Stampaggio a iniezione di componenti a struttura leggera

Ogni grammo è importante!

La modalità costruttiva a struttura leggera è richiesta in molti settori come "problem solver". Lo scopo è quello di ridurre il peso del pezzo con proprietà meccaniche il più possibile migliori. Vengono utilizzati processi ARBURG quali l'applicazione di espanso fisico con ProFoam, il processo di miscelazione a fibra lunga (FDC) anche in combinazione con laminato organico e lo stampaggio diretto di particelle di schiuma espansa (PVSG).

Compoundazione diretta di fibre lunghe (FDC)

Componenti a struttura leggera rinforzati con fibre di vetro lunghe
Nell'ambito dell'innovativa compoundazione diretta di fibre lunghe (FDC), le fibre a filamenti continui vengono tagliate a misura e alimentate direttamente nella massa fusa allo stato liquido. Questo processo offre un'alternativa conveniente alla lavorazione di compound rinforzati con fibre di vetro. Durante la compoundazione FDC è inoltre possibile definire flessibilmente la lunghezza e la percentuale delle fibre, nonché la combinazione dei materiali, influendo in modo mirato sulle proprietà di un determinato componente.

Mediante una ALLROUNDER 820 S idraulica con forza di chiusura di 4.000 kN vengono prodotti pezzi in PA rinforzato con fibre lunghe per la realizzazione di giunti in struttura leggera ad alta resistenza utilizzati nel settore dei casalinghi. La funzione di controllo del peso integrata nel sistema automatizzato valuta l'uniformità del peso della stampata e di conseguenza anche la composizione fibrosa, verificando i risultati della misurazione nell'unità di comando SELOGICA come parametri di processo. I pezzi finiti vengono depositati su un nastro trasportatore da un sistema robot lineare MULTILIFT V.

ProFoam

Modalità costruttiva a struttura leggera con rinforzo in fibra
Per la schiumatura fisica dei materiali termoplastici, ARBURG offre un nuovo processo chiamato ProFoam. Prima di entrare nell'unità d'iniezione, il granulato plastico viene arricchito con propellente liquido all'interno di un alimentatore di materiale. In questo modo si evita un ulteriore snervamento delle materie plastiche rinforzate in fibra.

Grazie alla tecnologia ProFoam è possibile stampare a iniezione componenti leggeri, stabili e resistenti alle deformazioni con una schiuma dalla struttura omogenea. Utilizzando materiali rinforzati in fibra è in genere possibile ottenere componenti con fibre di vetro mediamente più lunghe rispetto al tradizionale processo di stampaggio a iniezione con compattazione. A tale riguardo, un esempio rappresentativo è dato dall'alloggiamento per meccanismi cinematici utilizzato nel settore automotive, nello specifico per gli interni delle auto, che con un peso di 361 grammi è di circa il 13% più leggero rispetto a un componente simile realizzato tramite compattazione.

Stampaggio diretto di particelle di schiuma espansa

Abbinamento di un pezzo in schiuma espansa alla plastica
Con lo stampaggio diretto di particelle di schiuma espansa (PCIM) si abbina un inserto in schiuma espansa alla plastica. Grazie ad una fusione specifica della superficie dell’inserto in schiuma espansa in fase di iniezione della plastica si ottiene un componente a struttura leggera in un composto meccanico durevole e viene eliminata la fase di montaggio a valle.

L’elemento centrale che permette di ottenere una soluzione automatizzata compatta e flessibile è una pressa idraulica per lo stampaggio a iniezione a due componenti che, in un’unica fase, è in grado di realizzare una ruota per modellismo finita con pneumatico in EPP, cerchione in PP stampato a iniezione e rivestimento in TPE. Per la manipolazione viene impiegato un robot mobile a sei assi Agilus (Kuka/fpt), posizionato su un asse lineare e disposto trasversalmente rispetto alla pressa. La soluzione flessibile a sei assi consente spostamenti più dinamici e interventi più rapidi del 43% nello stampo. Ne risultano quindi tempi di ciclo ridotti e una maggiore produttività.

Leva a struttura leggera

Una combinazione potente: fibre lunghe e laminato organico
Prendendo ad esempio una leva, è possibile mostrare come il nuovo stampaggio a iniezione diretta con fibre lunghe possa essere combinato con la sovrainiezione di laminati organici. Infatti, con uno stampo LIPA (Lightweight Integrated Process Application) si ottiene un componente composito altamente resistente, in grado di sostituire il metallo.

Un robot a sei assi preleva i due inserti termoplastici (laminati organici) di spessori diversi, rinforzati con fibre continue e dopo averli riscaldati su due lati, salvaguardando il materiale, li inserisce sullo stampo in corrispondenza della corretta temperatura di formatura. Una ALLROUNDER 820 S a funzionamento servoidraulico sovrainietta il laminato organico con PP rinforzato con fibre lunghe e, con un tempo di ciclo di 40 secondi, produce un componente di 500 mm di lunghezza e di soli 200 g di peso con elementi funzionali e di rinforzo aggiuntivi.