ITTO20070447A1

ITTO20070447A1 - Procedimento e mezzi per lo stampaggio di materie plastiche, elastomeri, termoindurenti, metalli e loro leghe mediante iniezione e pressofusione.

Info

Publication number: ITTO20070447A1
Application number: IT000447A
Authority: IT
Inventors: Vincenzo Commisso
Original assignee: Vincenzo Commisso
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-12-22
Also published as: WO2008155647A2; WO2008155647A3

Description

Domanda di brevetto per l’invenzione industriale dal titolo: PROCEDIMENTO E MEZZI PER LO STAMPAGGIO DI MATERIE PLASTICHE, ELASTOMERI, TERMOINDURENTI, METALLI E LORO LEGHE MEDIANTE INIEZIONE E PRESSOFUSIONE.

Descrizione

La presente invenzione concerne un procedimento per lo stampaggio di materie plastiche, termoindurenti, elastomeri, metalli ejoro leghe mediante iniezione e pressofusione. L’invenzione concerne inoltre i _ mezzi per l'attuazione del suddetto procedimento.

Stato dell’arte

Tutti gli oggetti realizzati in materiale plastico basano la loro realizzabilità su un processo estremamente semplice: il materiale plastico viene riscaldato; successivamente, con differenti metodologie assunta la forma finale desiderata, esso viene raffreddato e quindi acquista la necessaria e voluta consistenza e maneggevolezza.

Nel_settore particolare tecnicamente definito come ‘'stampaggio delle materie plastiche con processo di iniezione”, gli oggetti assumono forma perché una “pressa ad iniezione" provvede ad immettere forzatamente in uno "stampo” materiale allo stato fuso che riempirà una area cava. In questa area cava il materiale si raffredderà in un tempo dipendente dalle caratteristiche della forma del “pezzo” che noi vogliamo realizzare, dalle caratteristiche tecniche, chimiche e fisiche, del materiale iniettato e pressato nella cavità e dalle caratteristiche del condizionamento esterno alla cavità.

Altrettanto avviene nel settore dell’estrusione delle materie plastiche e di altri materiali dove in ciclo continuo il materiale assume la forma di un profilo particolare realizzato per soddisfare specifiche esigenze. Analogamente avviene nel settore della lavorazione dei materiali definiti “termoindurenti”. Questi materiali hanno caratteristiche diverse rispetto a quanto illustrato con riferimento alla lavorazione delle materie plastiche. Infatti questi materiali sono iniettati e pressati allo stato “freddo” in una cavità riscaldata. Con processi di lavorazione che seguono i “dettati” di ogni singolo materiale diventano “oggetto” utilizzabile. Ad esempio, parti importanti delle fanalerie dei mezzi di trasporto. Altrettanto avviene nel settore della pressofusione e della iniezione dei materiali che con termine esemplificativo definiamo metallici, quali Γ alluminìo e le sue leghe o, sempre come esempio, del “magnesio".

Questi materiali sono "trattati”, ovvero "lavorati” in ambiente caldo, sia nella fase di "iniezione” o “pressione”, sia nella fase del “raffreddamento”.

Tutti questi organi, strumenti, tools produttivi ( stampi, cilindri di plastificazione, ecc) sono ricchi di elementi tecnici che sinergicamente contribuiscono alla produzione^ oggetti di varia natura. Questi elementi tecnici possono essere, ad esempio, resistori elettrici, induttanze necessarie a creare campi elettromagnetici, elettro-valvole, estrattori, termostati, sensori vari, viti dai profili particolari, connettori e conduttori elettrici, isolanti di varia natura e con finalità diverse costituiscono l’ambiente in cui avviene il processo produttivo.

Tutti questi organi, strumenti, tools produttivi ( stampi, cilindri di plastificazione, ecc) interagiscono con il mondo a loro esterno, influenzandolo e restandone influenzati e condizionati dai vari fenomeni chimico fisici che “naturalmente” si generano attorno. Ad esempio, in presenza di umidità, uno stampo destinato alla produzione di oggetti in polipropilene, sarà danneggiato dalla ruggine che si formerà causa dei fenomeni di condensazione che si formeranno al suo interno, in cavità ed intercapedini. La ruggine modificherà la natura delle superfici non solo dal punto di vista estetico, ma influenzerà e modificherà la struttura dello stampo medesimo. Con costi di manutenzione rilevanti. Ad esempio, lo stesso stampo può essere attrezzato con accessori complementari in rame, o altre leghe; sarà dotato di dispositivi idonei a _ renderlo più produttivo e necessiterà di elementi riscaldanti. In questo caso gli stress termici modificheranno le condizioni dei punti di connessione elettrica internamente realizzati, ossideranno tutte le parti soggette a questo rischio - tipico il rame comunque legato”, i conduttori elettrici ecc. - oppure si formeranno rischi di corto - circuiti elettrici legati alle situazioni particolarmente ristrette degli ambiti in cui questi meccanismi sono inseriti o realizzati. Ad esempio, _si possono generare campi elettrici ed elettromagnetici o possono inserirsi campi elettrici ed elettromagnetici “provenienti dall’ esterno” che possono influenzare i segnali dei vari “sensori” eventualmente presenti all'interno. Si cita ad esempio il caso delle “capacità” che si generano tra superfici diverse tra loro, con differenti variazioni delle caratteristiche del “dielettrico” frapposto in maniera naturale tra vari conduttori. Non sempre questi campi e condizionamenti sono avvertibili, misurabili ed eliminabili. Infatti molte volte essi sono autentici rebus per i tecnici analisti chiamati a capire un indeterminato problema.

L’ambiente fin qui descritto prendendo ad esempio uno stampo per materie plastiche ha molte parti in comune con altri “componenti” quali i cilindri di plastificazione per le presse dì iniezione o di estrusione, o per altri tipi di macchine precedentemente illustrati o presi in considerazione. E in tutti questi casi esiste inoltre, ma non solo, un naturale interscambio di “energia termica” tra vari ambienti. Internamente ed esternamente ai tools precedentemente elencati.

Tutti questi strumenti produttivi sono immersi, circondati e pieni d’ aria, “naturalmente”.

L’ aria non è un elemento fisico, fisso e costante; essa varia la sua natura e composizione in virtù di molteplici fattori noti. Ne influenzano le sue caratteristiche i fenomeni atmosferici, la temperatura che essa ha, la sua composizione chimica._L’aria quindi influenza con tutte le sue variabili, non sempre parametrizzabili, l’ambiente circostante. aria e quanto in essa contenutole quindi causa di:

Fenomeni di ruggine.

Fenomeni di ossidazione;

Variazione dei “dielettrici”;

Riduce le caratteristiche isolanti che avvolgono i materiali elettrici contenuti nell’ambiente.

Può essere causa di archi voltaici.

Può essere causa di formazione di germi dannosi, in ambiente in cui si producono, ad esempio, articoli destinati all’ industria del]’ alimentazione umana o al settore medicale.

E’ causa di dispersioni termiche, essendo l’ aria un conduttore oltre che isolante normalmente usato nella nostra ‘‘quotidianità”. Uno scopo dell’invenzione è quello di provvedere un procedimento per lo stampaggio di materia plastica, elastomeri, metalli e loro leghe mediante iniezione e pressofusione che permetta di ridurre, contenere e eliminare tutti i fenomeni negativ] sopra elencati. Un altro scopo del l'invenzione è quello di provvedere dei mezzi per l'attuazione del procedimento suddetto che siano di struttura semplice e di sicuro ed· affidabile funzionamento. In vista del primo scopo, l'invenzione provvede un procedimento per lo stampaggio di materia plastica, plastomeri, metalli e loro leghe mediante iniezione e pressofusione essenzialmente caratterizzato dal fatto che l’aria che circonda o è contenuta negli stampi per le materie plastiche, per la gomma, negli stampi per la pressofusione, o la iniezione dei metalli quali alluminio e le sue leghe, Il magnesio, negli stampi per i “termoindurenti' , nelle o sulle viti di plastificazione delle “presse di iniezione” e nelle o sulle viti per “l'estrusione dei termoplastici” viene eliminata durante il processo di lavorazione, che vìeine eseguito in un ambiente sotto vuoto. In vista del secondo scopo, l'invenzione provvede dei mezzi per l’attua-, zione del procedimento suddetto, i quali comprendono essenziale mente almeno una camera a vuoto d'aria avvolgente a tenuta l'am-, biente di lavoro in cui viene svolto il procedimento sopradescritto. Ovviamente la grande varietà di dispositivi a quali questo principio può essere applicato, non esiste la possibilità dì realizzare disegni che dettaglino l’esecuzione di tutti ì dispositivi necessari a raggiungere lo scopo. Questi mezzi possono comprendere delle semplici piastre metalliche sovrapposte ed adeguatamente fissate, od inserite in un tools esistente, oppure possono essere dei tubi tagliati e lavorati n modo tale da poter essere assemblati in modo modulare con diametri e lunghezze variabili che, opportunamente flangiati, si adattano aH'oggetto che essi devono “ermeticamente racchiudere in una camera a vuoto”. Oppure possono essere dei "carter”, ovvero “contenitori esterni", che si applicano a delle pareti, più o meno complesse. Sono questi, macchinari o attrezzature, che non hanno forme prestabilite, ed elementi di standardizzazione ed unificazione, ma vengono di volta in volta progettati, impostati e realizzati sulla base di esigenze specifiche o sono prodotti in quantitativi di serie limitate; in questi casi la progettazione e la personalizzazione degli elementi ha ancora una importanza rilevante. I processi di ingegnerizzazione e personalizzazione determineranno quindi come la chiusura ermetica delle parti interessate alla eliminazione deH'aria debba e possa essere eseguita. Il processo di evacuazione deH’aria si rende pertanto facilmente ed economicamente realizzabile - anche considerando gli alti costi che questi macchinari hanno. L' applicazione del “vuoto” parziale o totale come processo produttivo si completa quindi con l’utilizzo di tutti i materiali necessari al raggiungimento dello scopo<.>

che rimane quello della evacuazione deH’aria. Quindi si farà uso di idonei strumenti che permettano di sigillare il sistema, di strumenti idonei ad effettuare il “vuoto" nei sistemi e si inseriranno tutti quegli elementi che interfacceranno, ovvero collegheranno con l’esterno, il mondo “sotto vuoto": ad esempio, per il passaggio di conduttori elettrici o per il passaggio di elementi strutturali necessari al funzionamento delle macchine medesime, od il passaggio di tubi di condizionamento. _

I disegni allegati, forniti a solo titolo di esempio, servono per meglio illustrare l'invenzione.

Nella FIG. 1 del disegno allegato è schematicamente rappresentata una pressa di iniezione, molto simile ad un estrusore per materie plastiche. Con la lettera “A” è indicato il cilindro di plastificazione. Con la lettera “B” uno degli elementi riscaldanti usato per portare a temperatura di lavoro il cilindro “A”.

In FIG 2, con la lettera “C" è indicato un esempio di “carter” contenitore per cilindri di plastificazione. Mancano in questo esempio gli elementi utili airassemblaggio: flangie, compensatori di dilatazioni termiche, guarnizioni di tenuta, ecc. Con la lettera “D” è indicato il dispositivo ermetico di collegamento con il mondo esterno. _

Nella FIG. 3 del disegno è schematizzato uno stampo per materie plastiche dal lato definito “lato iniezione” al cui interno è collocato un sisterna per la iniezione diretta della plastica costituito dapuna piastra di distribuzione indicata con la lettera “ΑΓ e 2 iniettori indicati con la lettera “ΒΓ'. Esistono diversi modi per scaldare i citati iniettori e la piastra di distribuzione, quello di FIG 3 vuole essere solo un esempio.

, Nelle FIG 4 e FIG 5 sono indicate con la lettera “F" alcuni dei punti in cui c’ è la presenza dell' “aria” che si intende evacuare per migliorare l’isolamento termico tra parti calde e parti fredde. Manca Γ eventuale schermo potenzialmente necessario per eliminare i fenomeni di trasmissione del calore per irraggiamento. La lettera “L” indica in sezione la presenza di un Ό-RING" necessario per la tenuta del vuoto. In FIG 6 viene ulteriormente dettagliata la sede di un iniettore coperto da una elemento resistivo riscaldante L'iniettore è indicato con la lettera 'Ί”. Il Canale caldo con la lettera “M”, Taria” con la lettera “F' In FIG 7 viene evidenziato come le 2 piastre - inferiore e superiore -indicate con la lettera “G”, chiudano facilmente lo stampo permettendo l’evacuazione dell’ aria in maniera semplice ed economica.

Vantaggi della presente invenzione:

a) Protezione dei materiali impiegati per la costruzione dei “tools”:

Stampi, iniettori, cilindri, ecc, preservandoli dai rischi di ruggine o ossidazione.

b) Miglioramento delle condizioni di isolamento elettrico.

c) Maggiore immunità per quanto riguarda i fenomeni di campi elettrici, elettromagnetici, campi capacitivi ed induttivi, con miglioramento anche del funzionamento di eventuali sensori di rilevamento e misura inseriti all’interno dell’ area “sotto vuoto”. d) Minori rischi di archi voltaici.

e) Assenza di rischio di formazioni di aree in cui si possano formare nicchie con focolari di germi, particolarmente sgraditi in ambienti definiti di “camera bianca” o “clean room”.

f) Migliori condizioni ambientali in cui questi strumenti - stampi, cilindri ecc sono inseriti, con minore scambio termico tra l'interno e l'esterno.

g) Sostanziale risparmio energetico con minore consumo di energia elettrica destinata al funzionamento dei macchinari medesimi, con rapido ammortamento dei costi di modifica.

h) Minore quantità d’aria calda immessa in atmosfera.

Claims

RIVENDICAZIONI dell’invenzione industriale dal Titolo: PROCEDIMENTO E MEZZI PER LO STAMPAGGIO DI MATERIE PLASTICHE, ELASTOMERI, TERMOINDURENTI, METALLI E LORO LEGHE MEDIANTE INIEZIONE E PRESSOFUSIONE. 1. Procedimento per lo stampaggio di materia plastica, elastomeri, metalli e loro leghe mediante iniezione, estrusione e pressofusione caratterizzato dal fatto che l'aria che circonda o è contenuta negli stampi per le materie plastiche, per la gomma, negli stampi per la pressofusione, o la iniezione dei metalli quali l'alluminio e le sue leghe, il magnesio, negli stampi per i "termoindurenti”, nelle o sulle viti di plastificazione delle “presse di iniezione” e nelle o sulle viti per “l’estrusione dei termoplastici” viene eliminata durante il processo di lavorazione, che viene eseguito in un ambiente sotto vuoto.
2. Mezzi per l'attuazione del procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzati dal fatto che comprendono almeno una camera a vuoto d'aria avvolgente a tenuta ambiente lavoro in cui viene svolto il procedimento suddetto.
3. Mezzi secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che detta almeno una camera a vuoto è realizzata mediante mezzi di guarnizione.
4. Mezzi secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che detta almeno una camera a vuoto è realizzata mediante piastre di chiusura.
5. Mezzi secondo la rivendicazione 2, caratterizzati daljatto che detta almeno una camera a vuoto è realizzata mediante elementi tubolari componibili.
6. Mezzi secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che detta almeno una camera a vuoto è realizzata mediante “carter” opportunamente sagomati.
7. Mezzi secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che detta almeno una camera a vuoto è realizzata mediante strumenti stagni di collegamento con l’esterno.
8. Mezzi secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che detta almeno una camera a vuoto è realizzata mediante_stru menti di aspirazione deH’aria.
9. Mezzi secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che detta almeno una camera a vuoto è realizzata mediante contenitore con vuoto permanente.