondente a quella che so-stanzialmente serve per l'iniezione.

Ciò consente di ottenere un minor tempo ed una maggiore facilità di pulizia e conseguentemente una maggiore facilità di sostituzione della tipologia del materiale per microfusione dall'apparato di iniezio-ne .

Ancora, il fatto di avere solo una parte minore del materiale per microfusione allo stato liquido consente vantaggiosamente di capire con tempismo e facilità quando è stata veramente raggiunta la tempe-ratura di fusione del materiale per microfusione. Inoltre, la presenza di uno o più punti in cui il materiale per microfusione è controllato in tempe-ratura o in pressione consente di mantenere il più possibile inalterate le caratteristiche tecniche del materiale per microfusione.

Ancora, la scelta di procedere al riscaldamento di una parte ridotta del materiale per microfusione consente di aumentare drasticamente la velocità di riscaldamento del materiale per microfusione.

Ciò consente ovviamente lo spegnimento tempora-neo dell'apparato, ad esempio a fine turno di lavoro, con un notevole risparmio di energia elettrica.

Il controllo del dispositivo di posizionamento consente di monitorare e mantenere anche la pressione di bloccaggio esercitata sullo stampo con la possibi-lità di modificarla, se necessario, durante l'operazione di iniezione.

Inoltre, il fatto che le parti riscaldate sono alquanto ridotte in termini di dimensioni, l'impatto termico dell'apparato di iniezione è notevolmente basso .

In aggiunta, il fatto che la quantità di mate-riale fuso sia notevolmente inferiore rispetto a quello contenuto negli iniettori dell'arte nota, con-sente all'apparato di iniezione del trovato di ridur-re notevolmente le condizioni di pericolo per un ope-ratore .

Ancora, le caratteristiche ergonomiche sono al-quanto flessibili, quindi l'operatore può scegliere e configurare al meglio la postazione di lavoro.

Inoltre, l'ingombro ridotto dell'apparato con-sente di scegliere il numero di postazioni di lavoro in corrispondenza dello stesso apparato di iniezione.

Infine, si noti che il fatto che tutta l'operazione di iniezione sia controllata da un mi-crocontrollore consente vantaggiosamente di poter im-magazzinare anche i dati di produzione di ciascuno stampo eventualmente su un dispositivo di memoria quale una flash EEPROM oppure su tag per lettori RFID applicati direttamente sullo stampo.

Inoltre, si fa presente che all'uscita del ser-batoio di accumulo possono essere predisposte più di-spositivi di iniezione come quello descritto in pre-cedenza consentendo ad una singola postazione di la-voro di essere vantaggiosamente predisposta dall'iniezione del materiale per microfusione in più stampi contemporaneamente.

Alle forme di realizzazione dell'apparato di iniezione sopra descritte, un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potrà apportare mo-difiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione può essere rea-lizzata indipendentemente dalle altre forme di rea-lizzazione descritte.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di iniezione (100) di materiale per microfusione (2) comprendente: - una tramoggia di carico (1) atta contenere il materiale per microfusione (2) allo stato solido; - un involucro (3) avente una direzione di svi-luppo longitudinale (X) atto a contenere un meccani-smo di movimentazione (4) del materiale per microfu-sione (2) lungo la direzione di sviluppo longitudina-le (X) da una zona di alimentazione (XI) ad una zona di preriscaldamento (X2), detta zona di alimentazione (XI) essendo una prima estremità del meccanismo di movimentazione 4 operativamente associata alla tra-moggia di carico (1), la tramoggia di carico (1) es-sendo operativamente associata all'involucro (3) in corrispondenza della prima estremità del meccanismo di movimentazione (4), il materiale per microfusione (2) essendo atto a passare per caduta dalla tramoggia di carico (1) alla zona di alimentazione (XI) dell'involucro (3), la zona di preriscaldamento (X2) essendo atto a scaldare il materiale per microfusione (2) fino ad un primo stabilito valore di temperatura inferiore ad un secondo valore stabilito di tempera-tura; - un serbatoio di accumulo (8) del materiale per microfusione (2) operativamente associato alla zona di preriscaldamento (X2) dell'involucro (3) per rice-vere, dalla zona di preriscaldamento (X2), su azione del meccanismo di movimentazione (4), il materiale per microfusione (2) preriscaldato, il serbatoio di accumulo (8) essendo atto a scaldare il materiale per microfusione (2) preriscaldato fino al secondo stabi-lito valore di temperatura; - un dispositivo di iniezione (12) configurato per movimentare il materiale per microfusione (2) dal serbatoio di accumulo (8) ad un ugello di uscita (13); - un microcontrollore (6) operativamente associa-to al dispositivo di iniezione (12), il microcontrol-lore (6) essendo configurato per azionare il disposi-tivo di iniezione (12) controllando almeno un parame-tro di azionamento del dispositivo di iniezione (12) sulla base di almeno uno stabilito parametro del ma-teriale per microfusione (2) da mantenere sostanzial-mente costante durante l'iniezione.
2. 2. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 1, in cui la zona di preriscaldamento (X2) comprende un primo elemento di riscaldamento per ri-scaldare il materiale per microfusione (2), la zona di preriscaldamento (X2) comprendendo inoltre un primo sensore di temperatura per rilevare la temperatura all'interno della zona di preriscaldamento (X2).
3. 3. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 2, in cui il primo elemento di riscaldamento ed il primo sensore di temperatura sono operativamen-te collegati al microcontrollore (6) il quale è con-figurato per controllare il primo elemento di riscal-damento sulla base del valore di temperatura rilevato dal primo sensore di temperatura.
4. 4. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 3, in cui il serbatoio di accumulo (8) com-prende un secondo elemento di riscaldamento (9) per riscaldare il materiale per microfusione (2), il ser-batoio di accumulo (8) comprendendo inoltre un secon-do sensore di temperatura (10) per rilevare la tempe-ratura all'interno del serbatoio di accumulo (8).
5. 5. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 4, in cui il secondo elemento di riscaldamen-to (9) ed il secondo sensore di temperatura (10) sono operativamente collegati al microcontrollore (6) con-figurato per controllare il secondo elemento di riscaldamento (9) sulla base del valore di temperatura rilevato dal secondo sensore di temperatura (10).
6. 6. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 5, in cui il serbatoio di accumulo (8) comprende inoltre un sensore di pressione (11) per rile-vare la pressione del materiale per microfusione (2) all'interno del serbatoio di accumulo (8), il micro-controllore (6) essendo configurato per controllare il meccanismo di movimentazione (4) del materiale per microfusione (2), sulla base del valore di pressione rilevato dal sensore di pressione (11), fino a rag-giungere all'interno del serbatoio di accumulo (8) uno stabilito valore di pressione.
7. 7. Apparato di iniezione (100) secondo una qualsi-asi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispo-sitivo di iniezione (12) comprende inoltre un terzo elemento di riscaldamento (14) per mantenere il mate-riale per microfusione (2) al secondo stabilito valo-re di temperatura, il dispositivo di iniezione (12) comprendendo inoltre un terzo sensore di temperatura (15) per la rilevazione della temperatura del mate-riale per microfusione (2) all'interno del dispositi-vo di iniezione (12).
8. 8. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 7, in cui il terzo elemento di riscaldamento (14) e il terzo sensore di temperatura (15) sono ope-rativamente collegati al microcontrollore (6) il qua-le è configurato per controllare il terzo elemento di riscaldamento (14) sulla base del valore di temperatura rilevato dal terzo sensore di temperatura (15).
9. 9. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 1, comprendente inoltre un dispositivo di po-sizionamento (IV) di uno stampo (18) atto a ricevere il materiale per microfusione (2) iniettato dal di-spositivo di iniezione (12) tramite un ugello (13).
10. 10. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 9, in cui il dispositivo di posizionamento (17) comprende un primo elemento di centraggio infe-riore (19) ed un secondo elemento di centraggio supe-riore (19') fra loro contrapposti ed atti a muoversi lungo una prima direzione ortogonale ed una seconda direzione parallela, rispettivamente, rispetto ad un piano di riferimento.
11. 11. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 10, in cui il primo elemento di centraggio inferiore (19) è configurato per bloccare lo stampo (18) orizzontalmente al piano di riferimento tramite una coppia di ganasce (20) in modo tale che lo stampo (18) sia allineato orizzontalmente con l'ugello (13).
12. 12. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 11, in cui il primo elemento di centraggio inferiore (19) ed il secondo elemento di centraggio superiore (19') sono configurati per bloccare lo stampo (18) in direzione ortogonale al piano di riferimento .
13. 13. Apparato di iniezione (100) secondo la rivendi-cazione 12, in cui il dispositivo di posizionamento (17) è inoltre configurato per muoversi lungo la di-rezione di sviluppo longitudinale (X) dell'involucro (3) in modo tale che l'ugello (13) sia inserito all'interno di una rispettiva apertura dello stampo (18) .