Lo stampo è più efficiente con l’iniezione laterale

I sistemi Ewikon sono stati utilizzati per lo stampaggio dell’indicatore di cambio filtro dell’aspirapolvere Bosch GL 40.
I sistemi Ewikon sono stati utilizzati per lo stampaggio dell’indicatore di cambio filtro dell’aspirapolvere Bosch GL 40.

L’iniezione laterale di componenti è spesso il metodo ideale per posizionare i pezzi nello stampo in maniera efficiente. Componenti sottili, tubolari – come siringhe, pipette o cappucci di protezione – sono esempi tipici di questa applicazione, tutte situazioni caratterizzate da un problema comune: l’impossibilità di iniezione sulla superficie terminale a causa degli orifizi di passaggio, mentre le restanti superfici non permettono sufficienti spazi per il punto di iniezione. Pensando in termini di tecnologie a canale caldo, quindi, nel più semplice dei casi i pezzi si ottengono utilizzando sistemi parziali, dove un canale caldo alimenta un’iniezione cieca o sottomarina, come nelle iniezioni a canale freddo.

I canali caldi per iniezione laterale diretta

Sebbene l’offerta di canali caldi per iniezione laterale diretta sia piuttosto ampia, le diverse soluzioni spesso richiedono compromessi nella realizzazione e qualità dello stampo. Queste limitazioni includono i “tappi freddi” iniettati nel pezzo, in caso di ugelli laterali, oppure matrici scomposte per poter installare canali caldi laterali con punte rigide, con conseguenti complicazioni in fase di progettazione e tempi di manutenzione lunghi. Inoltre, gli ugelli per iniezione laterale, in passato, erano principalmente adatti allo stampaggio di poliolefine, limitando ulteriormente il campo di applicazione.

Fig. 1 - Alcuni ugelli per iniezione laterale diretta della serie HPS III-MH.
Fig. 1 – Alcuni ugelli per iniezione laterale diretta della serie HPS III-MH.

La serie di ugelli per iniezione laterale diretta HPS III-MH100 e MH200 di Ewikon (figura 1) amplia il campo di applicazione. La loro implementazione ha evidenziato come la semplicità di manutenzione e la massima versatilità si siano rivelate fondamentali nella lavorazione di un ampio spettro di materiali. La massa termica dell’ugello relativamente grande, unita all’elevata termoconduttività degli inserti punta, permettono infatti di trasformare senza restrizioni materiali tecnici come poliammidi, poliacetali, polibutilene tereftalato o policarbonato. Inoltre, grazie al profilo dei canali all’interno degli ugelli, si ottiene il bilanciamento naturale assieme a un tempo di residenza ridotto. Questo consente di stampare con successo materiali sensibili al tempo di residenza, come POM omopolimero o poliammidi autoestinguenti.

Alta affidabilità

Una tale versatilità ha convinto lo stampatore tedesco Zink Kunstoffwerk GmbH & Co KG (Schwabach) a utilizzare i sistemi a iniezione laterale Ewikon per la costruzione di tre nuovi stampi destinati alla produzione dell’indicatore di cambio filtro dell’aspirapolvere Bosch GL 40 (figura 2). Visto che uno dei componenti, la base trasparente dell’indicatore di cambio filtro (figura 3), è prodotto con un copoliestere di acido tereftalico (PCTA), un materiale termicamente sensibile, le soluzioni a canale caldo devono necessariamente essere caratterizzate da alta affidabilità. Nella progettazione dello stampo, Ewikon è stata quindi coinvolta sin dalle prime fasi, supportando Zink con le analisi preliminari di riempimento e i test sul materiale.

Fig. 2 - L’indicatore  di cambio filtro  sull’aspirapolvere Bosch GL 40.
Fig. 2 – L’indicatore
di cambio filtro
sull’aspirapolvere Bosch GL 40.

Gli altri componenti sono il corpo e il flap della valvola bypass, entrambe in ABS. Tutti gli stampi sono stati costruiti da Elasto Form KG di Hohenstadt (Germania). Il corpo della valvola bypass è il più semplice da stampare a iniezione: infatti, grazie a un’ampia superficie verticale disponibile per l’iniezione laterale, si riesce a sfruttare ottimamente il taglio del punto di iniezione. L’iniezione laterale è la soluzione ideale, visto che il corpo deve alloggiare il flap e sono presenti ampi fori nelle zone superiori e inferiori. Il sistema a canale caldo a otto punte a 90° (punte perpendicolari alla superficie di stampaggio) è composto da due ugelli HPS III-MH, con quattro punte ciascuno, allineati e alimentati da un collettore a due punti.

In tutte le serie di ugelli HPS III-MH l’inserto punta è accessibile dalla mezzeria dello stampo, permettendone il facile smontaggio. L’inserto matrice non ha quindi bisogno di essere diviso, ma può essere monolitico: un grande vantaggio in questa applicazione. Vista la molteplicità dei modelli del componente stampato, la progettazione con inserti stampo intercambiabili ha reso semplice e rapido il cambio versione, con fermi produzione contenuti.

Uno stampo compatto ed efficiente

Lo stampo del corpo indicatore del cambio filtro sostituisce un pezzo omologo pre-esistente, totalmente a canale freddo. Tale cambiamento ha portato a numerosi vantaggi, come la riduzione del tempo ciclo e un risparmio di materia, un fattore – quest’ultimo – decisamente apprezzabile, dal momento il PCTA è piuttosto costoso e non permette la rimacinatura. Comunque, questo materiale termosensibile richiede un profilo del canale di colata con un tempo di residenza favorevole. I progettisti hanno quindi optato per uno stampo compatto a quattro cavità, con un profilo di canale breve, privo di angoli, che garantisce il mantenimento del tempo di residenza lontano da valori critici in ogni condizione.

Fig. 3 - La base trasparente dell’indicatore di cambio filtro è in copoliestere di acido tereftalico, un materiale termicamente sensibile.
Fig. 3 – La base trasparente dell’indicatore di cambio filtro è in copoliestere di acido tereftalico, un materiale termicamente sensibile.

Il pezzo è iniettato con due ugelli a due punti di iniezione (figura 4) sul lato stretto, visto che un maschio e un carrello agiscono su di ogni impronta. Il maschio è allineato con la direzione di iniezione, mentre il carrello a 90° rispetto a essa. Dopo l’assemblaggio con il pistone di indicazione colorato e la sua molla, il corpo è chiuso grazie a una cerniera a film. L’ugello selezionato a due punti di iniezione in configurazione radiale è estremamente adatto a stampi con sistemi a carrelli e permette una costruzione dello stampo compatta.

Fig. 4 -  Il componente è iniettato con due ugelli a due punti di iniezione sul lato stretto, visto che un maschio e un carrello agiscono su di ogni impronta (foto Ewikon).
Fig. 4 – Il componente è iniettato con due ugelli a due punti di iniezione sul lato stretto, visto che un maschio e un carrello agiscono su di ogni impronta (foto Ewikon).

Il flap della valvola bypass (figura 5), invece, non presenta le situazioni classiche per utilizzare l’iniezione laterale. Il punto di iniezione è in prossimità della mezzeria dello stampo e, con uno spessore del pezzo di soli 2 millimetri si ha una piccola superficie di taglio. Per permettere un buon taglio del punto di iniezione si è optato per un foro di iniezione molto piccolo, di 0,8 millimetri di diametro. I puntali angolati a 60° hanno permesso di ottenere il posizionamento del punto di iniezione senza variazioni significative. Il sistema è stato progettato a 16 cavità, con quattro ugelli lineari HPS III-MH con quattro punte ciascuno, alimentati da un collettore a quattro punti in linea naturalmente bilanciato (figura 6).

Vantaggi significativi

Considerando che il pezzo in esame non è il tipico componente per l’iniezione laterale, lo stampo avrebbe potuto essere realizzato con un sistema a otturazione convenzionale; tale soluzione avrebbe però comportato uno stampo decisamente più largo e costoso a causa delle tecnologie di attuazione degli otturatori. Questo è un altro dei campi dove l’iniezione laterale presenta evidenti vantaggi. Dal momento che parte dei canali di distribuzione sono già realizzati all’interno dell’ugello, per realizzare stampi multicavità sono sufficienti piccoli collettori. Di conseguenza, la costruzione dello stampo può risultare estremamente compatta.

Fig. 5 - Il flap della valvola bypass.
Fig. 5 – Il flap della valvola bypass.

Inoltre, il concetto di ugello multipunto è di per sé energeticamente efficiente, visto che in produzione richiedono potenze installate inferiori per punto di iniezione. Come già menzionato, vengono utilizzati collettori più piccoli, specialmente in combinazione con ugelli con grande numero di punti. Il numero di punti di contatto attraverso i quali il calore può essere trasmesso allo stampo viene ridotto, facendo crollare i consumi energetici.

Fig. 6 - Il canale caldo ha 4 ugelli lineari HPS III-MH con 4 punte ciascuno, alimentati da un collettore a 4 punti in linea naturalmente bilanciato.
Fig. 6 – Il canale caldo ha 4 ugelli lineari HPS III-MH con 4 punte ciascuno, alimentati da un collettore a 4 punti in linea naturalmente bilanciato.

Gli ugelli per iniezione laterale diretta della serie HPS III-MH soddisfano tutte le richieste relative al posizionamento del punto di iniezione e al mantenimento di un processo di trasformazione stabile del materiale utilizzato. I puntali termoconduttivi, che possono facilmente essere sostituiti, rendono lo stampo di semplice manutenzione e riducono i tempi improduttivi. Altro fattore di grande importanza è la possibilità di mantenere una qualità dei pezzi costante, dal momento che i segni di usura o lo sporco nella zona di iniezione possono facilmente essere eliminati.

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