Nello stampaggio veloce per grandi volumi produttivi, tipicamente nel settore dell’imballaggio, lo stampo rappresenta l’elemento tecnologicamente più complesso e, in taluni casi, anche più costoso dell’intera isola di produzione. Una macchina recentemente progettata partendo dallo stampo è la Allrounder Cube di Arburg, in questo caso ottimizzata per il montaggio di stampi a cubo, tecnologia sviluppata dalla tedesca Foboha. Il nome deriva dalla forma dello stampo, con i due lati opposti utilizzabili per le cavità che ruotano sull’asse verticale, consentendo la sovrapposizione di diverse fasi quali il riempimento dello stampo, il raffreddamento del pezzo e l’estrazione, fino a integrare funzioni più complesse come l’introduzione di inserti, il montaggio di semicomponenti o il controllo qualità. Grazie alla forma dello stampo, infatti, la superficie di staffaggio delle piastre portastampo non cambia, ma le cavità raddoppiano, permettendo così di duplicare – o forse anche di più – la resa.
Presse specializzate
Le Allrounder Cube montano gruppo di chiusura con ginocchiera servoelettrica, e quattro assi servoelettrici: uno per la chiusura dello stampo, due per il dosaggio elettrico e il quarto per la rotazione dello stampo. L’iniezione, invece, può essere indifferentemente ad azionamento elettrico o idraulico, con possibilità di sfruttare il comando idraulico per l’estrazione (martinetti) o altre funzioni ausiliarie. La specializzazione arriva all’unità di controllo Selogica, che in questa versione consente anche la programmazione di tutte le funzioni stampo.
Ideale per bicomponente
La presenza di una superficie multipla rende gli stampi a cubo particolarmente indicati per lo stampaggio bicomponente o bicolore, che non a caso rappresenta circa l’80% delle applicazioni di questa tecnologia. Un tipico esempio applicativo, con la seconda unità di iniezione collocata in posizione orizzontale in corrispondenza della piastra portastampo mobile, era mostrato agli Arburg Technology Days 2017, dove una Allrounder Cube 2900 produceva, in ciclo di 8,5 secondi, 32 tappi flip-top bicolore per flaconi di detersivo, stampati a iniezione e rivestiti, utilizzando uno stampo a cubo Foboha a 32+32 cavità. Ogni tappo, realizzato in polipropilene, pesava 3,2 grammi.
L’analisi condotta sulla macchina, in questa specifica applicazione, ha evidenziato un incremento della produttività del 10%, grazie a tempi di ciclo più brevi, con un consumo energetico ridotto del 45% rispetto a una pressa con stampo a cubo idraulica. In altre applicazioni il costruttore tedesco ha ottenuto riduzioni del tempo di ciclo fino al 30%.
Due tecnologie a confronto
Sempre nel settore delle chiusure in plastica, il costruttore di presse tedesco ha condotto uno studio comparativo per valutare risparmi nei tempi di ciclo e nei consumi energetici quando le due unità di iniezione coiniettano non lo stesso materiale in colori diversi, ma due resine differenti, polietilene ad alta e bassa densità variamente colorate. Il test comparativo è stato effettuato utilizzando per lo stesso tappo (10,7 grammi in HDPE e LDPE) uno stampo a tavola rotante tradizionale e uno stampo a cubo Foboha. Come si vede dal grafico, la curva dei costi unitari della soluzione a cubo risulta stabilmente sotto quella dei costi con stampo rotante, mentre il numero di presse richieste si dimezza all’aumentare dei volumi. In termini di tempo ciclo, ai 13 secondi della soluzione convenzionale si contrappongono i 9,5 secondi dello stampaggio con cubo, grazie alla sovrapposizione delle fasi di raffreddamento ed estrazione.
Quando il cubo conviene
Considerando i costi della pressa e dello stampo, risulta evidente che la tecnologia a cubo non è sempre conveniente, ma lo diventa quando i volumi produttivi aumentano in modo significativo, poiché in questa condizione i costi unitari possono subire un netto calo grazie alla maggiore produttività dell’isola di produzione, ottenuta mediante la riduzione dei tempi di ciclo, i risparmi energetici e il minor numero di presse necessarie a coprire la capacità produttiva.
