Produzione flessibile di parti in plastica per l’automotive

“L'unica cosa che non sa fare è volare” scherza Jörg Zechmayer, amministratore delegato di Zechmayer GmbH a Grafenwöhr, con un sorriso compiaciuto. “Per tutto il resto, è all’altezza delle nostre ambizioni: abbiamo grandi progetti per questa pressa a iniezione”. Le specifiche richieste per la nuova macchina pilota dell’azienda, attiva nella costruzione di stampi e attrezzature, sono tutt’altro che ordinarie: gestire pesi della stampata dal più grande al più piccolo, sovrastampaggio, verniciatura nello stampo con PUR, stampaggio di semiespansi microcellulari, inietto-compressione e stampaggio multi-componente tutto con un’unica pressa. L’obiettivo è produrre componenti estetici e funzionali per interni ed esterni automobilistici, che pongono requisiti particolarmente elevati. La macchina è un sistema completo, capace di gestire una gamma estremamente ampia di stampi e processi per la produzione di sofisticate parti in plastica per l’automotive. Il risultato, oggi operativo nel centro tecnico di Zechmayer, è una macchina unica nel suo genere a livello mondiale.

ENGEL ha raccolto la sfida e, al termine del progetto, è riuscita a soddisfare appieno tutte le richieste. È stata realizzata una soluzione completa in grado di accogliere un grande numero di stampi destinati alla produzione di parti in plastica per l’automotive. La scelta è caduta su una pressa a iniezione della serie duo in versione combi M, con forza di chiusura pari a 1.500 tonnellate e tavola oscillante. Quest’ultima suddivide l’area di chiusura, consentendo l’alloggiamento parallelo di due stampi sia per lo stampaggio multicomponente in un’unica sequenza, sia per raddoppiare la produzione con due stampi identici. A questo scopo, la duo combi M è dotata di due gruppi di iniezione: uno montato sul piano fisso, l’altro sul piano mobile. Una configurazione già di per sé avanzata, che tuttavia non esauriva le esigenze di Zechmayer. Il piano mobile è stato quindi ulteriormente personalizzato con una tavola rotante integrata, mentre un terzo gruppo di iniezione è stato installato in posizione sovrapposta all’unità principale.

Oltre all’unità principale, equipaggiata con una vite da 70 mm, la macchina è dotata di un’unità sovrapposta regolabile in altezza e di una terza unità di iniezione, entrambe con viti da 50 mm. Per una pressa di queste dimensioni, si tratta di diametri insolitamente piccoli, che assicurano al sistema un’elevata flessibilità nei processi di stampaggio multi-componente. È possibile gestire stampate con pesi compresi tra 70 grammi e 2,2 chilogrammi. Completa la configurazione un sistema di automazione costituito da un robot cartesiano ENGEL viper 40 per il prelievo e il deposito dei pezzi, completamente integrato nell’unità di controllo CC300 della pressa.

La macchina è configurata per operare con una gamma estremamente diversificata di stampi, destinati alla produzione di parti in plastica per l’automotive attraverso molteplici tecnologie di stampaggio. Tra le applicazioni previste: la retro-iniezione di film, legno, metallo e tessuti, lo stampaggio a inietto-compressione e la verniciatura nello stampo con poliuretano. Sono inoltre disponibili le tecnologie di iniezione assistite da gas e acqua, impiegate per alleggerire i componenti, così come il processo MuCell per la schiumatura fisica. Per le applicazioni multicomponente fino a 3 componenti, la macchina utilizza sia la tavola rotante sia il piano traslante integrato. È possibile installare stampi con peso massimo di 30 tonnellate. Il passaggio tra le colonne è di 1.530 mm, mentre lo spessore dello stampo può raggiungere 1.800 mm, con una corsa di apertura variabile da 375 a 2.275 mm. Questa elevata flessibilità è resa possibile dalla tavola rotante smontabile, un’ulteriore peculiarità tecnica della duo combi M sviluppata su misura per Zechmayer. Considerati gli spazi disponibili in stabilimento, è stato necessario ridurre la lunghezza complessiva della macchina di quasi due metri. Anche in questo caso ENGEL ha saputo offrire una soluzione perfettamente aderente alle esigenze del cliente.

“Per parti estetiche e funzionali a vista, le tecnologie bicomponente sono sempre più indispensabili. Una pressa a iniezione destinata alle nostre applicazioni deve poter gestire sia la retro-iniezione di film decorativi, sia la verniciatura nello stampo con poliuretano per ottenere superfici a specchio resistenti ai graffi”, spiega Dominik Will, Project Manager Plastics Technology di Zechmayer, descrivendo i requisiti minimi. “Nel settore automobilistico – a due come a quattro ruote – il design è un elemento distintivo strategico. Stiamo assistendo a un’evoluzione verso strutture più filigranate e tecnologie di illuminazione retro-stampate. Di conseguenza, i pesi tendono a ridursi, mentre le dimensioni degli stampi restano invariate o addirittura aumentano”, aggiunge Mario Oppelt, Sales Engineer di ENGEL Germania, coinvolto nel progetto sin dalle fasi iniziali. “Le possibilità offerte dalla tecnologia di processo installata sulla nostra duo combi M sono pressoché illimitate, grazie alla combinazione modulare dei pacchetti tecnologici integrati”.

La configurazione della combi M rivela appieno il suo potenziale quando si combinano retro-iniezione e sovra-stampaggio di film IMD (in mould decoration) nella produzione di parti in plastica per l’automotive. “Se non avessimo investito su questa macchina non saremmo riusciti ad aggiudicarci questo progetto”, spiega Jörg Zechmayer. Anche perché l’applicazione, che prevede il controllo della temperatura dello stampo con tecnologia heat and cool, presenta ulteriori complessità sul piano tecnologico. “La complessità delle applicazioni è in continua evoluzione” continua Zechmayer. “Inoltre, guardando al futuro, intendiamo affiancare alla nostra attività anche progetti di ricerca. È con questa visione che abbiamo scelto di investire con lungimiranza. La versatilità della nostra macchina rappresenta un valore davvero unico”.

Sia per la campionatura sia per le future attività di ottimizzazione o sviluppo dei processi, è fondamentale un controllo della macchina preciso e intelligente così come una documentazione puntuale di tutti i parametri. Anche su questo fronte, la pressa a iniezione installata nel centro tecnico di Zechmayer è perfettamente allineata: gli assistenti intelligenti iQ weight control e iQ flow control assicurano processi stabili e la registrazione di tutte le impostazioni. “Siamo in grado di fornire al cliente tutti i dettagli necessari per il passaggio alla produzione in serie. Questo gli consente, ad esempio, di gestire la termoregolazione con il minimo dispendio energetico e di documentare l’impronta di CO₂ del componente,” spiega Dominik Will.

Sulla base dei dati rilevati dal sistema di monitoraggio e controllo della temperatura dell’acqua e-flomo, iQ flow control ottimizza in automatico il processo di termoregolazione. Il software compensa automaticamente le differenze di temperatura in ogni singolo circuito di distribuzione, garantendo così condizioni termiche costanti e uniformi. iQ weight control, invece, adatta in tempo reale il punto di commutazione, il profilo di iniezione e la pressione di mantenimento in base alla curva di riferimento stampata dopo stampata. In questo modo, le variazioni dovute a fattori esterni o alle variazioni delle caratteristiche del materiale vengono compensate in modo completamente automatico.

Tutte le opzioni non installate direttamente sulla macchina sono già state predisposte, in modo che il costruttore di stampi Zechmayer possa configurare la duo combi M in base a nuove esigenze dei clienti o dei partner di sviluppo. “Già oggi, questa pressa speciale ci apre interessanti prospettive nello sviluppo di prodotti, stampi e processi”, afferma Jörg Zechmayer, proiettandosi con entusiasmo verso le sfide future. “Non vedo l’ora di realizzare i primi prototipi di pannelli di controllo per macchine da caffè, elettrodomestici, oppure guide luminose per il settore automotive”.