ITVR20110094A1 - Procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura - Google Patents

Description

“PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI STAMPI PER LA TERMOFORMATURAâ€

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione riguarda un procedimento per la realizzazione di stampi adibiti alla termoformatura di materiali plastici.

Più particolarmente, la presente invenzione si riferisce ad un procedimento che si avvale di stampi per la termoformatura realizzati con una tecnologia di nuova concezione in questo settore: la tecnologia laser.

Il procedimento secondo l’invenzione prevede che per l’iniezione di materiale plastico vengano utilizzati stampi provvisti di un sistema di canali di sfogo dell’aria che seguono la geometria della texture, nel caso specifico seguono ad esempio forme di tipo piramidale fino alla punta e collegano le piramidi tra loro.

Questi canalini costituiscono un reticolo all’interno della texture, collegato agli sfoghi laterali, che consente il corretto deflusso dell’aria.

I canalini hanno uno spessore così piccolo da non deformare a loro volta il materiale plastico che va a foderare lo stampo, ma sono sufficienti a permettere all’aria di trovare uno sfogo.

La presente invenzione trova applicazione nel campo della meccanica applicata allo stampaggio di materie plastiche ed in particolare nel settore degli stampi per la termoformatura principalmente anche se non esclusivamente di materie plastiche.

STATO DELLA TECNICA

È noto che il settore dello stampaggio per termoformatura si occupa di realizzare oggetti stampati a partire da lastre di materiale plastico di spessore variabile che, una volta posizionate sullo stampo, vengono riscaldate per aderire alle pareti dello stampo e prendere la forma richiesta.

Più in generale i processi di produzione industriale quali lo stampaggio, la pressofusione, l'imbutitura, la schiumatura e la sinterizzazione, necessitano, per dare forma ai pezzi o ai materiali da lavorare, di stampi, costituiti da matrici che vengono appositamente progettate come utensili.

Le caratteristiche e la tecnologia degli stampi cambiano a seconda del diverso tipo di lavorazione.

Due o più semigusci, che vanno a delimitare l'area di spazio con la sagoma del pezzo da ottenere, sono solitamente i componenti degli stampi.

L'acciaio bonificato (ricavato da un processo termico che ne migliora le caratteristiche) o temprato, à ̈ il materiale con cui vengono realizzati più frequentemente gli stampi di produzione, tuttavia per particolari lavorazioni si usano anche stampi in alluminio o legno.

Gli stampi possono essere adibiti alla produzione di pochi pezzi, anche di uno solo, oppure realizzare centinaia di migliaia di esemplari. Per la costruzione di stampi medi e grandi viene spesso utilizzata la fresatura, mentre gli stampi particolarmente piccoli, con finiture complesse o per precisioni elevatissime, nell'ordine di pochi centesimi di millimetro, sono creati grazie a processi ad alta tecnologia come l'elettroerosione o la fotoincisione e, ultimamente, anche la tecnica laser.

Il processo di termoformatura di materiali plastici, che riguarda la lavorazione di fogli di plastica riscaldati, prevede che il film si vada ad adagiare sullo stampo che à ̈ spesso in un guscio singolo, maschio.

Viene creato sotto lo stampo il vuoto pneumatico per favorire l'aderenza, ed attraverso fori praticati appositamente sullo stampo il materiale viene attirato sulla superficie e solidificato.

Dato che non necessitano di particolari resistenze o temperature, questi stampi sono solitamente economici, e possono essere realizzati anche in legno, resina o metalli morbidi. Si possono creare pezzi anche di dimensioni notevoli (fino a qualche metro), utilizzando stampi adeguati.

La termoformatura secondo la tecnica nota presenta evidenti limiti quando si tratta di stampare oggetti che presentano geometrie complesse e textures 3D.

Secondo la tecnica nota, quando si stampa per termoformatura vengono attuate due fasi importanti:

1. la creazione del vuoto, che di ottiene applicando il foglio di materiale plastico sopra lo stampo per impedire il passaggio d’aria.

2. l’evacuazione d’aria, che si ottiene mediante l’aspirazione dell’aria contenuta nello stampo attraverso micro-fori (a cui sono posti appositi aspiratori) posizionati e di dimensioni tali da non lasciare traccia sul prodotto finito.

Il principale limite dei tradizionali processi di termoformatura riguarda la difficoltà nello scarico dell’aria che si verifica soprattutto quando lo stampo presenta una texture complessa, non tutta l’aria riesce a scorrere, creando delle sacche che impediscono la realizzazione della texture.

Ad oggi la ricerca per ovviare a questo problema di evacuazione d’aria ha portato alle seguenti soluzioni. ML ritiene che entrambe però presentino grossi problemi: a) Lavorazione per termoformatura con lastre di materiale plastico già texturizzate mediante goffratura. In questo caso i tempi si dilatano perché à ̈ necessario un primo lavoro di realizzazione della lastra con la texture e solo in un secondo momento si applica allo stampo per termoformatura. Inoltre il problema principale à ̈ dato dalle deformazioni che la texture subisce nel momento in cui il foglio piano va a foderare uno stampo 3D. La texture à ̈ fortemente vincolata dalla forma dello stampo.

b) Stampo in NIKEL-POROSO. Costruzione dello stampo con questo materiale che per sua natura permette l’evacuazione d’aria. In questo caso i costi di realizzazione sono altissimi e i tempi sono molto dilatati a causa del tempo di realizzazione dello stampo stesso.

Alcune aziende hanno anche proposto una ulteriore soluzione:

c) Creazione di fori su tutte le punte delle piramidi della texture. Tali passaggi d’aria devono però forare l’intero spessore dello stampo. Questa soluzione à ̈ troppo dispendiosa in termini di tempi e costi poiché serve una macchina costosissima in grado di forare uno stampo di acciaio.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si propone di mettere a disposizione un procedimento per la realizzazione di stampi adibiti alla termoformatura di materiali plastici, in grado di eliminare o quantomeno ridurre gli inconvenienti sopra evidenziati.

L’invenzione si propone inoltre di fornire un procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici che sia di semplice attuazione.

Ciò à ̈ ottenuto mediante un procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici, le cui caratteristiche sono descritte nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni dipendenti della soluzione in oggetto delineano forme di realizzazione vantaggiose dell’invenzione.

I principali vantaggi di questa soluzione, oltre a tutti quelli che derivano dalla semplicità costruttiva, riguardano innanzitutto il fatto che il procedimento secondo l’invenzione si avvale di stampi per la termoformatura realizzati con una tecnologia di nuova concezione in questo settore: la tecnologia laser.

Il procedimento secondo l’invenzione prevede che per l’iniezione di materiale plastico vengano utilizzati stampi provvisti di un sistema di canali di sfogo dell’aria che seguono la geometria della texture, nel caso specifico seguono ad esempio forme di tipo piramidale fino alla punta e collegano le piramidi tra loro.

Questi canalini costituiscono un reticolo all’interno della texture, collegato agli sfoghi laterali, che consente il corretto deflusso dell’aria.

I canalini hanno uno spessore così piccolo da non deformare a loro volta il materiale plastico che va a foderare lo stampo, ma sono sufficienti a permettere all’aria di trovare uno sfogo.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Altre caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti, alla lettura della descrizione seguente di una forma di realizzazione dell’invenzione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con l'ausilio dei disegni illustrati nelle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 rappresenta la vista schematica evidenziante lo schema di una possibile conformazione dei canali di sfogo per termoformatura;

- la figura 2 Ã ̈ la vista schematica di una sezione di un canalino di aspirazione associato ad un canale di aspirazione master;

- la figura 3 à ̈ la vista schematica in pianta di una possibile configurazione dei canali di aspirazione, canali master e foro di aspirazione master secondo l’invenzione nel suo complesso.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE DELL’INVENZIONE Facendo riferimento alle figure allegate, il procedimento per la realizzazione di stampi adibiti alla termoformatura di materiali plastici, prevede sostanzialmente di utilizzare stampi per la termoformatura indicati globalmente con 10, tali stampi essendo sagomati, ovvero internamente intagliati, con una tecnologia laser.

Come accennato in precedenza, il procedimento secondo l’invenzione prevede che per l’iniezione di materiale plastico vengano utilizzati detti stampi 10 provvisti di un sistema di canali di sfogo 11 dell’aria realizzati con sistemi di incisione al laser, che seguono la geometria della texture della superficie dell’articolo stampato.

Nel caso in cui detta texture fosse realizzata con forme ad esempio di tipo piramidale, i canali 11 di sfogo specifico seguono tali forme di tipo piramidale fino alla punta e collegano le piramidi tra loro.

Questi canalini costituiscono un reticolo all’interno della texture, collegato agli sfoghi laterali 12, che consentono il corretto deflusso dell’aria.

I canalini 11 hanno uno spessore così piccolo da non deformare a loro volta il materiale plastico che va a foderare lo stampo, ma sono sufficienti a permettere all’aria di trovare uno sfogo.

A loro volta i canali di sfogo laterali 12 sono collegati ad un foro di aspirazione master 13, dal quale l’aria defluisce verso l’esterno dello stampo.

Questa soluzione à ̈ gestibile direttamente nei laboratori evitando le tradizionali operazioni relative alla creazione di fori nello stampo, oppure alla creazione di stampi in materiale costoso, ed al relativo aumento dei passaggi della lavorazione, ma semplicemente utilizzando il sistema degli sfoghi laterali 12 abbinato ad una serie di canali 11 di circolo dell’aria.

Questa soluzione à ̈ stata possibile grazie ad un sistema tipo D.R.E.<®>Design Rendering Engineering, con cui à ̈ stato possibile disegnare il sistema dei canalini sulla texture geometrica scelta dal cliente.

La soluzione secondo la presente invenzione consente di raggiungere importanti vantaggi, tra i quali:

a) la possibilità di elevata qualità della texture incisa direttamente sullo stampo;

b) vengono evitati i ben noti tradizionali stiramenti e deformazioni dovuti al sistema goffraturatermoformatura;

c) la possibilità di personalizzazione degli oggetti da stampare in termoformatura, poiché agendo direttamente sullo stampo à ̈ possibile posizionare esattamente i decori scelti;

d) la possibilità di contenimento dei tempi e dei costi;

e) la possibilità di creare qualsiasi tipo di texture 3D anche su superfici dalla geometria complessa grazie al sistema tipo D.R.E.<®>che consente di ridisegnare il sistema dei canali per ogni texture. L’invenzione à ̈ stata precedentemente descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione preferenziale. Tuttavia à ̈ chiaro che l’invenzione à ̈ suscettibile di numerose varianti che rientrano nel proprio ambito, nel quadro delle equivalenze tecniche.

Claims (7)

1. “PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI STAMPI PER LA TERMOFORMATURA†RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la realizzazione di stampi adibiti alla termoformatura di materiali plastici, caratterizzato dal fatto di utilizzare stampi per la termoformatura (10), tali stampi essendo sagomati, ovvero internamente intagliati, con tecnologia laser al fine di creare una pluralità di microcanali (11) che defluiscono in una pluralità di canali di sfogo laterali (12) dell’aria, a loro volta collegati ad un foro di aspirazione master (13), dal quale l’aria defluisce verso l’esterno dello stampo.
2. 2. Procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di prevedere che per l’iniezione di materiale plastico vengano utilizzati detti stampi (10) provvisti di un sistema di canali di sfogo 11 dell’aria realizzati con sistemi di incisione al laser, che seguono la geometria della texture della superficie dell’articolo stampato.
3. 3. Procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nel caso in cui detta texture fosse realizzata con forme di tipo piramidale, i canali (11) di sfogo specifico seguono tali forme di tipo piramidale fino alla punta e collegano le piramidi tra loro.
4. 4. Procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti canalini (11) costituiscono un reticolo all’interno della texture, collegato agli sfoghi laterali (12), che consentono il corretto deflusso dell’aria.
5. 5. Procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti canalini (11) hanno uno spessore così piccolo da non deformare a loro volta il materiale plastico che va a foderare lo stampo, ma sono sufficienti a permettere all’aria di trovare uno sfogo.
6. 6. Procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che a loro volta i canali di sfogo laterali (12) sono collegati ad un foro di aspirazione master (13), dal quale l’aria defluisce verso l’esterno dello stampo.
7. 7. Procedimento per la realizzazione di stampi per la termoformatura di materiali plastici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la lavorazione al laser di detti microcanali viene attuata da un sistema tipo D.R.E.<®>Design Rendering Engineering, con cui à ̈ possibile disegnare il sistema dei canalini sulla texture geometrica.