ITRM20110303A1

ITRM20110303A1 - Componente di stampo di iniezione per preforme in materiale plastico

Info

Publication number: ITRM20110303A1
Application number: IT000303A
Authority: IT
Inventors: Andrea Cavalet; Matteo Zoppas
Original assignee: S I P A S P A Societa Ind Izzazione Prog
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2012-12-15
Also published as: CA2838804A1; EP2720845B1; WO2012172489A1; CN103732372B; EP2720845A1; US20160052176A1; US9211669B2; CN103732372A; US20140113021A1; US9833987B2; CA2838804C; PL2720845T3

Description

COMPONENTE DI STAMPO DI INIEZIONE PER PREFORME IN MATERIALE PLASTICO

Campo dellâ€™invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un componente di stampo di iniezione per stampare la superficie esterna del collo di una preforma di un contenitore in materiale plastico, in particolare una bottiglia. Lâ€™invenzione si riferisce anche ad un processo di produzione di detto componente di stampo di iniezione.

Stato della tecnica

Un esempio di preforma di bottiglia in materiale plastico Ã ̈ illustrato in Figura 1a. Tale preforma, globalmente indicata con il riferimento numerico 1, comprende una porzione cilindrica allungata 2, chiusa ad una estremitÃ , ed un collo 3. La porzione cilindrica allungata 2 viene poi stirata e soffiata nel processo di stiro-soffiatura per formare una bottiglia per bevande o per liquidi piÃ¹ in generale. Il collo 3, provvisto di una estremitÃ aperta 4, ha una superficie esterna comprendente:

- una porzione terminale filettata 5, sulla quale si avvita il tappo a tazza;

- una prima flangia anulare o baga 7, che svolge le funzioni di appoggio per il trasporto e tenuta, sagomata in modo tale da poter strisciare su guide longitudinali che sostengono il collo della bottiglia da ambo i lati per supportare e trattenere la bottiglia mentre la stessa avanza a valle dellâ€™impianto di produzione dei contenitori;

- una eventuale seconda flangia anulare 6, che svolge la funzione â€œstrappa sigilloâ€ , sagomata in modo tale da mantenere, in seguito allâ€™innesto del tappo sul collo 3 della bottiglia, il sigillo anulare disposto in una posizione prefissata tra la prima flangia 7 e la seconda flangia 6;

- una eventuale porzione anulare leggermente conica 8, al di sotto della prima flangia anulare o baga 7, la quale ha la funzione di cooperare nelle operazioni di manipolazione prima del soffiaggio con detta baga 7 per strisciare sulle guide longitudinali di avanzamento e trasporto della bottiglia a valle dellâ€™impianto di produzione dei contenitori.

Nel caso in cui sia prevista soltanto una delle due flangie anulari, questa flangia puÃ² svolgere la doppia funzione di â€œbagaâ€ e â€œstrappa sigilloâ€ . In questo caso, in seguito allâ€™innesto del tappo sul collo 3 della bottiglia, il sigillo anulare Ã ̈ disposto in una posizione prefissata al di sotto della flangia, in corrispondenza della porzione anulare conica 8.

PiÃ¹ in dettaglio, la porzione anulare conica 8 Ã ̈ definita dal tratto tubolare di preforma compresa tra la flangia anulare 7 e la sezione di raccordo 9 tra lâ€™estremitÃ inferiore del collo 3 e la porzione cilindrica allungata 2 definente il corpo di contenimento della bottiglia.

La preforma 1 Ã ̈ normalmente realizzata con un processo di iniezione in uno stampo di iniezione 10 comprendente principalmente i componenti rappresentati in Figura 2. La funzione raffreddante Ã ̈ espletata dal rispettivo sistema di raffreddamento che ognuno di questi componenti possiede.

I componenti principali dello stampo di iniezione 10 sono:

- un primo componente di stampo 11, denominato componente esterno di stampo del collo o piÃ¹ semplicemente â€œneck ringâ€ , il quale definisce la forma della superficie esterna del collo 3 della preforma, inclusa la porzione filettata 5;

- un secondo componente di stampo 12, denominato componente interno di stampo della preforma o piÃ¹ semplicemente maschio (o â€œelongated coreâ€ ), il quale definisce la superficie interna dellâ€™intera preforma;

- un terzo componente di stampo 13, denominato componente esterno di stampo della porzione cilindrica 2 della preforma o piÃ¹ semplicemente cavitÃ , il quale definisce la superficie esterna della porzione cilindrica 2.

Il primo componente 11 Ã ̈ costituito da due semi-inserti separati filettati, le cui superfici curvate interne definiscono, una volta che i due semi-inserti sono montati insieme nel resto dello stampo (Figura 2), unâ€™apertura passante per stampare la superficie esterna del collo 3 della preforma. Ciascun semi-inserto filettato Ã ̈ provvisto allâ€™interno del suo corpo di un circuito di raffreddamento.

Anche il terzo componente 13 potrebbe in alcuni casi essere costituito da due semi-inserti separati e raffreddati mediante due circuiti di raffreddamento indipendenti, oppure da uno stesso circuito che prevede il passaggio in serie da un semi-inserto al successivo.

Prendendo in considerazione la parte esterna del collo 3 della preforma, comprendente la porzione filettata 5, la prima flangia anulare o baga di supporto 7 e la porzione anulare conica 8 fino al livello del piano P indicato in Figura 2, si rileva che il collo della preforma viene raffreddato dal primo componente di stampo 11 e dal terzo componente di stampo o cavitÃ 13. Tuttavia, il maggior peso in termini di capacitÃ di raffreddamento Ã ̈ da attribuirsi al primo componente di stampo 11.

Ãˆ imperativo che la funzione raffreddante in corrispondenza del collo della preforma venga realizzata in maniera ottimale prima di effettuare lâ€™estrazione della preforma dallo stampo, in modo da avere una buona qualitÃ del prodotto iniettato ed al tempo stesso un contenuto tempo di ciclo.

Avere un tempo di ciclo il piÃ¹ basso possibile permette, infatti, di ottenere una maggiore redditivitÃ , soprattutto nelle produzioni di massa tipiche di questi prodotti.

Nella sezione di Figura 2 sono visibili i canali di raffreddamento 14, 15 rispettivamente nei semi-inserti del â€œneck ringâ€ 11 e nella cavitÃ 13. In particolare i canali di raffreddamento 14 sono realizzati in modo da raffreddare efficacemente solo una parte della superficie esterna della preforma, in particolare quella in corrispondenza della baga 7 (zona indicata con K in Figura 1), mentre le zone contrassegnate dai rettangoli 16, 17 in Figura 2 (corrispondenti alle zone indicate con J ed L della preforma in Figura 1) risultano lontane dai canali di raffreddamento e, quindi, non adeguatamente raffreddate.

Per questo motivo tali zone risultano critiche dal punto di vista del raffreddamento ed il tempo del ciclo di stampaggio dipenderÃ in modo determinante dalla capacitÃ dello stampo di evacuare calore da dette zone.

Lo stesso problema si riscontra nel caso di una preforma con collo senza filettatura, illustrata ad esempio in Fig.1b.

Esistono giÃ sul mercato soluzioni alternative a quella convenzionale sopra descritta. Ad esempio, il documento EP0768164A2 descrive un componente di stampo, formato da due semi-inserti separati filettati, per stampare la superficie esterna del collo di una preforma. Tale componente risolve parzialmente queste problematiche ma ha le seguenti limitazioni.

Svantaggiosamente i canali di raffreddamento sono completamente al di fuori delle zone terminali troncoconiche, superiore ed inferiore, di detto componente dello stampo, determinando uno scarso raffreddamento nelle corrispondenti zone del collo della preforma. La predisposizione in due pezzi di ciascun semi-inserto, infatti, determina uno spazio insufficiente per poter realizzare i canali in dette zone terminali troncoconiche mediante le tecnologie di lavorazione convenzionali.

Inoltre, poichÃ© i canali di raffreddamento sono realizzati interamente mediante la normale lavorazione per asportazione di truciolo, essi non possono essere realizzati molto vicino alla superficie stampante e la sezione di questi canali non puÃ² essere adeguatamente ottimizzata per cui essi presentano spigoli non raccordati che causano punti di ristagno del liquido di raffreddamento e conseguente scarso raffreddamento di particolari zone.

Un ulteriore svantaggio Ã ̈ rappresentato dal fatto che ciascun semi-inserto di detto componente Ã ̈ realizzato mediante lâ€™unione di due pezzi mediante saldobrasatura, determinando una limitata resistenza strutturale.

Eâ€™ quindi sentita lâ€™esigenza di realizzare un componente di stampo di iniezione, per stampare la superficie esterna del collo di una preforma, che consenta di superare i suddetti inconvenienti.

Sommario dellâ€™invenzione

Scopo primario della presente invenzione Ã ̈ quello di realizzare un componente di stampo di iniezione per stampare la superficie esterna del collo di una preforma, che consenta di migliorare il raffreddamento del collo della preforma allâ€™interno dello stampo, riducendo al tempo stesso il tempo del ciclo di stampaggio.

Un ulteriore scopo dellâ€™invenzione Ã ̈ quello di prevedere un relativo processo di produzione di detto componente di stampo di iniezione che permetta di ottimizzare la sezione dei canali di raffreddamento, determinando un raffreddamento piÃ¹ efficace.

La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un componente di stampo di iniezione che, conformemente alla rivendicazione 1, comprende una coppia di semi-inserti definenti, una volta assemblati nello stampo di iniezione, una superficie di stampaggio di detta superficie esterna del collo;

detta superficie di stampaggio definente un asse longitudinale e comprendente una prima scanalatura anulare per la realizzazione di una prima flangia anulare del collo della preforma; una porzione cilindrica di estremitÃ , disposta ad un primo lato di detta prima scanalatura anulare, per la realizzazione di una corrispondente porzione cilindrica di estremitÃ del collo della preforma; ed una porzione prossimale a detta prima scanalatura anulare e disposta ad un secondo lato di detta prima scanalatura anulare, per la realizzazione di una corrispondente porzione prossimale alla prima flangia anulare,

in cui ciascun semi-inserto Ã ̈ provvisto di un circuito interno per il passaggio di un liquido di raffreddamento; detto circuito interno essendo provvisto di un primo tratto curvo e di un secondo tratto curvo previsti in prossimitÃ di detta prima scanalatura anulare della superficie di stampaggio; un terzo tratto curvo previsto in prossimitÃ di detta porzione cilindrica di estremitÃ della superficie di stampaggio; un quarto tratto curvo previsto in prossimitÃ di detta porzione rastremata della superficie di stampaggio; ed in cui terzo tratto curvo e quarto tratto curvo sono diramazioni di detto primo tratto curvo e convergono in detto secondo tratto curvo. Il primo tratto curvo ed il secondo tratto curvo hanno un rispettivo asse curvilineo, disposto su un primo piano sostanzialmente perpendicolare ad un piano contenente lâ€™asse longitudinale della superficie di stampaggio, e possono essere disposti simmetricamente rispetto ad un piano di mezzeria Z del semi-inserto. Il terzo tratto curvo ha un asse curvilineo disposto su un secondo piano ed il quarto tratto curvo ha un asse curvilineo disposto su un terzo piano, detti secondo piano e terzo piano essendo sostanzialmente paralleli a detto primo piano.

Il circuito interno Ã ̈ provvisto, inoltre, di un tratto longitudinale di ingresso ed un tratto longitudinale di uscita del liquido di raffreddamento, definenti rispettivi assi sostanzialmente paralleli tra loro ed allâ€™asse longitudinale di detta superficie di stampaggio. Un primo tratto longitudinale di collegamento mette in comunicazione il tratto longitudinale di ingresso con il primo tratto curvo ed un secondo tratto longitudinale di collegamento mette in comunicazione il secondo tratto curvo con il tratto longitudinale di uscita, detti tratti longitudinali di collegamento essendo disposti su detto primo piano.

La superficie di stampaggio puÃ² comprendere una seconda scanalatura anulare per la realizzazione di una seconda flangia anulare del collo della preforma, prevista tra detta prima scanalatura anulare e detta porzione cilindrica di estremitÃ .

Un secondo aspetto della presente invenzione prevede un processo di fabbricazione di un componente di stampo di iniezione comprendente una coppia di semi-inserti, ciascun semi-inserto essendo formato da due parti tra loro solidalmente connesse; il processo comprendente, conformemente alla rivendicazione 13, la realizzazione, a partire da polvere di metallo, di almeno una prima parte di ciascun semi-inserto, comprendente il primo tratto curvo, il secondo tratto curvo, il terzo tratto curvo e il quarto tratto curvo, mediante Sintering Laser Melting o Laser Cusing.

La capacitÃ di raffreddamento Ã ̈ funzione di vari parametri, quali la vicinanza dei canali di raffreddamento alla superficie stampante e la superficie interna di detti canali, questâ€™ultima essendo a sua volta funzione della sezione trasversale e della lunghezza dei canali stessi.

Vantaggiosamente il componente di stampo, oggetto della presente invenzione, Ã ̈ provvisto di circuiti di raffreddamento, uno per ciascun semi-inserto, configurati in modo tale da raffreddare in maniera adeguata tutte le zone critiche del collo della preforma (zone indicate con J, K ed L in Figura 1). Infatti, tali circuiti di raffreddamento sono provvisti di almeno un ramo del circuito di raffreddamento sia in prossimitÃ della porzione di superficie stampante corrispondente alla porzione cilindrica di estremitÃ eventualmente filettata del collo, sia in prossimitÃ della porzione di superficie stampante corrispondente alla baga, e sia in prossimitÃ della porzione di superficie stampante corrispondente alla porzione sostanzialmente conica del collo. In tal modo la canalizzazione raffreddante risulterÃ prossima a tutta la superficie stampante del componente di stampo del collo e, pertanto, il raffreddamento sarÃ ottimale.

Inoltre, il posizionamento dei tratti o rami del circuito di raffreddamento in prossimitÃ di tutte le zone dove la preforma ha lo spessore maggiore permette di evacuare in modo migliore il calore e di conseguenza avere maggiori benefici in termini di tempo del ciclo di stampaggio e di qualitÃ della preforma.

Un ulteriore vantaggio Ã ̈ rappresentato dal fatto che i canali di raffreddamento sono realizzati mediante tecnologie quali SLM (Sintering Laser Melting), Laser Cusing o tecnologie equivalenti che permettono di ottenere manufatti partendo da polvere di metallo. Queste tecnologie, rispetto alla tradizionale lavorazione per asportazione di truciolo, permettono di:

- ottenere canali di raffreddamento, con sezione ad esempio circolare od ellittica, ben raccordati tra loro, permettendo un miglior flusso del liquido di raffreddamento, minori perdite di carico ed un miglior scambio termico;

- realizzare parte del circuito di raffreddamento anche allâ€™interno delle parti terminali troncoconiche, inferiore e superiore, del componente dell'invenzione. Il componente di stampo dellâ€™invenzione permette di ottenere degli stampati aventi un profilo di temperatura allâ€™uscita dello stampo significativamente inferiore rispetto agli stampati ottenuti con componenti di stampo provvisti di canali di raffreddamento convenzionali. In questo modo si permette inoltre di evitare gradienti di temperatura sul manufatto stampato: questa condizione si verifica normalmente sugli stampi convenzionali a causa della distribuzione non ottimale del raffreddamento.

Traducendo questo in termini prestazionali, il maggiore raffreddamento ottenibile con il componente di stampo dellâ€™invenzione viene tradotto in una riduzione del tempo di ciclo variabile dal 5% al 15% a seconda del profilo della preforma, in un maggior rispetto delle tolleranze dimensionali del manufatto ed in una migliore qualitÃ della preforma (minori stress, migliore qualitÃ del PET o di altro idoneo materiale).

Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dellâ€™invenzione.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dellâ€™invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un componente di stampo di iniezione per preforme, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con lâ€™ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Figura 1a rappresenta una vista in prospettiva di una preforma di bottiglia;

la Figura 1b rappresenta una vista in prospettiva di una ulteriore preforma di bottiglia;

la Figura 2 rappresenta una sezione trasversale di uno stampo di iniezione dello stato della tecnica;

la Figura 3 rappresenta una porzione del componente dello stampo secondo lâ€™invenzione;

la Figura 4 rappresenta una vista schematica frontale del circuito di raffreddamento previsto nel componente secondo lâ€™invenzione;

la Figura 5 rappresenta una vista schematica dallâ€™alto del circuito di raffreddamento previsto nel componente secondo lâ€™invenzione;

la Figura 6a rappresenta una sezione trasversale di una porzione di una prima variante del componente secondo lâ€™invenzione;

la Figura 6b rappresenta una sezione trasversale di una porzione di una seconda variante del componente secondo lâ€™invenzione.

Gli stessi numeri di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dellâ€™invenzione

Con riferimento alle Figure da 3 a 6 Ã ̈ rappresentata una forma di realizzazione di un componente di stampo di iniezione per stampare la superficie esterna del collo di una preforma in materiale plastico, detto componente essendo noto nella terminologia inglese come â€œneck ringâ€ .

Il componente di stampo, oggetto della presente invenzione, comprende due semi-inserti separati filettati 18, 19, le cui superfici curvate interne 20 definiscono, una volta che i due semi-inserti 18, 19 sono montati insieme nel resto dello stampo (come, ad esempio, in Figura 2), unâ€™apertura passante ed una superficie di stampaggio per stampare la superficie esterna del collo di una preforma come, ad esempio, quella illustrata in Figura 1a.

Ciascuna superficie curvata interna 20 ha un profilo sostanzialmente semicircolare ed Ã ̈ provvista di:

- una scanalatura semicircolare 7â€™, metÃ di una scanalatura anulare avente un profilo corrispondente a quello della flangia anulare o baga 7 del collo di preforma da stampare;

- una eventuale ulteriore scanalatura semicircolare 6â€™, metÃ di una ulteriore scanalatura anulare avente un profilo corrispondente a quello della eventuale flangia anulare 6 strappa-sigillo di detto collo;

- una porzione semicilindrica di estremitÃ 5â€™, internamente filettata, metÃ della porzione cilindrica di estremitÃ avente un profilo corrispondente a quello della porzione terminale filettata 5 del collo da stampare, che si estende tra la scanalatura 7â€™ o la scanalatura 6â€™ ed una estremitÃ 4â€™ della superficie curvata 20. Ciascun semi-inserto 18, 19 Ã ̈ inoltre provvisto di porzioni di flangia rastremata 22, 23, ad esempio troncoconica. Quando i due semi-inserti 18, 19 sono montati insieme nel resto dello stampo, essi sono fissati insieme a tenuta mediante dette porzioni di flangia rastremata 22, 23, essendo queste porzioni 22, 23 incastrate dal resto dello stampo (Fig.2). In questa posizione, le rispettive superfici interne piane di contatto 24, 25 di ciascun semi-inserto si appoggiano tra loro e le superfici curvate 20 si combinano per formare la superficie di stampaggio e definire la suddetta apertura passante nella quale, durante lo stampaggio, il componente interno dello stampo o â€œelongated coreâ€ si estende per formare la superficie interna della preforma.

Ciascun semi-inserto filettato 18, 19 Ã ̈ provvisto allâ€™interno del suo corpo di un circuito di raffreddamento allâ€™interno del quale puÃ² scorrere un liquido di raffreddamento, ad esempio acqua. Tale circuito di raffreddamento comprende (Figure da 4 a 6):

- un tratto longitudinale 30 di ingresso dellâ€™acqua, definente un asse sostanzialmente parallelo allâ€™asse longitudinale dellâ€™apertura passante definita dalle superfici curvate 20, ossia parallelo allâ€™asse longitudinale della preforma quando Ã ̈ presente allâ€™interno dello stampo di iniezione; detto tratto 30 estendendosi a partire da una sezione di ingresso 40 prevista su una superficie esterna 42 della porzione centrale 43 del semi-inserto filettato intermedia tra dette porzioni di flangia rastremata 22 e 23;

- un tratto longitudinale 37 di uscita dellâ€™acqua, definente anchâ€™esso un asse sostanzialmente parallelo allâ€™asse longitudinale dellâ€™apertura passante definita dalle superfici curvate 20, ossia parallelo allâ€™asse longitudinale della preforma quando Ã ̈ presente allâ€™interno dello stampo di iniezione; detto tratto 37 estendendosi a partire da una sezione di uscita 41 prevista su detta superficie esterna 42;

- un tratto curvo 32, il cui asse curvilineo Ã ̈ disposto su un primo piano sostanzialmente perpendicolare ad un piano contenente lâ€™asse longitudinale del tratto 30, ha unâ€™estensione pari allâ€™ampiezza di un settore circolare con angolo al centro di circa 80Ã·90° ed Ã ̈ sostanzialmente equidistante da una corrispondente porzione della scanalatura semicircolare 7â€™;

- un tratto longitudinale 31 di collegamento del tratto 30 col tratto 32, disposto su detto primo piano;

- un tratto curvo 33, diramazione del tratto curvo 32, avente un asse curvilineo disposto su un secondo piano sostanzialmente perpendicolare ad un piano contenente lâ€™asse longitudinale del tratto 30 e posizionato al di sopra del primo piano; lâ€™asse curvilineo di detto tratto curvo 33, avente estensione pari ad un settore circolare di circa 170Ã·180°, Ã ̈ sostanzialmente equidistante da una superficie laterale semicilindrica 50 (Fig. 6a) comprendente la superficie di base su cui sono ricavate la filettatura della porzione internamente filettata 5â€™, la scanalatura semicircolare 7â€™ e lâ€™eventuale scanalatura semicircolare 6â€™;

- un tratto curvo 34, diramazione del tratto curvo 32, avente un asse curvilineo disposto su un terzo piano sostanzialmente perpendicolare ad un piano contenente lâ€™asse longitudinale del tratto 30 e posizionato al di sotto di detto primo piano; lâ€™asse curvilineo di detto tratto curvo 33, avente estensione pari ad un settore circolare con angolo al centro di circa 170Ã·180°, Ã ̈ sostanzialmente equidistante da detta superficie laterale semicilindrica 50 (Fig.6a);

- un primo tratto di raccordo 32â€™ raccordante detto tratto curvo 32 sul primo piano con detto tratto curvo 33 sul secondo piano;

- un secondo tratto di raccordo 32â€™â€™ raccordante detto tratto curvo 32 sul primo piano con detto tratto curvo 34 sul terzo piano;

- un tratto curvo 35, in cui convergono il tratto curvo 33 ed il tratto curvo 34, il cui asse curvilineo Ã ̈ disposto su detto primo piano, Ã ̈ sostanzialmente equidistante da una corrispondente porzione della scanalatura semicircolare 7â€™ ed ha unâ€™estensione pari ad un settore circolare con angolo al centro di circa 80Ã·90°; - un terzo tratto di raccordo 35â€™ raccordante detto tratto curvo 33 sul secondo piano con detto tratto curvo 35 sul primo piano;

- un quarto tratto di raccordo 35â€™â€™ raccordante detto tratto curvo 34 sul terzo piano con detto tratto curvo 35 sul primo piano;

- un tratto longitudinale 36 di collegamento del tratto 35 col tratto 37, disposto su detto primo piano.

I tratti di raccordo 32â€™, 32â€™â€™, 35â€™, 35â€™â€™ sono anchâ€™essi curvilinei, evitando pertanto la creazione di punti di ristagno del liquido di raffreddamento.

Il flusso del liquido di raffreddamento, generalmente acqua, Ã ̈ indicato dalle frecce visibili in Figura 4 e Figura 5. Il liquido di raffreddamento entra nel circuito di raffreddamento attraverso la sezione di ingresso 40; percorre il tratto longitudinale 30 di ingresso, il tratto longitudinale 31 ed il tratto curvo 32; si suddivide in due flussi percorrendo il tratto curvo 33 ed il tratto curvo 34; detti due flussi convergono nuovamente in un unico flusso nel tratto curvo 35; detto unico flusso percorrendo, infine, il tratto longitudinale 36 ed il tratto longitudinale 37 di uscita fino alla sezione di uscita 41 del circuito di raffreddamento.

Vantaggiosamente tutti i tratti del circuito di raffreddamento in entrambi i semiinserti 18, 19 hanno una sezione circolare o ellittica e sono perfettamente raccordati per cui il circuito di raffreddamento non presenta spigoli che possono creare punti di ristagno del liquido di raffreddamento e conseguente scarso raffreddamento.

Un ulteriore vantaggio Ã ̈ rappresentato dal fatto che le distanze tra i tratti curvi 32, 33, 34, 35 e la superficie stampante del componente di stampo dellâ€™invenzione Ã ̈ notevolmente ridotta rispetto alle distanze tra i tratti del circuito di raffreddamento e la superficie stampante dei componenti di stampo noti.

In particolare, la minima distanza d1fra il tratto curvo 32 o il tratto curvo 35 e la scanalatura semicircolare 7â€™ puÃ² variare da 0,8 a 5 mm, determinando un ottimale raffreddamento della preforma in corrispondenza della baga 7.

Vantaggiosamente anche la minima distanza d3tra il tratto curvo 33 e la scanalatura semicircolare 6â€™ puÃ² variare da 0,8 a 5 mm, determinando un ottimale raffreddamento della preforma al di sopra della baga 7; mentre la minima distanza d4tra il tratto curvo 34 e la semi-porzione 8â€™ di superficie stampante, corrispondente alla porzione anulare 8 della preforma, puÃ² variare da 0,8 a 5 mm, determinando un ottimale raffreddamento della preforma al di sotto della baga 7. Questa porzione anulare 8 della preforma, che nelle figure 1a e 1b Ã ̈ rappresentata rastremata convergente verso lâ€™asse longitudinale della preforma, puÃ² essere sia cilindrico che rastremato in direzione divergente dallâ€™asse della preforma, in funzione della tipologia di preforma che deve essere stampata.

In una prima variante le distanze d1, d3e d4sono uguali tra loro; in una seconda variante le distanze d1, d3e d4sono diverse tra loro.

Vantaggiosamente la minima distanza d2tra il tratto curvo 32 e la superficie laterale semicilindrica 50 puÃ² variare da 0,8 a 9 mm, dipendendo dalla profonditÃ della scanalatura semicircolare 7â€™; la minima distanza d5tra il tratto curvo 33 e la superficie laterale semicilindrica 50 puÃ² variare da 0,8 a 9 mm, dipendendo dalla profonditÃ della scanalatura semicircolare 6â€™.

Con riferimento alla sezione di Fig. 6a, il tratto curvo 33 attraversa una zona del semi-inserto adiacente alla superficie stampante della preforma al di sopra della scanalatura 7â€™, ossia in prossimitÃ della superficie stampante della filettatura del collo della preforma; mentre il tratto curvo 34 attraversa una zona del semi-inserto adiacente alla superficie stampante della preforma al di sotto della scanalatura 7â€™. Vantaggiosamente almeno uno o entrambi i tratti 33, 34 sono previsti almeno parzialmente nella rispettiva porzione di flangia rastremata 23, 22. Nellâ€™esempio di Figura 6a il tratto curvo 33, avente ad esempio una sezione ellittica, Ã ̈ previsto parzialmente nella porzione di flangia rastremata 23 e parzialmente nella porzione centrale 43 del semi-inserto filettato, mentre il tratto curvo 34, avente ad esempio una sezione ellittica, Ã ̈ previsto parzialmente nella porzione di flangia rastremata 22 e parzialmente nella porzione centrale 43.

Uno o entrambi i tratti 33 e 34 possono essere realizzati completamente allâ€™interno del volume delle porzioni di flangia rastremata 23 e 22, rispettivamente. Nellâ€™esempio di Figura 6b il tratto curvo 33, avente ad esempio una sezione ellittica, Ã ̈ previsto interamente nella porzione di flangia rastremata 23, mentre il tratto curvo 34, avente ad esempio una sezione ellittica, Ã ̈ previsto interamente nella porzione di flangia rastremata 22.

Nel caso in cui la preforma da stampare abbia un collo senza filettatura (Figura 1b) una variante dellâ€™invenzione prevede che i semi-inserti separati 18, 19 non siano filettati; pertanto la porzione cilindrica di estremitÃ 5â€™ della superficie di stampaggio del componente dellâ€™invenzione non Ã ̈ internamente filettata. In questo caso, inoltre, unâ€™ulteriore scanalatura semicircolare nella superficie curvata interna 20 Ã ̈ la metÃ di una ulteriore scanalatura anulare avente un profilo corrispondente a quello della eventuale flangia anulare di incastro 6â€™â€™ del tappo nel caso in cui il collo non sia provvisto di filettatura (Fig.1b).

Il circuito di raffreddamento sopra descritto, in tutte le sue varianti, permette di migliorare in modo sensibile il raffreddamento della preforma allâ€™interno dello stampo nella zona del collo 3 (Figura 1).

Per quanto riguarda il processo di produzione del componente di stampo dellâ€™invenzione, ciascun semi-inserto 18, 19 puÃ² essere formato da due parti 44, 45.

In una prima variante del processo di produzione la parte piÃ¹ esterna 44, comprendente i tratti longitudinali 30, 31, 36 e 37 del circuito di raffreddamento, Ã ̈ realizzata mediante lavorazione per asportazione di truciolo o EDM (Electrical Discharge Machining), mentre la parte piÃ¹ interna 45, comprendente le porzioni di flangia troncoconica 22, 23 ed i tratti curvi 32, 33, 34 e 35, Ã ̈ realizzata vantaggiosamente mediante â€œSintering Laser Meltingâ€ o â€œLaser Cusingâ€ o tecnologie equivalenti che permettono di ottenere manufatti di questo genere partendo da polvere di metallo.

In una seconda variante del processo di produzione sia la parte piÃ¹ esterna 44, che la parte piÃ¹ interna 45 dei semi-inserti filettati 18, 19 sono realizzate vantaggiosamente mediante â€œSintering Laser Meltingâ€ o â€œLaser Cusingâ€ a partire da polvere di metallo.

Lâ€™applicazione della tecnologia del â€œSintering Laser Meltingâ€ o â€œLaser Cusingâ€ permette di realizzare almeno i tratti curvi 32, 33, 34 e 35 del circuito di raffreddamento senza spigoli vivi, perfettamente raccordati tra loro, e molto piÃ¹ vicini alla superficie stampante del componente di stampo dellâ€™invenzione, determinando un raffreddamento piÃ¹ efficace della preforma in formazione allâ€™interno dello stampo di iniezione.

A queste tecnologie possono essere abbinate lavorazioni convenzionali, quali fresatura, tornitura, rettifica, lucidatura, trattamenti termici previsti per il materiale impiegato, eventuali trattamenti superficiali termochimici, nonchÃ© rivestimenti quali PVD, PACVD, cromatura, etc.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Componente di stampo di iniezione per stampare la superficie esterna di un collo di una preforma in materiale plastico, comprendente una coppia di semi-inserti (18, 19) definenti, una volta assemblati nello stampo di iniezione, una superficie di stampaggio di detta superficie esterna del collo; detta superficie di stampaggio definente un asse longitudinale e comprendente una prima scanalatura anulare per la realizzazione di una prima flangia anulare (7) del collo della preforma; una porzione cilindrica di estremitÃ , disposta ad un primo lato di detta prima scanalatura anulare, per la realizzazione di una corrispondente porzione cilindrica di estremitÃ (5) del collo della preforma; ed una porzione prossimale a detta prima scanalatura anulare e disposta ad un secondo lato di detta prima scanalatura anulare, per la realizzazione di una corrispondente porzione prossimale alla prima flangia anulare , in cui ciascun semi-inserto (18, 19) Ã ̈ provvisto di un circuito interno per il passaggio di un liquido di raffreddamento; detto circuito interno essendo provvisto di un primo tratto curvo (32) e di un secondo tratto curvo (35) previsti in prossimitÃ di detta prima scanalatura anulare della superficie di stampaggio; un terzo tratto curvo (33) previsto in prossimitÃ di detta porzione cilindrica di estremitÃ della superficie di stampaggio; un quarto tratto curvo (34) previsto in prossimitÃ di detta porzione rastremata della superficie di stampaggio; ed in cui terzo tratto curvo (33) e quarto tratto curvo (34) sono diramazioni di detto primo tratto curvo (32) e convergono in detto secondo tratto curvo (35).
2. Componente di stampo di iniezione secondo la rivendicazione 1, in cui il primo tratto curvo (32) ed il secondo tratto curvo (35) hanno un rispettivo asse curvilineo, disposto su un primo piano sostanzialmente perpendicolare ad un piano contenente lâ€™asse longitudinale della superficie di stampaggio, e sono disposti simmetricamente rispetto ad un piano di mezzeria Z del semi-inserto.
3. Componente di stampo di iniezione secondo la rivendicazione 2, in cui detto circuito interno Ã ̈ provvisto di un tratto longitudinale di ingresso (30) ed un tratto longitudinale di uscita (37) del liquido di raffreddamento definenti rispettivi assi sostanzialmente paralleli tra loro ed allâ€™asse longitudinale di detta superficie di stampaggio.
4. Componente di stampo di iniezione secondo la rivendicazione 3, in cui sono previsti un primo tratto longitudinale di collegamento (31) del tratto longitudinale di ingresso (30) con il primo tratto curvo (32) ed un secondo tratto longitudinale di collegamento (36) del secondo tratto curvo (35) con il tratto longitudinale di uscita (37), detti tratti longitudinali di collegamento (31, 36) essendo disposti su detto primo piano.
5. Componente di stampo di iniezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui il terzo tratto curvo (33) ha un asse curvilineo disposto su un secondo piano ed il quarto tratto curvo (34) ha un asse curvilineo disposto su un terzo piano, detti secondo piano e terzo piano essendo sostanzialmente paralleli a detto primo piano.
6. Componente di stampo di iniezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti: - un primo tratto di raccordo (32â€™) raccordante il primo tratto curvo (32) con il terzo tratto curvo (33); - un secondo tratto di raccordo (32â€™â€™) raccordante il primo tratto curvo (32) con il quarto tratto curvo (34); - un terzo tratto di raccordo (35â€™) raccordante il terzo tratto curvo 33 con il secondo tratto curvo (35); - un quarto tratto di raccordo (35â€™â€™) raccordante il quarto tratto curvo 34 con il secondo tratto curvo (35).
7. Componente di stampo di iniezione secondo la rivendicazione 6, in cui detti tratti di raccordo (32â€™, 32â€™â€™, 35â€™, 35â€™â€™) sono curvilinei.
8. Componente di stampo di iniezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tutti i tratti del circuito interno in entrambi i semi-inserti (18, 19) hanno una sezione circolare o ellittica e sono perfettamente raccordati.
9. Componente di stampo di iniezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun semi-inserto (18, 19) Ã ̈ provvisto di due porzioni di flangia rastremata (22, 23).
10. Componente di stampo di iniezione secondo la rivendicazione 9, in cui almeno uno fra il terzo tratto curvo (33) ed il quarto tratto curvo (34) Ã ̈ realizzato parzialmente in una rispettiva porzione di flangia rastremata (23, 22).
11. Componente di stampo di iniezione secondo la rivendicazione 9, in cui almeno uno fra il terzo tratto curvo (33) ed il quarto tratto curvo (34) Ã ̈ realizzato completamente allâ€™interno del volume di una rispettiva porzione di flangia rastremata (23, 22).
12. Componente di stampo di iniezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta porzione cilindrica di estremitÃ (5â€™) Ã ̈ internamente filettata.
13. Processo di fabbricazione di un componente di stampo di iniezione, secondo la rivendicazione 1, detto componente comprendente una coppia di semi-inserti (18, 19), ciascun semi-inserto essendo formato da due parti (44, 45) tra loro solidalmente connesse; il processo comprendente la realizzazione, a partire da polvere di metallo, di almeno una prima parte (45) di ciascun semi-inserto (18, 19), comprendente il primo tratto curvo (32), il secondo tratto curvo (35), il terzo tratto curvo (33) e il quarto tratto curvo (34), mediante Sintering Laser Melting o Laser Cusing.
14. Processo secondo la rivendicazione 13, in cui una seconda parte (44) di ciascun semi-inserto (18, 19), esterna rispetto alla prima parte (45) una volta che i due semi-inserti sono assemblati nello stampo di iniezione, Ã ̈ realizzata mediante Sintering Laser Melting o Laser Cusing, detta seconda parte (44) comprendente un tratto longitudinale di ingresso (30) ed un tratto longitudinale di uscita (37) del liquido di raffreddamento, ed anche comprendente un primo tratto longitudinale di collegamento (31) del tratto longitudinale di ingresso (30) con il primo tratto curvo (32) ed un secondo tratto longitudinale di collegamento (36) del secondo tratto curvo (35) con il tratto longitudinale di uscita (37).
15. Processo secondo la rivendicazione 13, in cui una seconda parte (44) di ciascun semi-inserto (18, 19), esterna rispetto alla prima parte (45) una volta che i due semi-inserti sono assemblati nello stampo di iniezione, Ã ̈ realizzata mediante lavorazione per asportazione di truciolo o EDM (Electrical Discharge Machining), detta seconda parte (44) comprendente un tratto longitudinale di ingresso (30) ed un tratto longitudinale di uscita (37) del liquido di raffreddamento, ed anche comprendente un primo tratto longitudinale di collegamento (31) del tratto longitudinale di ingresso (30) con il primo tratto curvo (32) ed un secondo tratto longitudinale di collegamento (36) del secondo tratto curvo (35) con il tratto longitudinale di uscita (37).