articoli | FONTE: Rivista Plast - maggio 2010

Plaxtech ha messo a punto l’innovativa tecnologia Roteax per lo stampaggio di materie plastiche eterogenee a base poliolefinica, con la tecnica dell’iniezione multipla a bassa pressione, in grado di produrre consecutivamente quattro articoli diversi fra loro per peso e forma.

Stampaggio Ecosostenibile per la green economy

Paolo Spinelli

Utilizzare esclusivamente plastiche di riciclo, stampare contemporaneamente e con brevi cicli di produzione articoli di forma e dimensioni diverse, risparmiare sulla bolletta energetica e sul costo degli stampi. Sono queste le sfide principali che deve affrontare un trasformatore di materie plastiche, per acquisire nuova competitività, ottenere un rapido ritorno degli investimenti e aprire nuovi sbocchi commerciali.

Con questi obiettivi Plaxtech ha progettato e realizzato l’impianto Roteax, capace di stampare manufatti plastici, utilizzando compound di riciclo omogenei o eterogenei. Il sistema, ecosostenibile ed ecocompatibile, è basato su tre principi fondamentali: ciclo chiuso di produzione, risparmio di risorse naturali, materiale riutilizzabile e riciclabile nello stesso processo.

Il funzionamento è basato sull’iniezione a bassissima pressione con più punti di iniezione attraverso ugelli smaterozzatori di ampio passaggio. Questo principio rende possibile la trasformazione e l’omogeneizzazione delle plastiche con estrusori monovite appositamente progettati. I compound presentano ottima stabilità termica, basso coefficiente di ritiro e non sono igroscopici. E’ possibile riutilizzare i prodotti (per esempio pallet) alla fine del loro ciclo di vita macinandoli con normali mulini e dosandoli ai compound di base.

La tecnologia messa a punto dai ricercatori Plaxtech consente di ottenere manufatti industriali con ottime qualità prestazionali e di processare indistintamente diverse tipologie di plastiche. Grazie al macchinario appositamente realizzato su scala industriale è stato possibile collaudare il processo, testare i prodotti e lanciare la produzione. L’impianto realizzato è stato collaudato da tre anni di produzione ed è in grado di aumentare la competitività abbattendo significativamente i costi di produzione.

La tecnologia Roteax inoltre, ha reso possibile l’industrializzazione di un innovativo processo produttivo, eco-sostenibile al 100%, che non consuma risorse naturali e non emette “gas serra” in atmosfera. Grazie all’utilizzo di Roteax è possibile riciclare un prodotto già riciclato e generare, in tal modo, un processo a ciclo chiuso.

I prodotti realizzabili comprendono numerosi settori: arredo urbano, barriere stradali e ferroviarie (fonoassorbenti), parchi gioco, pavimentazioni per esterni, contenitori per l’igiene urbana, imballaggi industriali per la movimentazione e il trasporto, prodotti per viabilità, giardinaggio, edilizia.

Il funzIonamento

L’estrusore monovite, alimentato da silos, funziona in continuo e carica la testa di accumulo che inietta nello stampo la carica accumulata equivalente al peso del manufatto (per esempio pallet). L’estrusore plastifica, omogeneizza e degasa; il processo di plastificazione avviene grazie all’azione meccanica dell’estrusore anche per apporto termico realizzato tramite un sistema di termoregolazione.

L’iniezione avviene in una struttura a quattro stazioni contenente gli stampi e una pressa che contrasta la pressione di stampaggio. Tutto il percorso di iniezione è termostatato. Per la bassa pressione di iniezione, gli stampi sono in alluminio con inserti in acciaio inossidabile che consente un miglior scambio termico con conseguente aumento di produttività e riduzione dei costi di realizzazione.

L’impianto è caratterizzato da un controllo elettronico che gestisce i parametri del ciclo d’iniezione (velocità, pressione, temperatura) in modo da garantire performance ottimali in termini di omogeneità del prodotto stampato e produttività.

Una volta iniettato il materiale nello stampo, il sistema provvede al raffreddamento. L’unità è completata dai dispositivi oleodinamici di apertura e chiusura dello stampo. Un robot antropomorfo preleva i manufatti estratti dal semi-stampo inferiore (punzone) e di posizionarli a bordo impianto.

l’ImpIanto: caratterIstIche tecnIche

Roteax è costruito in tre serie di macchine (small, medium e large) in due versioni di altezza per sei dimensioni di stampi ed è in grado di stampare consecutivamente quattro prodotti diversi fra loro per peso e forma.

L’impianto è composto da una linea base di miscelazione e plastificazione con una capacità produttiva fino a 3000 chilogrammi all’ora di materiale plastico lavorato, per una produzione di 320 giorni all’anno ed un’efficienza stimata dell’87%. Per la gestione è previsto l’impegno di due persone per turno su tre turni giornalieri. Considerando cicli da 45 a 60 secondi per 24 ore lavorative per 300 giorni anno, risulta una produttività da circa 430.000 a circa 650.000 stampate. L’area occupata viene calcolata in circa 750 metri quadrati coperti. L’estrusore monovite è equipaggiato con un sistema di dosaggio gravimetrico per l’alimentazione dei componenti necessari per la formulazione dei mix individuati per la realizzazione dei diversi prodotti e delle diverse tipologie di cariche, sia in polvere che in granulo, nonché di scaglie e addensati, compresi gli sfridi macinati provenienti dal pre-consumo industriale. La speciale testa di accumulo costituisce il serbatoio della miscela di prodotto da iniettare nello stampo. L’azione premente è data da un pistone, comandato elettricamente o con sistema oleodinamico, regolato durante la fase di carico da una pressione residua per ridurre la presenza di gas nella massa. A tale scopo anche la testa è costruita per consentire la massima capacità di degasaggio. La testa di accumulo è collegata, attraverso uno speciale giunto di dilatazione, al gruppo di iniezione comandato da una speciale valvola elettronica di controllo che permette di sequenziare la fase di iniezione in funzione del tipo di manufatto da stampare.

Il gruppo di alimentazione è composto da un collettore atto ad alimentare in modo equilibrato la camera calda per mezzo di una valvola otturatrice. Il collettore centrale convoglia la carica contenuta nella testa d’accumulo nella camera calda in modo da mantenere sufficientemente costante la pressione all’interno. La particolare valvola di chiusura permette un’agevole scollegamento del sottostante gruppo di iniezione con assenza di fuoriuscita di materiale plastico.

Il sistema di iniezione sequenziale, con azionamento oleodinamico, attraverso specifici ugelli smaterozzatori, provvede al riempimento dello stampo. Tutto il sistema è controllato elettronicamente sia per la fase di riempimento sia per le temperature e pressioni esercitate come anche la sequenzialità di apertura degli otturatori degli iniettori. Il gruppo di iniezione ha il compito di distribuire in forma omogenea il fuso, attraverso la camera calda, agli iniettori per introdurlo negli stampi; i canali caldi sono dimensionati per permettere un ottimale stampaggio a bassa pressione attraverso lo speciale sistema multiugello. Il gruppo pressa è composto da due strutture principali (basamento inferiore e superiore) unite da 3 colonne portanti che costituiscono l’unità necessaria a mantenere in pressione di chiusura lo stampo, in fase di riempimento, con la spinta assiale verticale prodotta dai cilindri oleodinamici inferiori. La terza colonna (centrale) costituisce anche l’asse di rotazione della struttura porta stampi a quattro postazioni. La struttura di rotazione è costituita da una stazione rotante a quattro postazioni stampo che lavora a cicli di rotazione di 90°. La struttura mobile di rotazione è azionata da motori brushless e riduttori epicicloidali che permettono un rapido ciclo di rotazione di 90°.

La posizione 1 è identificata con la pressa, la 2 e 3 sono posizioni di raffreddamento a stampo chiuso, la 4 corrisponde alla posizione di apertura stampo ed estrazione del manufatto. Alla struttura di rotazione sono ancorati i quattro porta stampi ai quali vengono fissati gli stampi in alluminio per la conformazione del manufatto da iniettare. I porta stampi possono avere la dimensione fino a 2000 x 2000 millimetri e sono stati progettati per sostenere complessivamente un peso di 80 tonnellate. La colonna centrale è dotata di due collettori rotanti: quello idraulico, per la distribuzione dell’acqua di raffreddamento degli stampi anche durante la rotazione, e quello elettrico, necessario ad alimentare camere calde, iniettori e sensori. La suddivisione in due parti degli elementi distanziali coassiali alla colonna permette una agevole estrazione dei collettori rotanti per le operazioni di manutenzione. Alla colonna centrale è fissato il rilevatore di posizione del sistema assoluto di rotazione degli stampi.

In corrispondenza della stazione 4, in posizione fissa superiore, trovano alloggiamento i dispositivi di sblocco stampo, di sollevamento del semistampo superiore e di estrazione, per consentire al manipolatore di prelevare l’oggetto stampato. Il meccanismo superiore di apertura dello stampo è costituito da un piastra mobile, azionata dal cilindro oleodinamico, guidata da quattro colonne in acciaio con cuscinetti a ricircolazione di sfere per uno scorrimento preciso durante l’apertura. Una piastra mobile inferiore, azionata dal cilindro oleodinamico e guidata da colonne e cuscinetti che garantiscono uno scorrimento preciso, aziona i puntali di sollevamento della piastra porta espulsori dello stampo attuando l’estrazione dei manufatti. Il motore brushless, completo di encoder e comandato da azionamento, è dotato di inverter per ottimizzare i consumi energetici e garantire al gruppo miscelatore-plastificatore un’adeguata coppia; in alternativa possono essere installati motori torque ad alta efficienza energetica. La centrale oleodinamica è necessaria per l’azionamento della pressa, della testa di accumulo – se non elettrica - dei cilindri iniettori e per l’apertura e chiusura degli stampi. E’ posta nella parte centrale della macchina ed è dotata di un sistema scorrevole di estrazione, completa di centralina di raffreddamento con scambiatore di calore ad acqua. Sono previsti tre circuiti a bassa pressione da 10, 100 e 250 bar. Il termorefrigeratore è stato dimensionato per il riscaldamento e raffreddamento dei circuiti di processo della macchina. Integra il controllo della temperatura e free-cooling ad ogni singolo circuito con valori di temperatura, pressione e portata indipendenti. Il controllo elettronico a microprocessore garantisce l’impostazione ed il monitoraggio di tutti i parametri operativi.

Il sistema elettronico controlla il buon funzionamento delle fasi operative del sistema di stampaggio, delle pressioni, delle temperature e dei sistemi di sicurezza previsti. Un particolare software, appositamente realizzato, garantisce la funzionalità del macchinario e del processo produttivo, dove con un pannello di controllo, l’operatore gestisce ed intervene in tutte le fasi di processo per un’ottimale produzione.

Il software permette il controllo di processo, evidenziando eventuali anomalie provocate dalla variabilità della materia prima utilizzata. Il monitor industriale (pannello operatore LCD touch screen a 19” pollici) consente la visione grafica dell’impianto e i punti soggetti a continuo controllo (diagnostica), comprese le protezioni antinfortunistiche, rendendo possibile inoltre controllare in continuo il buon funzionamento dell’intero impianto. In particolare, alcune funzioni richiamano il programma di manutenzione preventiva ordinaria e di lubrificazione.

I servIzI dI supporto

Roteax può essere alimentato sia con poliolefine omogenee (PP-LDPE-HDPE) sia con un mix di poliolefine eterogenee (UNI 10667-16). Come risultato dei test e delle esperienze acquisite, Plaxtech ha messo a punto tre basi di miscele plastiche eterogenee su base poliolefinica UNI 10667-16, che possono essere utilizzate in funzione delle caratteristiche dei prodot- Da sinistra: pallet in materiale riciclato stampato con tecnologia Roteax;il robot antropomorfo estrae un pallet stampato;la sezione di stampaggio e movimentazione ti desiderati. Eco-re-mix (ecological recycling mixtures) è un prodotto testato Plaxtech ed è fornito in tre versioni: base morbida (eco remix flexy), base media (eco remix plax), base rigida (eco remix rigid).

Plaxtech, con l’ingegnerizzazione di particolari e complessi prodotti realizzati per il settore logistico, ha messo a punto un proprio know-how di simulazione in grado di sviluppare, modellare e strutturare i nuovi prodotti al fine di verificarli prima di progettare e costruire gli stampi definitivi dell’oggetto.

Plaxtech fornisce ai clienti assistenza “chiavi in mano”: tele-assistenza al macchinario; tele-assistenza di produzione; studio, ideazione, modellazione, progettazione e prototipazione di nuovi “prodotti verdi”; progettazione 3D dei modelli; analisi di flusso e FEM; progettazione e realizzazione camere calde e stampi; assistenza alla certificazione di conformità “prodotti verdi”.

 

Il Green public Procurement
Il Green public procurement viene definito come un sistema di acquisti, effettuati dalla pubblica amministrazione e dalle società a prevalente capitale pubblico, di prodotti e servizi a basso impatto ambientale. l’Italia ha recepito il Green public procurement con la legge 448/01, il decreto ministeriale 203/03 e la circolare del ministero dell’ambiente 4 agosto 2004, che di fatto oggi obbliga gli uffici pubblici, nonché le società a prevalente capitale pubblico, di coprire il proprio fabbisogno annuale di manufatti e beni con una quota di prodotti ottenuti da materiale riciclato nella misura non inferiore al 30% del fabbisogno medesimo.

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