Processi di lavorazione di materiali polimerici: stampaggio a iniezione. Fonti: □
De Filippi A.M., Fabbricazione di componenti in materiali polimerici,.
Processi di lavorazione di materiali polimerici:
stampaggio a iniezione Fonti:
De Filippi A.M., Fabbricazione di componenti in materiali polimerici, Hoepli 2008; ĂƉ͘ϯ͞Stampaggio con iniezione͟
Kalpakjian S., Schmid S.R., Tecnologia meccanica - 5a edizione Prentice Hall, 2008; ĂƉ͘ϭϬ͞Proprietà e lavorazione dei materiali polimerici, prototipazione rapida e attrezzaggio rapido͟
Hudgin D.E., Plastics Technology Handbook, Taylor and Francis 2006 ĂƉ͘Ϯ͞&ĂďƌŝĐĂƚŝŽŶWƌŽĐĞƐƐĞƐ͟
Stampaggio a iniezione 2/52
Per la fabbricazione di manufatti con forma varia, con massa da meno di 1 g a più di 100 kg
Impiego di presse per lo stampaggio a iniezione
Tipologie di macchine:
Con pistone
Con vite (più comune)
Componenti presse: gruppo di iniezione, gruppo di chiusura, stampo, unità di controllo
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Pressa 3/52
1872 Hyatt brevetta la pressa con pistone a singolo stadio
Plastificazione: cilindro cavo
Iniezione: pistone
Successivamente presse a pistone a due stadi
Con pre-plastificatore a pistone
Con pre-plastificatore a vite
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Pressa 4/52
Attualmente: pressa con vite bifunzione (macchina di Hendry, 1946, e Willert, 1952)
Moto rotativo e alternativo
Vantaggi:
Incremento del trasferimento di calore (contatto e attrito)
Omogeneizzazione
Costituita da:
Gruppo di iniezione
Gruppo di chiusura
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Ciclo di stampaggio 5/52
Fasi:
Mold filling
1 ʹ iniezione: riempimento dello stampo;
2 ʹ pressione di mantenimento e plastificazione: riempimento completo dello stampo e raffreddamento del pezzo;
3 ʹ estrazione: apertura dello stampo ed espulsione del pezzo
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Pressa
Gruppo di chiusura 6/52
2 piastre fisse collegate da 4 colonne
Piastra mobile scorre tra le 2 piastre fisse, supportata da pattini inferiori
Semistampi sorretti dalla piastra mobile e da 1 piastra fissa; presentano ĐŽůŽŶŶŝŶĞĚŝŐƵŝĚĂƉĞƌŐĂƌĂŶƚŝƌĞů͛ĂĐĐŽƉƉŝĂŵĞŶƚŽ
Estrattori (semistampo mobile) per espulsione del pezzo
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Pressa
Gruppo di chiusura 7/52
Chiusura oleodinamica diretta
Area piccola per movimentazione
Area grande per forza di chiusura
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Pressa
Gruppo di chiusura 8/52
Chiusura ibrida
&ŽƌnjĂĚŝĐŚŝƵƐƵƌĂƉŝƶĞůĞǀĂƚĂŐƌĂnjŝĞĂůů͛ŝŵƉŝĞŐŽĚŝĚŝƐƉŽƐŝƚŝǀŝĂginocchiera che moltiplicano la spinta del pistone (x 25)
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Pressa
Gruppo di chiusura 9/52
La chiusura a ginocchiera è vantaggiosa
dal punto di vista della corsa
dal punto di vista cinematico
Il semistampo mobile durante la chiusura si accosta con piccoli spostamenti (X2) a fronte di grandi spostamenti della testa a croce (X1)
La velocità v2 del semistampo mobile aumenta fino a circa metà corsa della testa a croce quindi diminuisce - lo stampo rallenta - e in fase di chiusura ů͛ĂĐĐŽƐƚĂŵĞŶƚŽĂǀǀŝĞŶĞŝŶŵŽĚŽƋƵĂƐŝƐƚĂƚŝĐŽ
dal punto di vista dinamico
Ginocchiera a 5 punti
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Pressa
Gruppo di chiusura 10/52
Soluzione ibrida
ZŝĐŚŝĞĚĞŵĂŐŐŝŽƌĞŵĂŶƵƚĞŶnjŝŽŶĞĂĐĂƵƐĂĚĞůů͛ƵƐƵƌĂĚĞůůĞĂƌƚŝĐŽůĂnjŝŽŶŝĚĞůůĂ ginocchiera Æ forza non costante Æ bave
Occorre controllare la forza, ad es. con metodi estensimetrici: Forza su una colonna Area della sezione di una colonna Forza di chiusura
Scelta della tipologia in base alla forza di chiusura (Æ taglia della pressa)
Å con più cilindri &ŽƌnjĂĚŝĐŚŝƵƐƵƌĂс;ƌĞĂƉƌŽŝĞƚƚĂƚĂĚĞůůĂĨŝŐƵƌĂͼƉƌĞƐƐŝŽŶĞŵĂƐƐŝŵĂͿͼϭ͘Ϯ comprendente tutte le figure (stampi multi-impronta) e i canali Tecnologia dei beni strumentali
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Pressa
Dati caratteristici 11/52
Volume massimo di iniezione: volume massimo in cm3 teoricamente iniettabile a ogni ciclo
Portata massima di iniezione: portata in fase di iniezione in cm3/s calcolata con riferimento alla velocità massima di traslazione della vite
Portata massima di plastificazione: portata massima in g/s di fuso, valutata in base a polimeri di riferimento:
Polistirene per termoplastici Resina fenolica per termoindurenti
Portata massima di plastificazione dipende da:
Diametro del cilindro Geometria, corsa e velocità di rotazione della vite (Capacità di riscaldamento)
Se la portata massima è troppo grande rispetto al volume della stampata Æ degrado del polimero Tecnologia dei beni strumentali
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Pressa
Dati caratteristici 12/52
Pressione massima di iniezione: pressione ĚĞůů͛ŽůŝŽŵŽůƚŝƉůŝĐĂƚĂƉĞƌŝůƌĂƉƉŽƌƚŽĚĞůůĞ sezioni pistone/vite
Può superare i 200 MPa
WƌĞƐƐŝŽŶĞŶĞůů͛ŝŵƉƌŽŶƚĂϳϬй della pressione di iniezione
Forza massima di chiusura: forza massima in kN o t che il dispositivo di chiusura è in grado di esercitare sullo stampo
Passaggio fra le colonne: definisce la dimensione massima dello stampo che può essere montato; problema anche per stampi troppo piccoli per flessione delle ƉŝĂƐƚƌĞ͗ğŶĞĐĞƐƐĂƌŝŽĐŽƉƌŝƌĞĂůŵĞŶŽŝůϳϬйĚĞůů͛ĂƌĞĂƚƌĂůĞĐŽůŽŶŶĞ
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Pressa
Vite 13/52
Riceve il materiale allo stato granulare dopo eventuale essicazione
Il polimero permane nella vite per circa 3 cicli di iniezione
Costituita da 3 zone:
Zona di alimentazione (50% L)
Zona di transizione (25% L)
Zona di dosaggio (25% L)
Diametro esterno costante, diametro di nocciolo variabile
Normalmente L/D = 20
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Pressa
Vite 14/52
Valvola di non ritorno Ăůů͛ĞƐƚƌĞŵŝƚăĚĞůůĂǀŝƚĞ (collare mobile che si accoppia ad un profilo conico della vite)
Accoppiamento tra cilindro e stampo mediante contatto tra 2 calotte sferiche (Dbussola>Dugello) sottosquadro ƐƵůů͛ƵŐĞůůŽ
maschio cavo
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