Duct tape:l’americano più originale

Close-up of a roll of duct tape

Il Duct Tape  comunemente tradotto “nastro adesivo” è composto da tre strati: lo strato superiore è una plastica resistente (polyethelyne),lo strato inferiore è un adesivo a base di gomma e lo strato intermedio  è una maglia tessuto. Tutti questi materiali hanno contrinuito a rendere questo nastro adesivo resistente e versatile, utilizzabile in più campi, come quello domestico, lavorativo ecc.

Il Duct tape è stato utilizzato negli anni attribuendogli non solo la sua funzione adesiva ma molte altre. L’uso originale era quello di estromettere l’umidità dalle confezioni di munizioni utilizzate durante la seconda guerra mondiale e visto la sua particolare resistenza e versatilità i militari scoprirono  che il nastro poteva essere impiegato per fissare i calci delle pistole, jeep, aerei, ecc.

Dopo la guerra, il nastro è stato utilizzato nel settore immobiliare in forte espansione per collegare riscaldamento e aria condizionata nello stesso condotto.

Consapevole di tutte le prestazioni di questo nastro adesivo americano,ho voluto provare a dare vita ad un nuovo materiale abbinando il  Duct Tape a velcro,plastica e carta.

Il primo esempio di utilizzo di questi elementi l’ho tradotto in una fascetta blocca ruote per la bici e successivamente in un porta monete che fosse sia resistente ed impermeabile ma anche gradevole esteticamente; quest’ultima caratteristica mi ha permesso di dare vita a piccoli prodotti eseguiti a mano.

REALIZZAZIONE FASCETTA PORTA BICI

 

fase 1

Nelle prime quattro fasi misuriamo il diametro della lunghezza della fascetta che ci occore, successivamente tagliamo il nastro adesivo e il velcro che verranno incollati e pinzati insieme con punti metallici.

Il risultato finale è espresso nell’immagine seguente

 

fase finale

REALIZZAZIONE PORTA MONETE

In questo esempio propongo il Duct Tape unito alla carta e alla plastica;  quest’ultimi due elementi sono materiale di scarto che ho recuperato da biglietti del pullman e bustine porta filtrini.

fase 1 porta monete

Il risultato finale

 

fase 2

 

 

Trattamenti di protezione e finitura dei materiali

 

Introduzione

Gli agenti atmosferici nel loro complesso, come temperatura, umidità, irradiamento solare, gas presenti nell’aria, riescono ad aggredire l’integrità dei materiali.

Da qui deriva la necessità di proteggerli da queste aggressioni, e quando possibile, ed economicamente conveniente, anche la necessità di rendere questa protezione appagante dal punto di vista estetico.

Ma non solo, spesso le caratteristiche di alcuni di questi trattamenti sono finalizzate a scopi funzionali e prestazionali differenti, specialmente in campo strumentale elettronico e medicale.

Trattamenti di protezione e/o finitura su materiali metallici

La maggior parte dei trattamenti che si rivolge a materiali di tipo acciaioso, appartenenti cioè alle leghe ferro/carbonio.

1 I trattamenti di protezione e/o finitura praticati con riporto – trasferimento di metalli nobili e/o pregiati su acciaio.

Possiamo ulteriormente suddividere questa prima categoria in sottogruppi, a seconda dello scopo

specifico del trattamento:

1.1 Trattamenti di sola protezione, per la maggior parte eseguiti con processi di galvanotecnica.

Galvanotecnica processo mediante il quale si applica la galvanostegia.

Galvanostegia = Rivestimento di oggetti metallici con uno strato di altro metallo (doratura – argentatura, nichelatura), eseguito allo scopo di migliorare le qualità estetiche e la resistenza alla corrosione; l’oggetto viene fatto funzionare da catodo (-), l’anodo (+) della cella elettrolitica è il metallo ricoprente e la soluzione contiene un sale dello stesso metallo.

Zincatura a caldo, per immersione in zinco fuso (lo zinco fonde a ~650°c)

Zincatura a freddo

Profilati e tubi per carpenteria pesante, griglie presaldate, cancellate, particolari di medie/grosse dimensioni che richiedano una grossa capacità di protezione.

zincatecat_2_1350749440  zincatura

Nichelatura

Bulloneria e viteria tecnica, organi meccanici soggetti ad usura, alberi a gomito-bielle-supporti ecc..

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Cadmiatura

Bulloneria e viteria tecnica, organi meccanici sollecitati ad usura per sfregamento, organi di macchine operanti in ambienti umidi ecc.

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1.2 Trattamenti di protezione e finitura

Nichelatura bianca e nera

Cadmiatura lucida

Cromatura lucida o mat (meno utilizzata)

Estremamente in uso in passato in campo automobilistico per finiture esterne.

Attualmente molto in uso su moto di media/grossa cilindrata – rubinetteria (specialmente in ottone)

Una buona cromatura su materiali acciaiosi è normalmente preceduta da una ramatura, seguita poi da una nichelatura.

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Argentatura

Oltre che in gioielleria, utilizzata in articoli casalinghi e praticata su supporti in acciaio inox

(posaterie, vassoi, caraffe, coppe ecc).

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Doratura

Sopratutto utilizzata in gioielleria, viene spesso sovrapposta a supporti in argento.

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1.3 Trattamenti di protezione e finitura per miglioramento di performance tecniche evolutive

Come la conduttività elettrica, la resistenza chimica, l’inossidabilità, le capacità anallergiche.

Questi trattamenti possono essere eseguiti per galvanotecnica, per fusione, per stratificazione di film, rivestimenti sotto vuoto, serigrafie, e si rivolgono a settori industriali come l’elettronica, il campo elettromedicale, la strumentazione chirurgica.

I supporti su cui questi trattamenti vengono eseguiti, spesso non sono solo più metallici, ma possono essere materiali diversi come: silicio (es. microprocessori), compositi stratificati (es. circuiti elettronici), fogli in materiali plastici (es. analiti chimici), ceramica (es. circuiti elettronici sensoristica automotive).

-Eseguibile per fusione abbiamo:

Stagnatura applicata per il rivestimento di fili e cavi in rame

Nella circuiteria elettronica per l’ancoraggio dei componenti.

-Eseguibili per galvanotecnica, ma anche per deposito di film, per rivestimenti sotto vuoto, processi serigrafici abbiamo:

Ramatura

Applicata a circuiteria elettronica e come supporto conduttivo per successivi depositi di metalli pregiati.

Argentatura

Per elettronica, per assemblaggio di microcip, per settore dei connettori e per sensoristica chimica.

Doratura

Per costruzione di microcircuiti e per microconnettori, per connettori ad alte prestazioni, per rivestimenti protettivi nell’industria spaziale.

Platinatura

In medicina chirurgica per strumentazioni anallergiche; nella sensoristica chimica ecc..

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1.4 Trattamenti di sola finitura (Eseguiti per galvanotecnica)

Ottonatura lucida

Utilizzata nel settore maniglieria, rubinetteria e a scopo decorativo in articoli casalinghi

Bronzatura

Utilizzata nel settore funerario, e nel settore maniglieria. 

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2 I trattamenti di protezione ed in alcuni casi di finitura eseguiti conprocessi chimici

Anche in questo caso è conveniente suddividere questa categoria secondo il supporto sul quale il trattamento viene eseguito.

2.1 Trattamenti di sola protezione eseguiti su metalli acciaiosi (leghe Ferro/Carbonio). 

Nitrurazione

Trattamento a caldo degli acciai con ammoniaca gassosa per indurirne la

superficie, utilizzata nel settore automotive come pretrattamento alla verniciatura.

Fosfatazione

Formazione per attacco chimico di un rivestimento protettivo realizzata immersione in un bagno di fosfato di zinco o di manganese.

Utilizzata nel settore automotive come pretrattamento alla verniciatura.

Brunitura

Eseguita mediante aggressivi chimici; rende le superfici bruno scuro, dalla corrosione.

Eseguita essenzialmente in bulloneria – e nel settore delle armi sportive.

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2.2 Trattamenti di protezione e finitura eseguiti su alluminio

L’alluminio è un materiale che esposto agli agenti atmosferici crea superficialmente una patina di ossido che finisce col proteggere i sottostanti strati di materiale dagli stessi agenti ossidanti.

Anodizzazione o Ossidazione anodica.

Reazione chimica durante la quale un elemento A (per es. alluminio) perde elettroni (si ossida ed aumenta il proprio stato di ossidazione) mentre contemporaneamente un elemento B (sali minerali) acquista elettroni (si riduce e diminuisce il proprio stato di ossidazione).

L’ossidazione anodica sfrutta artificialmente questa caratteristica, che essendo attivata attraverso un processo chimico, ci consente anche di aggiungere il colore e quindi l’aspetto superficiale.

L’ossidazione anodica può essere lucida o mat (opaca)

I colori a disposizione sono: alluminio naturale champagne-similoro-bronzo-canna di fucile (bruno/pavonado)-verde-rosso-viola-nero.

2.3 Trattamenti di sola finitura eseguiti su acciaio inox

Ad imitazione della ossidazione anodica, è possibile colorare alcune leghe di acciaio inox.

In questo caso naturalmente i colori sono una componente solamente estetica e essa può essere eseguita in bagno totale o per parzializzazione con serigrafie di protezione.

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3 I trattamenti di finitura superficiale che utilizzano sistemi meccanici divario tipo per essere eseguiti

Anche gli scopi di questi trattamenti sono diversi ed in alcuni casi possono essere effettuati anche su

materiali non metallici, come per esempio vetro, ceramica. Divideremo quindi questa categoria in due gruppi di trattamenti.

3.1 Trattamenti di finitura non utilizzati per scopi estetici

Burattatura

Può essere eseguita a secco od a umido, si usano generalmente abrasivi di forme diverse (tetraedri, cubi, sferoidi) e di dimensioni diverse, proporzionate alle dimensioni dei pezzi da trattare.

Si esegue generalmente su pezzi provenienti da fusione o da lavorazioni su macchine automatiche e serve ad eliminare bave di lavorazione, ammorbidire gli spigoli, sgrassare ed eliminare impurità superficiali.

L’aspetto dei pezzi trattati è opaco e privo di geometrie superficiali.

Sabbiatura

Viene eseguita a secco con sabbie di diversa granulometria.

La si utilizza sia su materiali metallici sia su materiali diversi, come vetro, ceramica, materiali lapidei (marmi pietre).

Per i materiali metallici viene eseguita con scopi simili alla burattatura.
Per gli altri materiali questo trattamento viene utilizzato come trattamento di finitura conscopi estetici.
Le superfici dei pezzi trattati hanno un aspetto opaco polveroso con geometria omogenea.

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3.2. Trattamenti di finitura con scopi estetici

Pallinatura

Simile alla sabbiatura, utilizza microsfere di materiali duri.

Viene eseguita esclusivamente su materiali metallici ed è molto utilizzata su preziosi.

Le superfici dei pezzi trattati hanno un aspetto opaco lucido con geometria.

metalli omogenea.

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Lucidatura

Viene eseguita generalmente attraverso due o più passaggi di spazzolatura.

Le spazzole sono generalmente dischi in panno su cui vengono spalmati abrasivi estremamente fini amalgamati con paste denso/cremose.

Viene eseguita principalmente su alluminio (illuminotecnica), ottone (accessori per mobili, maniglie), acciaio inox (casalinghi), metalli preziosi(gioielleria).

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Brillantatura

Si esegue generalmente su alluminio in lastra (usando leghe molto pure) previa anodizzazione.

L’aspetto è specchiante e l’utilizzo principale è nel campo illuminotecnico.

E’ possibile anche ottenere una brillantatura su particolari eseguiti con la lega Paraluman, che assume un aspetto simile alla cromatura (è necessario proteggere questo trattamento con vernici trasparenti).

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4 La verniciatura

Per importanza d’uso ed applicativa è sicuramente il trattamento di finitura più diffuso ed esteso ai più svariati tipi di supporto, dai materiali metallici sino ai materiali inerti (muri/pareti), considerando però che per ogni materiale esistono una o più tipologie di prodotto verniciante e di modalità di impiego assai differenziate.

Partendo da questa considerazione, analizzeremo la verniciatura classificandola per tipologia di supporto:

La verniciatura su metalli ferrosi

E’ essenzialmente un trattamento di finitura estetica, che deve essere sempre preceduto da un trattamento di protezione, che può essere chimico o che, previa pulitura e sgrassatura, può essere eseguito con i wash-primer (vernici chimicamente antiossidanti)

Vernici a polvere oggi tra le più diffuse, sono costituite da pigmenti (prevalentemente di origine poliuretanica) polverosi in grado di ricevere una carica elettrica (negativa) dal sistema di spruzzatura che funziona da anodo, mentre il metallo viene attivato elettricamente come catodo (positiva).

Economicamente valide per la possibilità di recupero dei pigmenti non utilizzati. Richiedono un trattamento termico (~120°C) per permettere la polimerizzazione dei pigmenti che formeranno una pellicola continua.

Possono avere aspetto lucido (senza raggiungere la brillantezza delle vernici liquide) od opaco (satinato, goffrato, buccia d’arancio).

Vernici liquide che possono raggiungere granulometrie estremamente fini, hanno pigmenti che sono sospesi in un liquido di trasporto, che può essere a base di solventi (oggi sempremeno utilizzati per problemi di inquinamento) o comunque sostanze facilmente volatili ed ultimamente anche acqua.

In alcuni casi, anche queste possono avere cariche elettriche per facilitarne l’utilizzo, ma non è mai possibile il recupero del materiale volatile non utilizzato.

Richiedono sempre un ciclo termico di asciugatura (~60°÷120°C).

Sono sopratutto utilizzate per la loro brillantezza nelle verniciature lucide, ma possono essere anche opache con vari gradi di finitura.

Vernici metallizzate

Vernici porcellanate

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Trattamenti di protezione e/o finitura su materie plastiche

Il colore è componente materica del materiale plastico stesso, questa è una delle caratteristiche principali del loro successo.

Un’altra è la capacità di copiare perfettamente la finitura applicata allo stampo, si possono così ottenere:

Superfici lucide brillanti

(elettrodomestici di piccolo taglio-casalinghi, cosmesi)

Superfici opache con vari gradi di opacità

(strumentazione tecnica-PC-ecc..)

Superfici lavorate a similpelle od a finiture su disegno specifico

(cruscotto auto-volante, cosmesi)

Superfici metallizzate o con effetti speciali ad interferenza colorimetrica

(campo automobilistico, telefonia mobile, strumentazione high-tech)

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Cartone ondulato

Cartone ondulato

Il cartone ondulato è stato inventato e brevettato a metà dell’800, e il suo utilizzo è stato sostanzialmente quello dell’imballaggio. Nella sua forma più semplice è costituito da due superfici di carta piana dette copertine che racchiudono una carta ondulata e che si legano tra loro con l’utilizzo di collanti naturali. L’azione combinata delle copertine con l’onda interna conferisce rigidità e resistenza all’insieme e ne determina l’efficacia nel confezionamento e nel trasporto delle merci. In Italia sono prodotti ogni anno circa 6 miliardi di m² di cartone che si trasformano in circa 11 miliardi di scatole. Le caratteristiche del cartone ondulato sono strettamente legate alle caratteristiche delle singole carte che lo compongono. In questo senso possiamo distinguere le carte in due macro categorie: le carte da copertina e le carte per ondulazione.

E’ un materiale che si caratterizza per due fattori:

  • Leggerezza;
  • Resistenza alla compressione;

Un’altra caratteristica che merita di essere evidenziata è quella della “fonoassorbenza”.

Ci sono però altrettanti fattori che ne limitano fortemente l’impiego, in particolare:

  • Difficoltà a utilizzare il cartone ondulato in condizioni di umidità elevata o quando sia richiesta la “lavabilità” dei prodotti realizzati (esistono comunque in commercio cartoni ondulati resistenti a umido, i quali hanno subito trattamenti particolari che ne migliorano notevolmente le prestazioni);
  • Impossibilità di utilizzare il cartone ondulato per impieghi che richiedano particolari prestazioni di “reazioni al fuoco” (ad esempio arredi per edifici pubblici).

Per questo motivo non esistono in commercio prodotti realizzati con carte già “trattate”, e il trattamento fatto in seguito, sul prodotto finito, presenta particolari difficoltà, proprio per la struttura stessa del cartone ondulato. Inoltre, un eventuale trattamento con vernici speciali comprometterebbe una delle principali caratteristiche, vale a dire la riciclabilità del materiale.

A seconda del numero di onde si parla di:

  • ONDA SEMPLICE: 2 copertine e 1 onda;
  • DOPPIA ONDA: 2 copertine, 2 onde e un foglio teso frapposto tra le due onde;
  • TRIPLA ONDA: 2 copertine, 3 onde e due fogli tesi frapposti tra le tre onde.
  • Esiste anche l’onda nuda, un cartone nel quale manca la copertina esterna e in cui l’ondulazione rimane scoperta; solitamente questo tipo di cartone viene utilizzato nel settore cartotecnico, accoppiato con una carta patinata.

Le onde, inoltre, sono classificabili a seconda della loro altezza e quindi, a titolo esemplificativo, si possono avere onde alte, onde medie, onde basse e micro onde.

Ulteriore classificazione è quella delle copertine in base al tipo di carta utilizzata, con particolare riferimento alla composizione e alle caratteristiche meccaniche della stessa. Si possono avere quindi carte Kraft, Liner e Test.

Anche le carte per ondulazione sono classificabili a seconda delle caratteristiche meccaniche; sono identificabili carte semichimiche (S o SS) e Medium (M) o Fluting (F).

Si possono avere cartoni ondulati costituiti con carte prodotte sia da materiale riciclato sia con carte in fibra vergine. Il cartone può quindi essere costituito dallo 0% al 100% di materiale riciclato.

Carte per copertine

Kraft: carta prodotta utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di conifera; tipicamente  l’80%

Liner – Test: 100% di massa derivante da recupero con prestazioni differenziate.

Carte per ondulazione

Tipo S: carte prodotte utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di latifoglie; tipicamente maggiore al 65%.

Uso semichimica Medium o Fluting: carte prodotte utilizzando il 100% di materiale derivante da recupero, con prestazioni differenziate.

Prove sul cartone ondulato

Suddivise per tipologia e per grammatura le carte che compongono il cartone, possiamo identificare e misurare le diverse caratteristiche del cartone ondulato per meglio rispondere alle diverse esigenze di impiego:

  • Grammatura del cartone: esprime il peso del cartone al metro quadrato; non sarà altro che la somma delle grammature delle copertine, più la grammatura delle onde (il peso al metro quadrato dovrà essere maggiorato secondo un coefficiente di ondulazione che varierà in base allo spessore ed al passo dell’onda) ed il peso dei collanti.
  • Spessore del cartone: misura la distanza in mm tra le due superfici esterne di un cartone ondulato.
  • Edge Compression Test (ECT): è una prova di compressione che si effettua su una striscia di cartone, volta a misura lo sforzo espresso in kN/m (nel sistema S.I.; si può ottenere comunemente anche il dato espresso in kg*cm) necessario per deformare la striscia stessa. Tale dato consente di confrontare i vari cartoni ondulati rispetto alla loro resistenza alla compressione ed è strettamente correlato con la resistenza all’impilamento degli imballi relativi.
  • Resistenza allo scoppio: misura la resistenza alla perforazione di una cartone ondulato. Si esprime in kPa nel sistema S.I. (o più comunemente in kg/cm²) ed è la misura della resistenza alla rottura di un cartone sottoposto ad una pressione in senso ortogonale alla sua superficie.
  • Box Compression Test (BCT): misura la resistenza di una scatola di cartone ondulato vuota alla compressione verticale, ovvero quanti chilogrammi può portare una scatola prima di schiacciarsi. Questo dato è fortemente correlato con quello di ECT del cartone che compone l’imballo.
  • Assorbimento d’acqua (COBB): misura in gr/m2 la quantità di acqua distillata che viene assorbita da un determinato cartone sottoposto ad una pressione di colonna d’acqua di 1 cm in un determinato intervallo temporale. Il dato che si ricava può essere utile sia per eventuali considerazione sulla stampa (dato che i colori nella stampa flexo sono a base acqua), sia nell’impiego del cartone in ambienti umidi (es. celle frigorifere o cantine).

Inconvenienti più diffusi nella fabbricazione del cartone ondulato

La fabbricazione del cartone ondulato è strettamente legata al livello tecnologico del macchinario impiegato nonché alla qualità della materia prima utilizzata (la carta in bobine) ma dipende anche dall’abilità e dall’addestramento degli addetti al funzionamento dell’ondulatore. Gli inconvenienti più comuni sono:

  • Cartone prodotto con onda schiacciata o inclinata;
  • Cartone non planare o incurvato;
  • Copertine non incollate o danneggiate;

Il cartone ondulato è riciclabile e biodegradabile al 100%. Il riutilizzo del cartone permette non solo un notevole risparmio economico ma garantisce anche il rispetto dell’ambiente riducendo notevolmente il volume dei rifiuti che giungono in discarica. In Italia circa l’80% della fibra impiegata per la produzione del cartone ondulato deriva da materiale di riciclo detto macero e solo il 20% della fibra impiegata è fibra vergine proveniente da foreste ma sempre gestite secondo criteri di sostenibilità ambientale dall’industria cartaria stessa. Con il riutilizzo le fibre di cellulosa tendono a perdere le prestazioni originarie pertanto il ricorso alla fibra vergine è comunque necessario per garantire lo standard prestazionale anche delle carte più povere. Occorre ricordare, inoltre, che il cartone per uso alimentare impiegato a contatto diretto con alimenti deve essere prodotto con carte di pura cellulosa e senza contenuti di macero come previsto dal Decreto Ministeriale del 21 marzo 1973 e successive modifiche (esempio tipico il cartone per le pizze).

Con l’introduzione delle nuove normative legate al settore imballaggi, il cartone ondulato si è confermato come un materiale ecologico e molto adatto per l’imballaggio. I collanti sono ormai tutti naturali derivati da amido di mais o fecola.

Trasformato in imballaggio finito, il cartone ondulato diventa un contenitore robusto, versatile, ideale per raggruppare, trasportare e proteggere i prodotti in esso contenuti. Il modello di scatola più comune e più utilizzato per le sue doti di economicità di produzione e versatilità nell’utilizzo è senza dubbio la scatola americana.

STAMPAGGIO AD INIEZIONE

Lo stampaggio ad iniezione è un processo di produzione industriale in cui un materiale plastico viene fuso e iniettato ad elevata pressione all’interno di uno stampo chiuso, che viene aperto dopo il raffreddamento del manufatto.
Generalmente l’iniezione avviene a pressioni elevate ed a temperature abbastanza elevate da consentire lo scorrimento del materiale “plastificato” all’interno del macchinario.
Il principio di funzionamento dello stampaggio a iniezione è simile alla pressofusione.

DESCRIZIONE DEL MATERIALE

Il macchinario (detto pressa ad iniezione) in cui viene svolta l’operazione di stampaggio a iniezione è costituito da un “gruppo iniezione” (detto a “vite punzonante”) collegato a un “gruppo chiusura”. Il gruppo iniezione ha il compito di riscaldare e quindi plastificare il materiale e di spingerlo all’interno dello stampo (grazie all’azione di un pistone o di una vite mobile), mentre il gruppo chiusura ha il compito di tenere chiuso lo stampo (idraulicamente o meccanicamente) contrastando l’alta pressione generata dal gruppo iniezione.

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I costituenti principali delle presse per iniezione sono:

-un piano fisso, al quale si fissa un semistampo (normalmente il semistampo femmina, o matrice);
-un piano mobile, al quale si fissa l’altro semistampo (punzone);
-un sistema di supporto e guida del piano mobile (generalmente 4 colonne a sezione cilindrica);
-un meccanismo di chiusura dello stampo (generalmente una ginocchiera azionata da pistoni idraulici);
-un “gruppo di plastificazione ed iniezione”, costituito da una vite senza fine a profilo e sezione variabile, contenuta in un cilindro riscaldato elettricamente, la vite ha la possibilità di ruotare intorno al suo asse (caricamento e fusione del materiale) e di spostarsi assialmente, agendo da pistone (fase di iniezione). La testa del cilindro porta un ugello che, attraverso un foro nel piano fisso della pressa è mantenuto a contatto del foro di iniezione dello stampo;
-una centralina oleodinamica, che fornisce l’energia per gli azionamenti;
-un basamento di supporto;
-una unità di governo elettronica, assistita da calcolatori

ESTRUSORE

L’estrusore propriamente detto è una diversificazione di una pressa ad iniezione, è principalmente costituito da uno speciale gruppo di plastificazione ad alta produttività (spesso sono presenti due viti che concorrono parallele) ed è composto da un cilindro con una camera interna riscaldato alla temperatura necessaria per la fusione del materiale da stampare, nella quale è presente una vite (chiamata “vite di estrusione”). Tipicamente un estrusore viene utilizzato per la produzione di compound (miscele), di profilati a sezione costante realizzati facendo passare il materiale semi fuso prodotto dal gruppo di plastificazione attraverso delle matrici aperte. Il manufatto ottenuto in questo caso può prendere le forme più disparate: dal filo semplice, al profilato complesso tipico per esempio dei serramenti.

PRESSA PER LO STAMPAGGIO

La “gruppo chiusura” è la parte della macchina dove viene montato lo stampo del pezzo da realizzare; la chiusura stampo è costituita a sua volta dalle seguenti parti:
il sistema di chiusura dello stampo, può essere di tipo “a ginocchiera”, “doppia ginocchiera”, “monobraccio”, “a pistone” o “hidroblock”;
il sistema di estrazione del pezzo, solitamente idraulico, ma anche meccanico.
Diverse sono le tipologie di presse ad iniezione: da quelle ad azionamento totalmente idraulico alle più moderne con azionamento elettrico, le quali consentono grazie all’impiego di servomotori e controlli numerici più veloce ed un accurato controllo del processo nonché un risparmio energetico di circa il 20-30%, esistono anche presse “ibride” con gruppo chiusura idraulico e gruppo di plastificazione/iniezione elettrico.
La disposizione più diffusa è quella orizzontale (movimento di apertura degli stampi orizzontale), ma per lavorazioni particolari si utilizzano presse verticali.
I parametri identificativi delle presse sono:la forza di chiusura; il passaggio tra le colonne, ovvero la massima dimensione trasversale dello stampo che può essere montato; la corsa di apertura del piano mobile; la capacità di plastificazione, ovvero la massima quantità di materiale che può essere iniettato in ciascun ciclo; i cicli “a vuoto” che la pressa può effettuare alla massima velocità, senza produzione di prodotti.

CICLO DI FUNZIONAMENTO

La pressa nell’interno della quale vi è la camera di iniezione, ove il granulato di polimeri plastici viene prelevato da un serbatoio tramoggia di alimentazione e viene portato alla temperatura di fusione mediante una serie di resistenze elettriche termostatate, seguendo uno specifico programma preimpostato dall’operatore, in funzione del tipo di materiale, della grammatura del pezzo e della compattezza del pezzo finito, effettua la chiusura dello stampo, e successivamente inizia la fase di iniezione del materiale fino a circa l’85%del peso del pezzo. Il completamento al 100% del pezzo avviene con la seconda fase (fase di “compattamento”), mantenendo il materiale in pressione fino a quando il pezzo stampato non si solidifica, questa seconda fase realizza la “compensazione” del ritiro volumetrico che la materia plastica, raffreddandosi naturalmente, subisce; inizia quindi la fase di “plastificazione” del materiale, ruotando ed arretrando la vite di iniezione fino al raggiungimento della posizione che identifica la dosatura necessaria per quel pezzo; la logica di gestione della pressa quindi apre lo stampo ed estrae il pezzo stampato con un sistema a punzone meccanico o con martinetto idraulico, oppure mediante estrazione pneumatica, svitamento elettrico o idraulico. Indi il pezzo espulso dallo stampo cade in un canale sottostante che lo fa depositare in un idoneo contenitore che verrà prelevato per le successive fasi di selezione, controllo ed eventuale successiva rifinitura del pezzo. Nelle aziende ad elevata automazione per aumentare la produzione e permettere il lavoro continuo h 24 / 24 un robot cartesiano o antropomorfo preleva il pezzo o più pezzi e li pallettizza secondo un programma di lavoro.
Il ciclo macchina tipico è quindi composto dalle seguenti fasi:

Caricamento e fusione: la vite gira prelevando il materiale per caduta (in granuli dalla dimensione variabile da 1 a circa 5 mm) da una tramoggia fissata al cilindro, il materiale, avanzando verso la testa del cilindro, fonde per effetto del riscaldamento del cilindro e dell’attrito.
L’accumulo del materiale plastificato nella parte anteriore del cilindro fa arretrare la vite determinando la quantità di materiale che verrà iniettata.

Chiusura e bloccaggio dello stampo. I due semi stampi vengono avvicinati velocemente in bassa pressione e 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. (fase. “controllo in velocità”)

Mantenimento in pressione: la vite continua ad essere spinta in avanti solitamente con una pressione più bassa di quella di iniezione, mantenendo la pressione sul materiale finché questo non è solidificato. (fase. “controllo in pressione”)

Rilascio della pressione della vite

Rotazione della vite per preparazione al nuovo ciclo

Arretramento del gruppo iniezione (movimento opzionale)

Eventuale attesa di raffreddamento del materiale nello stampo.

Apertura dello stampo ed estrazione / espulsione del pezzo (automatica, manuale o assistita da manipolatori esterni) dei pezzi.

Esempio di sedia realizzata con lo stampaggio ad iniezione:

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