Presse a Iniezione
Le presse a iniezione sono una componente fondamentale di vari processi produttivi industriali e richiedono una conoscenza specifica.
Per tal motivo, è utile chiarire che cos’è lo stampaggio, cosa sono le presse a iniezione e come funzionano; allo stesso modo, è consigliabile approfondire l’argomento sulle presse a iniezione per materie plastiche e conoscerne i prezzi.
Che cos’è lo stampaggio
Contenuti Articolo
È bene introdurre il discorso chiarendo che cos’è lo stampaggio.
In senso generico, esso include una serie di processi produttivi industriali accomunati dall’uso di uno stampo.
Esso è un utensile a forma permanente costituito da una matrice (come le macchine flessografiche) e, eventualmente, da un punzone.
Lo stampaggio è funzionale:
- Alla trasformazione plastica di materiali metallici, ottenuta per mezzo della pressione esercitata da una pressa.
Tale trasformazione può essere a sezione varia (forgiatura a stampo) o bassa (stampaggio vero e proprio). - A dar forma a materiali metallici o plastici che si trovano inizialmente in forma liquida.
Ciò avviene tramite il riempimento dello stampo ed implica l’ausilio di forze che possono essere centrifughe (stampaggio rotazionale) o di iniezione (stampaggio ad iniezione).
Dunque, lo stampaggio ad iniezione prevede che un materiale plastico venga fuso (plastificato) e iniettato ad elevata pressione all’interno di uno stampo chiuso; questo viene aperto solo dopo la solidificazione del manufatto.
Generalmente l’iniezione avviene a pressioni elevate e a temperature abbastanza alte, tali da consentire lo scorrimento del materiale “plastificato” all’interno del macchinario e dello stampo.
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Cosa sono le presse a iniezione
A questo punto si può entrare più nello specifico e capire cosa sono le presse a iniezione.
Si tratta di quei macchinari industriali funzionali allo stampaggio ad iniezione.
Esse constano di due aree operative:
- Il gruppo iniezione.
Esso si occupa del riscaldamento del materiale introdotto nella pressa, fino a raggiungere la sua temperatura di fusione. - Il gruppo chiusura.
Esso, durante la fase di iniezione, ha il ruolo di mantenere chiuso lo stampo, opponendosi all’alta pressione esercitata proprio dal gruppo iniezione.
Inoltre, va specificato che negli ultimi anni è andato crescendo l’uso del CNC nelle macchine di stampaggio a iniezione.
Ciò ha portato alla diffusione di modelli che consentono l’iniezione ad alta velocità sotto controllo programmato, in linea con l’evoluzione dell’industria 4.0.
Più nello specifico, una macchina stampaggio plastica a iniezione è costituita da più elementi, come:
- Due piani, uno fisso e uno mobile.
Ad essi vengono ad essere fissati i due semi-stampi della pressa.
Precisamente, la matrice si fissa al piano fisso mentre il punzone a quello mobile. - Un sistema di supporto e guida.
Su di esso viene a scorrere il piano mobile. - Il meccanismo di chiusura dello stampo.
Questo è solitamente basato su pistoni idraulici. - Il gruppo vero e proprio di plastificazione ed iniezione.
A contenere tale elemento vi è un cilindro riscaldato elettricamente. - Una piastra di estrazione.
Da essa si recupera il pezzo prodotto dallo stampo. - La centralina e l’unità di governo elettronica.
Queste assistono alla complessiva esecuzione del processo.
Per il posizionamento in pressa, la manipolazione ed il trasporto vengono ad essere impiegati sistemi di movimentazione degli stampi.
Per quanto riguarda invece l’operazione di cambio stampi su presse, essa comprende diverse attività come il disattrezzaggio, il montaggio, il cambio del materiale ed il bloccaggio.
Per eseguire al meglio tutte queste operazioni che riguardano le presse, è utile conoscere la loro configurazione, appena descritta.
Funzionamento
A questo punto si può meglio intendere ed approfondire il funzionamento delle presse a iniezione.
Esso consiste in alcune fasi, quali:
- Caricamento e plastificazione.
- All’inizio del ciclo di stampaggio, i granuli del polimero plastico da stampare (contenuti nella tramoggia) vengono fatti cadere all’interno del cilindro della vite di alimentazione e plastificazione.
Essa, posta in rotazione da un motore, fonde i granuli e li porta fino alla parte anteriore del cilindro.
- Qui, l’accumulo del materiale plastificato fa arretrare la vite determinando la quantità di materiale che verrà iniettata.
Per reazione, la vite punzonante arretra fino al raggiungimento della quota definita da programma come “dosatura”. - Dalla zona di alimentazione fino a quella finale di fusione, all’interno del cilindro, i granuli vengono riscaldati da una serie di resistenze elettriche finché non si giunge alla loro temperatura di fusione.
Essi vengono plastificati dalla rotazione della vite, a seconda del programma preimpostato in funzione del tipo di materiale, della grammatura del pezzo e della compattezza richiesta dal pezzo finito.
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Alla plastificazione contribuisce in modo importante la componente di attrito presente fra i granuli stessi e le pareti (filetti) della vite di plastificazione.
Chiusura e bloccaggio dello stampo.
- I due semi stampi vengono avvicinati velocemente in bassa pressione; a pochi decimi di distanza vengono bloccati in posizione di massima forza di chiusura.
Iniezione.
- Alla vite viene applicata una velocità controllata da programma, con libertà di utilizzo della pressione idraulica disponibile.
- La vite, spostandosi rapidamente in avanti, come un pistone, forza il materiale fuso (attraverso l’ugello) nella cavità dello stampo.
Mantenimento in pressione.
- La vite continua ad essere spinta in avanti (solitamente con una pressione più bassa di quella di iniezione).
Essa mantiene la pressione sul materiale finché questo non è solidificato.
Rilascio della pressione della vite, sua rotazione ed eventuale attesa di raffreddamento del materiale nello stampo.
Estrazione del pezzo.
- A questo punto, avviene l’apertura dello stampo delle macchine stampaggio plastica a iniezione; ciò al fine di permettere l’estrazione del pezzo stampato.
- Esso cade in un canale sottostante che lo fa depositare in un idoneo contenitore da dove verrà prelevato per le successive fasi di selezione, controllo ed eventuale successiva rifinitura del pezzo.
Presse a iniezione per materie plastiche
Le presse a iniezione per materie plastiche, più nello specifico, si prestano alla trasformazione della maggior parte:
- Dei polimeri termoplastici.
In particolare, di quelli più rigidi come il polistirene compatto (GPPS), il polistirene antiurto (HIPS), l’acrilo-nitrile-butadiene-stirene (ABS) o il polipropilene (PP). - Dei termoindurenti.
- Dei tecnopolimeri.
Con le presse per stampaggio plastica, qualche nota di riguardo va puntualizzata rispetto al PVC rigido.
Esso, infatti, impone limitazioni a seguito della sua stabilità termica: questa diviene critica al punto di fusione.
Allo stesso modo, va posta attenzione al polietilene (PE).
Infatti, la temperatura dello stampo e il processo di raffreddamento esercitano un’influenza notevole sul rapporto tra forma cristallina (da cui dipende la densità) e forma amorfa nella struttura del prodotto finale in polietilene.
Per un miglior risultato occorre ricorrere a temperature dello stampo nei range più elevati.
Presse a iniezione prezzo
Per quanto riguarda il prezzo delle presse a iniezione, esso può oscillare molto in seguito alle caratteristiche di ciascuna, come ad esempio quelle riguardanti il grado di automazione.
In linea di massima, si può fornire un range che va dai 6.000 ai 26.000 euro.
Parlando di quanto costa una pressa ad iniezione, va specificata la possibilità di ricorrere all’usato.
In tal caso i costi tendono a dimezzarsi, oscillando dai 2.000 ai 10.000 euro.
È bene però accertarsi circa le condizioni della macchina stampaggio plastica a iniezione, in modo che non inficino negativamente sulle performance.
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