L’esigenza di alleggerire i veicoli, come molti altri mezzi di trasporto, sta spostando l’attenzione verso i laminati termoplastici fibrorinforzati (FRP o fiber reinforced polymers). Le ragioni che li rendono interessanti rispetto ai compositi con matrice termoindurente – già apprezzati in aeronautica e nel car racing – sono molte, prima tra tutte la possibilità di lavorarli con tecnologie compatibili con volumi di produzione elevati, poi la grande libertà di design e la facile riciclabilità.
In alcuni casi, la formatura a compressione dei FRP è sufficiente a conferire le proprietà desiderate al manufatto, ma in molte applicazioni è necessario ingegnerizzare il laminato in fibra termoformato con nervature e longheroni, o attraverso la realizzazione di sovra-componenti che non possono essere realizzati – o non è necessario realizzare – in fibra continua. Ed è appunto in questi casi che il sovrastampaggio tramite iniezione si sta ritagliando nuovi spazi: infatti, coniugando i pregi strutturali del laminato composito termoplastico ai vantaggi geometrici e funzionali dei componenti realizzati tramite stampaggio a iniezione, la tecnologia permette di realizzare parti con caratteristiche meccaniche elevate.
Il progetto Procomp
La progettazione di questo tipo di pezzi è tutt’altro che semplice, e presuppone conoscenze avanzate dei materiali utilizzati, ma anche delle tecnologie di trasformazione e dei software di simulazione. Su questi argomenti si focalizzerà la “Piazza dell’Innovazione plastica” – organizzata dalla rivista Plastix con il patrocinio di TMP – durante la prossima edizione di Mecspe.
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Nell’area verrà dato ampio spazio al progetto Procomp, avviato dal Consorzio Proplast in collaborazione con alcuni partner aziendali. Lo studio, tuttora attivo, prevede la progettazione di un oggetto e la realizzazione di un’unità tecnologica per la produzione di parti che possano validare, dal punto di vista della prestazione meccanica e della tecnica di trasformazione, la scelta della morfologia del manufatto, dei materiali e delle condizioni di processo.
Il pezzo, un oggetto puramente dimostrativo, è un righello in laminato in fibra di vetro continua impregnata con polipropilene, provvisto, sul lato inferiore, di una serie di nervature sovrastampate in polipropilene caricato con fibra di vetro, il cui condizionamento è affidato a un deumidificatore X Dryer XD20 Moretto. Il processo di produzione prevede il riscaldamento, in un apposito forno, del laminato termoplastico che viene successivamente formato in uno stampo a singola cavita. L’attrezzatura è provvista di un sistema a canale caldo Thermoplay e di sensori Kistler per la misura della pressione della cavità, interfacciati con l’unità di controllo on-line CoMo.
Dopo la formatura a caldo, il pezzo viene retroiniettato mediante una pressa a iniezione Engel victory 500/120 tech, con forza di chiusura di 120 tonnellate. Si tratta di una macchina con tecnologia senza colonne, equipaggiata con il dispositivo per il risparmio energetico ecodrive. La parte formata viene quindi retrostampata ed estratta dallo stampo. La movimentazione dei laminati e dei pezzi è gestita da un robot antropomorfo Kuka a sei assi. L’isola robotizzata è in sicurezza grazie a una struttura di protezione antinfortunistica realizzata da Barison Automazione e robotica Industriale (BAI).
