Integrazione di tecnologie nello stampaggio

Le parti in plastica con finiture di altissima qualità rappresentano una delle specialità del Gruppo Plastivaloire, che opera in comparti quali automotive, elettrodomestici e intrattenimento e stampaggio tecnico. I venticinque stabilimenti produttivi, distribuiti sul territorio europeo e nordafricano, utilizzano tecnologie molto diverse fra loro, che vanno dallo stampaggio vario termico heat & cool alla decorazione nello stampo, fino ad arrivare alla verniciatura e alla cromatura. A Langeais, il team di sviluppo lavora per identificare soluzioni tecniche sempre nuove, provando combinazioni di tecnologie con l’obiettivo di creare processi integrati che permettano di ottenere di più con meno. “Le richieste dei nostri clienti diventano sempre più complesse”, spiega Fabien Kiffer, direttore. “Una finitura superficiale di qualità elevatissima, da sola, non basta. Dobbiamo anche ridurre i costi e ridurre il consumo di materie prime e il peso dei pezzi”. Plastivaloire fabbrica ogni anno 100.000 cornici per i display LCD a colori del sistema d’intrattenimento installato sulle vetture Mercedes, classe S inclusa.

In principio era in due pezzi
La precedente versione della cornice era costituita da due elementi: il supporto strutturale e la parte estetica venivano, infatti, stampati a iniezione separatamente, assemblati e, infine, verniciati. La parte estetica non poteva avere nervature interne ed elementi di fissaggio che avrebbero provocato risucchi. Necessitava quindi di essere stampata separatamente e poi incollata a una base strutturale, non in vista, che aveva nervature e fissaggi. La verniciatura era d’obbligo per rendere accettabile l’estetica.

La sfida: un solo pezzo sottile, leggero, schiumato con superficie perfetta
Per accrescere ulteriormente l’efficienza produttiva, Plastivaloire ha sviluppato un processo
di fabbricazione innovativo che elimina completamente un’intera fase di produzione e migliora
anche la qualità delle cornici. Ciò è reso possibile dalla combinazione di stampaggio a
iniezione con espansione fisica micro cellulare del polimero Engel Foammelt (MuCell) abbinata
al controllo di processo vario termico heat & cool di RocTool. Il tutto integrato in una
pressa a iniezione senza colonne Engel e-victory. “Questo processo innovativo ci consente
di ottenere un incremento significativo dell’efficienza produttiva”, dichiara Dominique Manceau,
direttore R&D: “Ora siamo in grado di realizzare in un unico ciclo di stampaggio a iniezione
pezzi estetici in PC-ABS con pareti più sottili che pesano con superfici di altissima qualità
e che, contemporaneamente, riproducono in maniera eccellente la texture della superficie
dello stampo. Le nuove cornici sono strutture leggere che pesano il 30% in meno rispetto alle
precedenti versioni fatte in due pezzi”. Dal punto di vista delle caratteristiche ottiche, la qualità
delle superficie esterna a vista soddisfa i rigidi requisiti imposti dal nostro cliente già al
termine del ciclo di stampaggio a iniezione. Successivamente viene applicata una vernice
trasparente antigraffio.

Engel variomelt
La sequenza caldo / freddo viene regolata per mezzo di un’applicazione tecnologica denominata
Engel variomelt, composta da un software di controllo e dalle interfacce per il sistema di riscaldamento e raffreddamento stampi. In questo modo è possibile effettuare il controllo della sequenza caldo dal video della pressa a iniezione Engel e-victory. Plastivaloire impiega il metodo del riscaldamento stampo a indizione sviluppato da Roctool che garantisce una elevatissima velocità di riscaldamento dello stampo. Prima che la massa fusa venga iniettata, le superfici delle impronte vengono esposte al campo magnetico sviluppato dall’induttore. Questa tecnica di riscaldamento innalza la temperatura della superficie di contatto tra la massa fusa che entra nello stampo e la parete dello stampo, ritardando lo sviluppo di uno strato solidificato superficiale, e impedendo in maniera totale la formazione di segni di flusso sulla superficie del manufatto. Lo stampo viene raffreddato già prima che finisca la fase di riempimento con una riduzione del tempo ciclo. La sequenza caldo / freddo viene regolata per mezzo di un’applicazione tecnologica denominata Engel variomelt. Il controllo della sequenza caldo / freddo viene effettuato dal video della pressa a iniezione Engel e-victory.

Engel Foammelt (MuCell)
Con il nome commerciale Engel Foammelt si intende l’insieme di prodotti e servizi offerti da Engel al cliente per sviluppare lo stampaggio con schiuma tura fisica micro cellulare nello stampo. Dallo studio di fattibilità alla fornitura ed installazione del sistema sino alla formazione degli operatori e servizio post vendita. Mentre il processo variotermico conferisce brillantezza alla superficie nera lucida, la tecnologia di stampaggio a iniezione di espansi Engel Foammelt (MuCell) offre una libertà progettuale del tutto inedita, riducendo la quantità di materiale necessaria e abbattendo lo spessore ed il peso del pezzo eliminando deformazioni, risucchi ed i segni delle nervature interne. Il processo di espansione fisica micro cellulare prevede l’iniezione nel fuso di azoto allo stato di fluido supercritico, durante la fase di plastificazione. La miscelazione del gas nel polimero crea una soluzione monofase gas/polimero ed aumenta la fluidità della
massa fusa. Nel momento in cui il polimero è iniettato nell’impronta, il gas si espande istantaneamente
e forma all’interno del pezzo una struttura espansa micro cellulare omogenea che si distribuisce in maniera uniforme all’interno dell’impronta. In questo modo, anche i sottosquadra e le aree a pareti sottili sono riempiti completamente. Non è più necessaria la fase di post pressione, fatto che accorcia il tempo ciclo. Il gas all’interno delle micro bolle compensa il ritiro volumetrico del pezzo durante la fase di raffreddamento limitando tensioni e deformazioni. Una volta raffreddati i pezzi non mostrano alcun difetto, deformazione o segno di ritiro. “Lo stampaggio a iniezione con schiumatura micro cellulare ci consente di realizzare geometrie impossibili con il tradizionale stampaggio in compatto”, spiega Manceau. “la parte
più sottile delle cornici per display ha uno spessore di appena 1,5 mm”.

Integrazione di più tecnologie nel controllo della pressa
Il controllo pressa Engel CC300 permette l’integrazione di un grande numero di applicazioni e di tecnologie. Il vantaggio offerto dalla tecnologia di controllo Engel consiste nel fatto che il processo di espansione fisica Engel Foammelt (MuCell) può essere monitorato e comandato dall’unità di controllo della pressa a iniezione, assicurando una maggiore praticità di impiego. Anche la tecnologia Engel variomelt, che gestisce le interfacce per il controllo del sistema heat & cool di Roctool, è integrata nel controllo pressa. Quindi l’operatore ha una sola “finestra” di accesso per l’impostazione, la visualizzazione, il controllo di processo, la diagnostica dell’intero sistema. Inoltre i dati del processo, della macchina e del robot sono salvati assieme nella memoria del controllo pressa. In sintesi Engel si propone come unico
interlocutore per la fornitura di soluzioni di sistema per l’integrazione di più tecnologie.

Il vantaggio delle Engel victory senza colonne
Le presse senza colonne rappresentano una soluzione ideale per lo stampaggio a iniezione di espansi ENGEL Foammelt (MuCell), poiché il processo di espansione migliora le proprietà di scorrimento del fuso e, di conseguenza, riduce la forza di chiusura richiesta. L’assenza di colonne e i piani porta stampo di grandi dimensioni permettono di montare stampi di maggiori dimensioni su una pressa più piccola che consuma meno, ha un ingombro inferiore e che permette di risparmiare sull’investimento. La tecnologia della ENGEL victory senza colonne consente di scegliere la pressa in base alla forza di chiusura realmente necessaria, piuttosto che in base alle dimensioni dello stampo. Il design privo di colonne, quindi, consente di allestire
isole di produzione più compatte e abbatte i costi di investimento e operativi.

Pronti per il futuro con le macchine ENGEL e-victory ibride
Engel e-victory offre il meglio di due tecnologie: la versatilità del gruppo chiusura senza colonne
unito alla precisione del gruppo iniezione elettrico. Molti stampi integrano movimenti a comando idraulico e grazie all’idraulica integrata nella pressa Engel e-victory non c’è bisogno di avere centraline esterne per i movimenti stampo che servirebbero sulle presse completamente elettriche e, al contempo, l’unità di iniezione elettrica consente di ottenere livelli di precisione eccellenti. I consumi di energia sono ridotti al minimo grazie all’idraulica con servo pompa ecodrive di serie e all’iniezione elettrica.
Complessivamente, il parco macchine di Plastivaloire a Langeais comprende 55 presse a iniezione, 38 delle quali senza colonne. Il modello più rappresentato è la macchina ibrida Engel e-victory, dotata di gruppo di chiusura senza colonne con azionamento servo idraulico ecodrive e di una unità di iniezione completamente elettrica. Venticinque anni fa, Engel presentò, primo costruttore di presse a iniezione al mondo, una macchina senza colonne e Plastivaloire si avvalse, fra le prime aziende in Francia, di questo nuovo tipo di macchine. “Quando Engel sviluppa una novità la facciamo nostra al più presto”, sottolinea Vincent Garon, responsabile di produzione. “Se vogliamo rimanere competitivi, è essenziale essere sempre tra i primi a sperimentare le novità”. Le presse a iniezione senza colonne, inoltre, danno a Plastivaloire la certezza di essere ottimamente equipaggiata per affrontare le sfide future. “L’integrazione di diverse tecnologie continuerà ad acquisire una importanza sempre maggiore”, afferma Fabien Kiffer. “La tecnologia delle presse Engel ci offre una eccellente garanzia in questo senso”. Ogni tecnologia di lavorazione rappresenta già di per sé una sfida, poiché impone una finestra di processo molto specifica. Maggiore è il numero delle tecnologie combinate, più complesso diventerà l’intero processo, e più ristretta diverrà la finestra di processo. “Ciò richiede macchine estremamente stabili e affidabili”, spiega Vincent Garon. “E sappiamo che possiamo contare sulla elevata stabilità di processo e riproducibilità delle presse Engel”.