integrat evolution teco vario

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1 integrat evolution teco vario Condizionamento dinamico delle cavità dello stampo Condizionamento Variotherm dello stampo

2 Controllo del processo di condizionamento Introduzione ed applicazioni Lo stampaggio ad iniezione è un processo ciclico durante il quale il flusso caldo del materiale fuso incontra le pareti più fredde dello stampo. Questo provoca la formazione di un sottile strato di materiale raffreddato che funge da isolatore termico, mentre nella parte interna del pezzo stampato il materiale fuso è ancora plastico e deve essere raffreddato affinché il manufatto stampato possa essere sformato con una buona stabilità dimensionale. Questo processo ha una doppia ripercussione. Da un lato, a causa della cattiva propagazione del calore, il tempo di raffreddamento diventa un fattore importante per la determinazione del tempo totale del ciclo, soprattutto in caso di pezzi con spessore considerevole. Dall altro, in caso di elevate prestazioni, si deve reagire alla deformazione, alla precisione dimensionale e a tutti i fattori che determinano la qualità superficiale con una temperatura della parete dello stampo volutamente più elevata e questo comporta un ulteriore allungamento del tempo di raffreddamento. Particolarmente difficili da trattare sono tutti gli stampi con superfici lucidate a specchio, soprattutto per lenti ottiche con spessore alto che evidenziano esigenze di qualità molto particolari e che non sono producibili in modo economicamente vantaggioso ed in grandi quantità con un condizionamento di tipo convenzionale. Un sicuro aiuto viene offerto dai processi con condizionamento variotherm a calore variabile e dal condizionamento dinamico delle cavità dello stampo con i quali si riscalda e si raffredda in base al ciclo. L aumento attivo della temperatura delle pareti dello stampo durante la fase di riempimento porta ad una migliore conformazione della superficie e riduce le tensioni nel pezzo stampato. La fase di raffreddamento conclusiva ed intensiva mantiene entro limiti economicamente vantaggiosi l eventuale prolungamento del tempo ciclo. Condizionamento convenzionale Tempo t Parete dello stampo Strato superficiale solidificato Condizionamento dinamico delle cavità dello stampo Tempo t t z Tempo ciclo T WZG Temperatura della parete dello t h Tempo di riscaldamento stampo t k Tempo di raffreddamento Temperatura del materiale T M TE Temperatura di sformo Condizionamento convenzionale con linee di giunzione Condizionamento dinamico senza linee di giunzione Matrice per il condizionamento dinamico delle linee di giunzione 2

3 dello stampo Possibilità applicative Prodotti del settore ottico Ottima qualità della superficie Componenti con spessore delle pareti molto differenti Realizzazione di nanostrutture (parti non riflettenti) Rivestimento anti-graffio dei componenti direttamente nello stampo Riduzione della doppia rifrazione Pezzo non riflettente Sovrastampaggio di fogli di metallo Prodotti tecnici Eliminazione delle linee di giunzione Riduzione della deformazione e delle tensioni Eliminazione di risucchi e cavità di ritiro Relazione di orientamento Impatto sul grado di cristallinità Notevole stabilità dimensionale ed intrinseca Eccellente conformazione superficiale e fedeltà al profilo Riduzione dello scarto iniziale Lavorazione dei multi-componenti con diverse temperature delle pareti degli stampi Prodotti con pareti sottili Produzione di componenti con elevatissimo rapporto percorso di scorrimento/spessore pareti Riduzione della perdita di pressione di riempimento e del fabbisogno della pressione di stampaggio Riduzione della forza di chiusura necessaria e delle dimensioni della pressa di iniezione Immagini di micro e nano-strutture Esempio: Dual Layer Stampo per la RXI Optik con condizionamento dinamico integrato delle cavità dello stampo Utente: Pezzo riflettente Prodotti del settore medicale Realizzazione di micro- e nano-strutture Prodotti con superfici funzionali, per esempio idrofobe, idrofile, antibatteriche e bioadesive Componenti micro-ottici Componenti in espanso Miglioramento della qualità della superficie Interazione mirata della struttura cellulare condizionato in modo dinamico condizionato in modo convenzionale Raffreddare e condizionare con sistema 3

4 Rivestimenti antigraffio teco vario Condizionamento Variotherm dello stampo Riscaldamento: tramite un apparecchio di condizionamento con termovettore fluido La funzionalità del riscaldamento della parete dello stampo ad un livello elevato della temperatura si realizza tramite un apparecchio di condizionamento con acqua calda pressurizzata con temperature di uscita fino a 180 C. Il liquido caldo in circolo viene pompato tramite i canali di condizionamento a calore variabile fino a quando una sonda di temperatura segnala il raggiungimento della temperatura desiderata della parete dello stampo e dà il via libera al processo di stampaggio. Raffreddamento: tramite un apparecchio di condizionamento con termovettore fluido Il raffreddamento della parete dello stampo avviene con un apparecchio di condizionamento con scambiatore termico a piastre ad altissima efficienza e con minima temperatura di uscita. In questo modo viene garantita una funzione di condizionamento intensiva e veloce. Tramite un segnale della macchina viene dato lo start per l inizio della fase di raffreddamento. Una volta decorso il tempo di raffreddamento, lo stampo si apre ed inizia il processo di riscaldamento per il ciclo successivo. 4

5 DS AS ESR Superfici con lucidatura a specchio senza linee di giunzione DS = LI (Lato Iniezione) AS = LE (Lato Estrazione) Interfaccia per la pressa ad iniezione Vicino allo stampo Unità di memorizzazione ed accumulo di energia La commutazione tra la fase di riscaldamento e di raffreddamento avviene tramite un unità di commutazione a valvola posizionata vicina allo stampo. Lo svantaggio degli apparecchi di condizionamento variotherm stabilizzati, rappresentato dal consistente utilizzo di energia dovuta al passaggio da riscaldamento a raffreddamento del termovettore, viene eliminato utilizzando la nuova unità di memorizzazione ed accumulo di energia. L apparecchio ESR registra (memorizza) la quantità di calore variabile e, commutando il livello di temperatura, la riporta nel processo. Il processo di memorizzazione avviene tramite un microprocessore e si adatta automaticamente al ciclo e alla dimensione dello stampo. Raffreddare e condizionare con sistema 5

6 Condizionamento dinamico delle cavità dello stampo Matrici dello stampo con inserti in ceramica integrata ad alto rendimento (CPH) e condizionamento con canali conformati alla cavità Fino a 10 volte più veloce del condizionamento convenzionale variotherm e con consumo di solo il 10 % del fabbisogno di energia integrat evolution Condizionamento dinamico delle cavità del Riscaldamento: stampo con inserti in ceramica ad alto rendimento (CPH) Per il condizionamento dinamico delle cavità dello stampo, il riscaldamento viene portato dall apparecchio di condizionamento nello stampo, tramite una resistenza ad alto rendimento in ceramica posizionata soltanto pochi millimetri sotto la cavità. Si può così modificare la temperatura come si desidera in modo dieci volte più veloce ed utilizzando un decimo del normale consumo di energia. Raffreddamento: tramite apparecchio di condizionamento con termovettore fluido Il raffreddamento della parete dello stampo avviene con un apparecchio di condizionamento con raffreddamento diretto e minima temperatura di uscita. Il raffreddamento avviene in canali conformati alle cavità con acqua e serve contemporaneamente per isolare il corpo dello stampo dal riscaldamento. In questo modo viene garantita una funzione di condizionamento intensiva e veloce. Tramite un segnale della macchina viene dato lo start per l inizio della fase di raffreddamento. Una volta decorso il tempo di raffreddamento, lo stampo si apre ed inizia il processo di riscaldamento per il ciclo successivo. 6

7 AS = LE (Lato Estrazione) DS = LI (Lato Iniezione) Interfaccia per la pressa di iniezione AS DS Il condizionamento dinamico delle cavità dello stampo offre nuove possibilità tecnologiche per lo sviluppo di nuove procedure nello stampaggio ad iniezione. Esempio: produzione di componenti per conducibilità elettrica in plastica e metallo grazie ad un unico processo di stampaggio ibrido e monofase. Lato estrazione Lato iniezione Plastica 1 lo stampo Piastra di posizione Lega di metallo Plastica 2 Inserti dello stampo e integrat 4D Estremamente determinanti per l elevata dinamica della conduzione termica sono gli inserti integrati nello stampo con la ceramica ad alto rendimento (CPH) ed il condizionamento conformato alle cavità. Indipendentemente dal condizionamento dello stampo si possono regolare con massima efficienza i processi ciclici della temperatura in ogni singola cavità dello stampo con range di Riscaldamento/Raffreddamento fino a 30 K/sec. La regolazione del processo avviene tramite il regolatore centrale del sistema di condizionamento che serve anche per mantenere una temperatura costante dello stampo. Raffreddare e condizionare con sistema 7

8 Raffreddare e condizionare con sistema Costi di produzione Riduzione di costi Aumentare la produttività Il raffreddamento ed il condizionamento rappresenta, in molti ambiti industriali, una considerevole area di potenziale miglioramento per l incremento della produttività e quindi per una diminuzione dei costi. Molti fattori favoriscono l aumento della produttività: Riduzione del tempo di raffreddamento, grazie al risparmio di ore macchina Miglioramento della qualità dei pezzi prodotti Aumento della disponibilità degli impianti di produzione Riduzione dei costi d esercizio Riduzione dei costi di manutenzione gwk-integrat 4D Ottima qualità di produzione grazie ad una ripartizione omogenea della temperatura con inserti dello stampo dotati di canali di condizionamento conformati alle cavità. gwk-weco Condizioni di produzione stabili nonostante la presenza di temperature ambiente variabili ed elevata flessibilità grazie a macchinari compatti con risparmio energetico e con mezzi di raffreddamento sicuri per l ambiente. gwk-teco cs La soluzione universale per applicazioni semplici con temperature fino a 160 C. Con apprezzabili opzioni per un controllo completo del processo. gwk-hermeticool hybrid Innovativo concetto di impianto per una riduzione considerevole dei costi d esercizio e di manutenzione rispetto ai tradizionali sistemi di raffreddamento. gwk-system integrat Aumento della produttività grazie ad un comando mirato segmentato del condizionamento dello stampo. gwk-moldclean Aumento della produttività grazie ad una efficiente pulizia guidata automaticamente di superfici con scambio termico nei circuiti di raffreddamento e condizionamento. gwk-tecma Elevata sicurezza di processo con soluzioni di condizionamento forgiate su misura per tutte le applicazioni, soprattutto in caso di esigenze di massime prestazioni fino a 400 C. gwk-teco cw Sistema molto economico di raffreddamento a temperature molto basse con condizionamento brevettato ad acqua fredda. gwk-active Impostazione e mantenimento di ottimi parametri di prestazione grazie alla presenza di acqua sempre pulita con impianto automatico di preparazione dell acqua. gwk-service Riduzione dei costi di manutenzione e cura delle risorse aziendali tramite l esecuzione professionale di tutti i lavori di installazione e manutenzione, compresa l assistenza per l acqua di raffreddamento. Integrat evolution_it_04/2014 Con riserva di modifiche. Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbh Scherl 10 D Meinerzhagen Tel Fax info@gwk.com