Lavorazione dei materiali polimerici - soffiaggio, stampaggio a iniezione e rotazionale

Il gruppo iniezione e il gruppo chiusura nella lavorazione del materiale termoplastico

Il gruppo iniezione riscalda il materiale termoplastico fino a raggiungere la sua temperatura di fusione, per poi spingerlo all'interno dello stampo sfruttando l'effetto dell'alta pressione. È composto da un corpo cilindrico con piastre riscaldanti, che contiene una vite senza fine rotante sul proprio asse (con profilo e sezione variabili) e che termina con un ugello a contatto con lo stampo. Il materiale plastico viene caricato nella tramoggia del macchinario sotto forma di granuli o pellet. Una volta raggiunta la temperatura di fusione, la vite inietta il fluido nello stampo e infine arretra nuovamente per permettere l'eventuale inserimento del secondo materiale. Il gruppo chiusura serve a mantenere lo stampo chiuso nel corso della fase di fusione e iniezione. Questo perché l'elevata pressione generata durante il primo step della lavorazione tende a fare aprire le due metà che compongono lo stampo (la matrice e il punzone).

Il processo di stampaggio ad iniezione è costituito da:

• Un piano fisso, che contiene la matrice, ovvero la parte scavata dello stampo
• Un piano mobile, che contiene il punzone, ovvero la parte piena dello stampo che viene aperta alla fine della fase di raffreddamento per consentire l'estrazione del pezzo stampato
• Un meccanismo di chiusura dello stampo
• Un sistema di estrazione del pezzo, che può avvenire tramite un sistema meccanico o idraulico. L'estrazione meccanica è adatta a pezzi dalle forme semplici, mentre l'estrazione idraulica viene impiegata per pezzi dalle forme complesse o particolarmente delicati

La disposizione dei gruppi può essere orizzontale o verticale. La disposizione orizzontale è quella più diffusa.

La pressa ad iniezione può essere ad azionamento idraulico, ad azionamento elettrico oppure ibrido. Il sistema di azionamento elettrico è molto efficiente dal punto di vista energetico (consente un risparmio energetico dal 20% al 30% rispetto al sistema idraulico).

del controllo del processo (grazie all'impiego di avanzati pannelli a controllo numerico) e della velocità di produzione. Le presse si differenziano tra loro per:

1. Capacità di plastificazione, espressa in cm³, che indica la quantità massima di materiale che può essere caricato e lavorato in un singolo ciclo macchina;
2. Numero di cicli a vuoto a massima velocità, che possono essere effettuati dalla pressa (senza che vengano realizzati prodotti).

Un ciclo di stampaggio (detto anche "ciclo macchina"), si articola solitamente nelle seguenti fasi:

1. Dosaggio e caricamento del materiale termoplastico nella tramoggia (sotto forma di granuli con dimensioni variabili da 1 mm a 5 mm) e aggiunta dei cosiddetti "masterbatch", ovvero degli eventuali additivi e/o coloranti;
2. Plastificazione, che consiste nel riscaldamento graduale del materiale polimerico fino al raggiungimento della temperatura di fusione (Tm°). Allo stesso tempo, il

Il materiale è sottoposto ad un'azione di rimescolamento continuo (esercitato dalla vite rotante), al fine di ottenere una sostanza fusa omogenea.

Ogni materiale ha un punto di fusione differente. Nel caso del polipropilene ad esempio, la temperatura di fusione è di 240°C. Se il cilindro presenta quattro zone di regolazione della temperatura, si potranno impostare quattro valori: 180°C, 200°C, 220°C e infine 240°C.

Chiusura del punzone sulla matrice e bloccaggio dello stampo;

Iniezione, in cui la vite spinge rapidamente il materiale plastico fuso attraverso l'ugello e dentro la cavità dello stampo. La vite esercita una pressione sul materiale e la mantiene finché quest'ultimo non si solidifica;

Eventuale aggiunta del secondo materiale. La vite arretra, rimuovendo la pressione esercitata sul primo materiale e preparandosi per ricevere e lavorare il materiale successivo. Ha quindi inizio un secondo ciclo macchina;

Raffreddamento

Del materiale nello stampo. Questa è la fase più lunga di tutto il processo di stampaggio, in quanto occupa la metà del tempo totale richiesto per completare un ciclo macchina;

Apertura dello stampo ed estrazione / espulsione del pezzo, che può avvenire automaticamente, essere effettuata manualmente o tramite l'assistenza di strumenti esterni;

Conclusione e inizio del nuovo ciclo di stampaggio.

Il processo di stampaggio può essere automatizzato e programmato per funzionare 24 ore su 24.