Stampaggio a iniezione e ciclo di raffreddamento: come risolvere le problematiche più comuni?

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Nel processo di stampaggio a iniezione, il ciclo di raffreddamento costituisce fino all’80% del tempo di produzione. Problemi come l’incrostazione di calcare, la ruggine o la formazione di slime nel circuito di raffreddamento di uno stampo non fanno altro che allungare i tempi di raffreddamento, fino a tre volte rispetto al cooling time ottimale. In pratica, questo causa una perdita del 66% di produttività.
Questi dati evidenziano come sia importante adottare una corretta prevenzione nel circuito idraulico dello stampo. Una criticità che impatta significativamente sul ciclo di produzione, quale la qualità dell’acqua usata nell’impianto e/o il suo corretto trattamento chimico, può essere risolta attraverso accorgimenti essenziali come l’uso di filtri specifici per raccogliere fanghi abbinati a un defangatore magnetico.

Sono tutte misure che permettono un corretto funzionamento dello stampo, riducendo tempi e costi di manutenzione. Non solo: un circuito di raffreddamento integro garantisce un ciclo di produzione più rapido e minori scarti di produzione. Inoltre, il termoregolatore spesso associato risulta più efficiente e meno soggetto a rotture.

Ciclo di raffreddamento: le problematiche più comuni

Nel processo di stampaggio a iniezione, il materiale plastico viene fuso e iniettato all’interno di uno stampo chiuso, la cui cavità dà forma al componente e che si apre quando il manufatto, raffreddandosi, si solidifica. Il sistema di raffreddamento dello stampo deve essere progettato con grande attenzione, per consentire una corretta circolazione dell’acqua al suo interno e permettere un raffreddamento uniforme del pezzo stampato.

Termoregolatore Easytherm di Piovan

“Un sistema efficiente non solo assicura una produzione costante e la riduzione degli scarti, ma contribuisce anche a una migliore qualità dei prodotti in termini di lucentezza superficiale, cristallinità omogenea del materiale plastico e riduzione delle tensioni interne, che porterebbero alla deformazione del componente stampato”, spiega Roberto De Col, product manager di Piovan,leader mondiale nello sviluppo e nella produzione di sistemi d’automazione per lo stoccaggio, il trasporto e il trattamento di polimeri, polveri plastiche e alimentari.

Tuttavia, questo processo può essere compromesso da diverse problematiche, come calcare, ruggine e slime, che influenzano negativamente la conducibilità termica tra stampo e polimero. Il calcare è il risultato della reazione tra i carbonati disciolti nell’acqua e gli ioni di calcio, ed è causato dalla durezza e dall’alcalinità dell’acqua utilizzata nel circuito. Inoltre, la presenza di sostanze sospese nel liquido di raffreddamento può favorirne la formazione. L’ossidazione dell’acciaio, dovuta all’ossigeno disciolto naturalmente nell’acqua e ai sali presenti, favorisce invece la formazione di diverse tipologie di ruggine, compresa la magnetite. Calcare, particelle sospese e ruggine contribuiscono alla formazione di incrostazioni.

Lo slime, invece, è costituito da sostanze organiche (batteri, alghe, funghi) che si sviluppano soprattutto a basse temperature, intorno ai 30-40 gradi centigradi. Il loro accumulo forma una fanghiglia che ostruisce il circuito di raffreddamento.

Un solo millimetro di deposito di fanghi e incrostazione nel circuito di raffreddamento riduce significativamente la conducibilità termica dello stampo. Faccio un esempio: dove sono necessari 10 secondi di cooling time in condizioni normali, con un deposito di 2 millimetri ne occorrono 28”, spiega ancora Roberto De Col.

La soluzione: termoregolatore e defangatore magnetico

Abbiamo visto come una problematica all’apparenza banale diventi un problema estremamente impattante per chi fa stampaggio. Come risolverlo? Il primo consiglio, ovviamente, è quello di utilizzare acqua opportunamente trattata. Ma questo accorgimento, da solo, non basta. “Quando progettiamo un sistema di stampaggio a iniezione, dobbiamo affidarci a un buon termoregolatore. Occorre una macchina affidabile, precisa e robusta la cui funzione è controllare la temperatura dell’acqua garantendo efficienza nello scambio termico”, aggiunge Roberto De Col.

Piovan, già leader di mercato nella produzione di queste macchine, ha ampliato ed evoluto l’offerta con la linea Easytherm, una serie di macchine particolarmente compatte ed estremamente affidabili con una vasta gamma di opzioni e pompe, che permettono all’utente di trovare la soluzione più idonea per termoregolare il proprio stampo.

“Al termoregolatore è fondamentale abbinare un defangatore magnetico, che riduce la presenza di particelle metalliche o ferro-magnetiche bloccandole nel suo filtro”, sottolinea il product manager di Piovan. Si tratta di un cilindro in acciaio inossidabile a forma di T, con all’interno un filtro a rete (generalmente da 50 micron, ma è possibile equipaggiare il defangatore con filtri a maglie più fini o più larghe, secondo le proprie esigenze) e un magnete in neodimio: la tipologia più potente presente sul mercato. Il defangatore viene montato sul ritorno dello stampo, prima del termoregolatore, intercettando così tutte le sostanze ferromagnetiche prima che arrivino a quest’ultimo. “Ciò permette, da una parte, di mantenere pulito il circuito dell’acqua e, dall’altra, di preservare il termoregolatore”, prosegue Roberto De Col.

Semplice da installare, anche in spazi limitati, facile da pulire per una manutenzione rapidissima, ha tra i suoi vantaggi anche la totale retrofittabilità. Può essere infatti inserito nel sistema insieme al termoregolatore, o in un secondo momento. Con notevoli benefici. “Ricordo il case study di un cliente con diversi termoregolatori installati, ma con grossi problemi d’incrostazione all’interno dello stampo. Durante il sopralluogo, il nostro service ha subito intuito il problema, proponendo all’azienda di installare un defangatore di prova. In 24 ore ha ripulito il circuito, catturando una massa di magnetite importante, che di fatto limitava fortemente l’efficienza del termoregolatore. Il cliente ha così deciso di abbinare a ogni termoregolatore un defangatore”, conclude Roberto De Col. Il defangatore magnetico, come si evince, è uno strumento passivo, che non consuma energia, ma dal grande effetto in un sistema di stampaggio a iniezione. Il tutto a vantaggio della resa, della qualità in produzione e della durata degli altri componenti.


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