ITRE970057A1 - Procedimento di pressatura di polveri ceramiche ed attrezzatura di att uazione dello stesso. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto per Invenzione dal titolo: "PROCEDIMENTO DI PRESSATURA DI POLVERI CERAMICHE ED ATTREZZATURA DI ATTUAZIONE DELLO STESSO",

La formatura delle piastrelle ceramiche viene comunemente effettuata pressando materiale in polvere, con umidità compresa tra 1% e 10%, all'interno di uno stampo.

Questa tecnica di formatura è comunemente conosciuta come formatura a secco.

Il materiale soffice viene caricato nello stampo mediante mezzi noti.

Dopo la chiusura dello stampo ad opera dei punzoni comandati dagli organi prementi, la polvere subisce una prima pressatura leggera, con conseguente riduzione di volume, per favorire la disaerazione della polvere.

A detta prima pressatura leggera, detta anche prima pressata, fa seguito la fase di disaerazione, nella quale si ha una interruzione della pressione con talvolta la riapertura dello stampo, al fine di consentire l'uscita dell'aria .

Segue quindi la pressata vera e propria sino a pressioni di circa 400 bar, che garantiscono la perfetta compattazione della polvere .

La pressata vera e propria avviene generalmente in più fasi successive ed a pressioni crescenti sino alla pressione massima.

La spinta esercitata dalla traversa superiore della pressa è suddivisa tra la superficie totale delle piastrelle che vengono pressate ad ogni ciclo.

Le presse di maggiori dimensioni attualmente in commercio hanno una capacità (forza premente) di 4000 tonnellate, e sono adatte a pressare, ad ogni ciclo, una superficie di non oltre 10000 cm , ad esempio sono atte ad azionare uno stampo a tre impronte di 54cm x 54 cm.

L'ottenimento di una compattazione della polvere conveniente per garantire la buona qualità del prodotto finito, all'aumentare della dimensione delle piastrelle, richiede forze prementi della pressa sempre più importanti, il che vuole dire presse di sempre maggiori dimensioni.

Lo scopo del presente brevetto è quello di incrementare la compattazione delle piastrelle senza aumentare la forza premente della pressa.

E' noto un metodo di pressatura della polvere ceramica tendente al raggiungimento del suddetto risultato, il quale prevede di assoggettare, al termine della prima corsa di lavoro, la traversa della pressa con la parte superiore dello stampo che esercita la forza premente sul materiale a colpi ripetuti.

Questo metodo, descritto nella domanda di brevetto a nome della stessa richiedente n° 95A000063 del 18/10/95, presenta il vantaggio, rispetto alla convenzionale pressatura statica, che a parità di valori di forza premente si ottiene una compattazione maggiore, cioè una densità più elevata, del materiale.

Esso tuttavia presenta un certo numero di inconvenienti che ne hanno impedito la realizzazione su scala industriale.

Infatti gli effetti prodotti dagli urti non possono essere praticamente tenuti sotto valido controllo in quanto intervengono fattori secondari quali resistenze per attrito, gioco delle parti in movimento, fenomeni di inerzia, che modificano i valori in gioco.

La impossibilità di mantenere sotto controllo i parametri del sistema ha come risultato che si riscontrano vibrazioni trasmesse in parte alla struttura della macchina con problemi di rumorosità eccessiva, allentamento di organi o rotture .

Inoltre il punzone e la traversa della pressa, per poter applicare con successo e con mezzi facilmente reperibili il metodo, devono avere dimensioni relativamente contenute.

Lo scopo del brevetto viene conseguito, secondo il trovato, assoggettando la massa di polvere da compattare alla forza premente della pressa, e simultaneamente a vibrazioni che siano limitate sostanzialmente alla massa stessa, senza interessare gli organi prementi.

Ciò in accordo al procedimento di pressatura ed al dispositivo definito nelle rivendicazioni.

Al fine di meglio chiarire i pregi e le caratteristiche funzionali e costruttive del trovato si fa riferimento alla dettagliata descrizione che segue, riferita alle Figure delle allegate tavole disegni che ne illustrano una possibile preferita forma di attuazione.

La Fig.l mostra schematicamente una pressa ceramica coi rispettivi mezzi di azionamento oleodinamico all'inizio del ciclo di pressatura secondo il trovato.

Le Figg. da 2 a 6 mostrano la pressa di Fig.l nelle successive posizioni operative.

La Fig.7 mostra i diagrammi della pressione cui è assoggettata la polvere nello stampo della pressa di Figg. 1 a 6.

Nelle Figure da 1 a 6 si rileva il cilindro oleodinamico principale 1 di una pressa, nel quale scorre un pistone 2 al cui stelo 3 è fissata la traversa mobile 4.

Il cilindro oleodinamico 1 è posto in comunicazione, sopra e sotto il pistone 2, rispettivamente con una fonte di olio in pressione e con l'esterno, e viceversa, tramite il distributore 12 ed i condotti 121 e 122.

Tra la fonte 13 dell'olio in pressione ed il distributore 12 è posta una valvola 14 di massima pressione.

La traversa mobile 4 porta inferiormente un punzone 5 all'interno del quale sono ricavate canalizzazioni 51 facenti capo ad un condotto 52 sfociante all'esterno.

Una membrana elastica 53 dotata di piedini di appoggio 54 è tesa sotto il blocco 5 tenuta in posizione da una cornice perimetrale 55, i piedini di appoggio mantenendo leggermente sollevata la membrana dal blocco 5.

Il condotto 52, tramite un distributore 15, fa capo ad una sorgente 16 di olio in pressione. Un accumulatore 17 ed una valvola di massima pressione 18 sono inseriti tra il distributore 15 e la sorgente 16 di olio in pressione.

Il distributore 15 è comandato per inviare impulsi di olio in pressione tra la membrana 53 ed il punzone 5.

Sotto il punzone 5 si trova uno stampo 10 comprendente una matrice 101 ed una base mobile 102 entrambe sostenute dal basamento 11 della pressa.

Lo stampo illustrato è del tipo a matrice mobile, vale a dire a matrice discendente sotto la spinta del punzone, ma potrebbe essere anche di qualunque altro tipo noto.

La matrice 101 è sostenuta dai pistoni 103, che fungono da mezzi elastici deformabili.

Il volume iniziale della cavità di formatura è definito dalla posizione in quota della matrice 101, e dalla posizione di riposo della base mobile 102 dello stampo 10.

Facendo ora riferimento alle Figure da 1 a 6 si descrive il procedimento .

Dopo il caricamento del materiale soffice nella cavità dello stampo 10 la traversa della pressa viene abbassata sino a che il punzone 5 si appoggia alla matrice, chiudendo lo stampo, e si esegue da qui una prima leggera pressata per provocare l'espulsione dell'aria dal materiale da pressare. Durante la prima pressata il punzone e la matrice si portano nella posizione illustrata in Fig.2, il distributore 15 è nella configurazione illustrata in Figg.l e 2, e lo spazio retrostante la membrana 53 è un meato pieno d'olio che non può defluire.

Effettuata la prima pressata di disaerazione, il punzone viene leggermente sollevato dalla matrice, ponendosi nella posizione illustrata in Fig.3.

Si effettua quindi la seconda pressata, nella quale la pressa si pone nella configurazione illustrata nella Fig.4. In questa configurazione la matrice 101 va in appoggio sul basamento 11, mentre continua ad essere impedito il deflusso dell'olio posto dietro la membrana 53.

Successivamente, mantenendo il pistone 2 in discesa col distributore 12 posizionato come in Fig.4, si inizia una fase di pressatura pulsante durante la quale, azionando il distributore 15 mediante mezzi magnetici non illustrati comandati dal sistema di controllo della pressa viene fatta pulsare la pressione dietro la membrana 53 con frequenza ed ampiezza regolate dal sistema di controllo della pressa.

Durante questa fase la forza premente esercitata dal pistone 2 viene mantenuta costante e regolata dalla valvola di massima pressione 14.

Segue la usuale fase di sformatura illustrata in Fig.6, nella quale si rilevano anche le configurazioni dei circuiti di comando oleodinamici.

Il numero delle pulsazioni efficacie per il conseguimento del risultato è legato allo spessore del materiale da compattare. Nel caso delle piastrelle con spessori che vanno da 7 a 15 mm detto numero è compreso tra le quindici e le trenta pulsazioni per ciclo, dopo le quali l'effetto addensante dovuto alle pulsazioni non aumenta sensibilmente a causa di un fenomeno di saturazione.

L'effetto addensante delle pulsazioni aumenta col valore della forza di pressatura applicata al punzone e con la pressione del liquido sul retro della membrana.

L'effetto addensante è maggiore all'aumentare della pressione massima di pulsazione.

Considerando per esempio un ciclo di pressatura pulsante a 200 bar, si nota il notevole incremento di densità: con 8 pulsazioni si ottiene la stessa densità di un ciclo standard a 300 bar (incremento del 50% della forza equivalente di pressatura statica) , con 16 pulsazioni si ha lo stesso effetto di 350 bar standard (incremento del 75% della forza equivalente di pressatura statica).

L'incremento del numero di pulsazioni determina ovviamente un allungamento del tempo di ciclo della pressa, con una riduzione della produttività. Per contro, ottenere densità elevate con pressioni inferiori consente, a parità di pressa, di incrementare la produzione (in termini di superficie massima pressabile).

Il procedimento secondo il trovato si presta a numerose varianti rispetto all'esempio descritto.

Il ciclo pulsante può variare in termini di frequenza, numero, intensità delle pulsazioni e forma dell'onda di pressione, che può assumere una delle forme illustrate nella Fig.7.

Inoltre, anziché applicare la. pulsazione solo durante l'ultima fase della pressatura, si può applicare una pressione in crescendo verso il valore massimo fin dall'inizio della pressatura, aumentando parallelamente la spinta sulla traversa porta punzone con gradualità fino al valore massimo.

Il generatore di pulsazioni idrauliche, anziché un distributore a cassetto ad es. del tipo a servovalvola può essere costituito da un distributore rotante che collega la camera piena d'olio del punzone alternativamente con una fonte di pressione idraulica (es. un accumulatore in pressione) e con lo scarico e che può essere azionato da un attuatore o da un motore elettrico o idraulico a velocità e posizione regolabili.

Si possono, da ultimo, applicare ultrasuoni all'olio retrostante la membrana.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la pressatura di polveri ceramiche comprendente la fase di compattazione della polvere in uno stampo caratterizzato dal fatto che dopo l'esercizio della pressione di compattazione la polvere è sottoposta ad impulsi ravvicinati di pressione esercitati mantenendo applicata la pressione di compattazione.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che gli impulsi di pressione sono in numero discreto .
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che gli impulsi di pressione hanno un valore massimo uguale alla pressione di compattazione ed un valore minimo superiore a zero.
4. 4. Attrezzatura per la formatura a secco di polveri comprendente un punzone sostenuto dalla traversa mobile di una pressa, ed uno stampo contrapposto a detto punzone dotato di una cavità di formatura, caratterizzata per -il fatto che al di sotto del punzone è stesa una membrana elastica fissata perifericamente a tenuta stagna, essendo previsti mezzi per alimentare un liquido oleodinamico sul retro della membrana quando il punzone interagisce con la cavità di formatura per comprimere la polvere in essa contenuta, detti mezzi di alimentazione di liquido oleodinamico in pressione comprendendo una sorgente di liquido oleodinamico che comunica con il retro della membrana tramite un distributore atto a porrealternativamente detto retro in comunicazione con la sorgente e con lo scarico, e mezzi generatori di impulsi di pressione posti tra detto distributore e detto retro della membrana .
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detto distributore è una servovalvola il cui cassetto è comandato da mezzi programmati elettromagnetici, e che detto generatore di impulsi è costituito da detta sevovalvola .
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti mezzi generatori di impulsi sono costituiti da un distributore rotante opportunamente azionato a velocità regolabile.
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti mezzi generatori di impulsi sono una sorgente di vibrazioni posta a contatto col liquido oleodinamico. -8. Impianto secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti mezzi generatori di impulsi sono una sorgente di ultrasuoni posta a contatto col liquido oleodinamico .