Si possono notare le cavità a conchiglia con perno sull’asse centrale.
In rosso è evidenziato lo stampo del fondo.
Macchina per stirosoffiaggio
La fase di soffiaggio delle preforme è possibile grazie all’aria che viene introdotta nello stampo ad altissima pressione.
posto sulla sommità dello stampo.
Si evidenzia in rosso l’assieme di elementi che permettono la movimentazione dell’asse di stiro.
STIRO-SOFFIAGGIO
#1 Trasporto preforme
Le preforme vengono trasportate dalla tramoggia di alimentazione all’orientatore attraverso un apposito nastro elevatore; l’orientatore provvede quindi ad inserirle in una guida inclinata da cui, per caduta gravitazionale, raggiungono la ruota distanziatrice a stella posizionata all’ingresso del modulo di riscaldamento. Tale ruota alimenta la catena dei mandrini rotativi, attraverso cui le preforme vengono “catturate” ed entrano nel modulo di riscaldamento.
#2 Controllo preforme
Prima di entrare nel modulo di riscaldamento, dotato di lampade a raggi infrarossi, ogni singola preforma viene sottoposta a due diversi controlli. Il primo ne rileva le dimensioni e la posizione verticale, scartando automati- camente tutte le preforme che non rispettano i parametri pre-impostati. Il secondo ne misura la temperatura, bloc- cando la stiro-soffiatrice nel caso in cui un certo numero di preforme presenti una temperatura al di fuori dal range consentito. Le preforme, sostenute dai mandrini, comincia- no quindi il loro percorso lungo il modulo di riscaldamento, con il collo rivolto inizialmente verso il basso e successi- vamente verso l’alto.
#3 Riscaldamento preforme
Durante il processo le preforme ruotano costantemente su se stesse, in modo da garantire una distribuzione sim- metrica del calore. Il modulo di riscaldamento è dotato di due diversi sistemi di raffreddamento: uno a liquido, per raffreddare l’anello di protezione che consente al filetto delle preforme di non deformarsi durante il processo di riscaldamento, e l’altro ad aria, per mantenere la tempera- tura interna del modulo di riscaldamento sufficientemente bassa, evitando così l’esposizione delle pareti esterne delle preforme a temperature troppo alte. All’uscita del modulo di riscaldamento un sensore rileva la temperatura della preforma e provvede a incrementare o diminuire la potenza delle lampade del modulo di riscaldamento. 1.6 - Stirosoffiaggio
#4 Stiro-soffiaggio preforme
#4.1 Posizionamento nello stampo
Un apposito gruppo rotativo di pinze preleva le preforme dalla ruota distanziatrice a stella situata all’uscita del modulo di riscaldamento e le posiziona all’interno delle stazioni di stiro-soffiaggio.
#4.2 Stiro
Mediante la discesa dell’asta di stiro la preforma, preventivamente riscaldata a temperatura ottimale, viene portata ad una lunghezza che permette una più ottimale lavorazione in fase di soffiaggio.
#4.3 Pre-soffiaggio
Avviene contemporaneamente allo stiro della preforma e consiste nell’immisione di aria compressa a bassa pressione all’interno della preforma.
Queste due operazioni simultanee permettono di pre- deformare la preforma in PET in modo tale da distri- buire uniformemente il materiale in tutta la lunghezza del contenitore ed evitare spiacevoli disomogeneità.
#4.4 Soffiaggio
Soffiaggio finale con aria compressa ad alta pressione, attraverso cui i contenitori assumono la loro forma definitiva. Una contropressione ad aria assicura la perfetta tenuta degli stampi, mentre la chiusura mec- canica dei porta-stampi permette di sopportare con la massima affidabilità gli sforzi generati dal processo di stiro-soffiaggio. Anche nelle stazioni di stiro-soffiaggio è presente un sistema di raffreddamento a liquido, che consente di mantenere costante la t° degli stampi.
#6 Controllo finale
Durante il processo di soffiaggio, un accurato sistema di mi- surazione verifica che la pressione all’interno di ogni singolo stampo si mantenga costante. Nel caso in cui si verifichi un calo di pressione la forma del contenitore viene alterata ed i contenitori prodotti vengono automaticamente scartati. Per questo motivo gli stampi delle macchine per lo stirosof- fiaggio vengono regolarmente revisionati e rettificati per poter mantenere sempre le corrette geometrie ed evitare cadute di pressione interne.
#7 Uscita bottiglie
Le bottiglie finite vengono prelevate dalle stazioni di stiro- soffiaggio mediante un secondo gruppo rotativo di pinze, im- messe su un nastro trasportatore ad aria ed infine convogliate agli impianti di riempimento.
STIRO-SOFFIAGGIO
I vantaggi di questa tecnologia sono molteplici:
• Limitati costi per macchinari e gli stampi
• Elevata velocità di produzione (fino a 60.000 pezzi/
ora)
• Possibilità di modellare parti complesse, produrre
parti riciclabili e aumentare la resistenza del materiale con le proprietà barriera.
• Lo stiraggio biassiale del materiale aumenta la ten-
sione interna, le proprietà barriera, la trasparenza, la resistenza all’impatto, il carico di testa7.
Esistono inoltre numerosi vantaggi di questo processo rispetto ad altre metodologie di lavorazione dei materiali plastici.
Grazie alla riduzione del peso dal 10 al 15%8 in meno rispetto alla produzione di un contenitore sviluppato con un altro procedimento come lo stampaggio a iniezione è possibile risparmiare sulla materia prima e con un netto un miglioramento sia dal punto di vista economico che delle proprietà ottiche della bottiglia come la trasparenza.
Lo svantaggio, rispetto ad un altro metodo di
lavorazione dei materiali plastici, come il soffiaggio a iniezione, consiste nella difficoltà nel controllo della dimensione della parete, per le parti cave e/o curve come, ad esempio, la base della bottiglia e la spalla.
7: Capacità della bottiglia di sostenere un peso e di reggere all’impatto della macchina
8: Rosato/Rosato, “Blow Molding Handbook”, 1989 Immagine di sfondo: PET Engineering
COSTI
COSTI
Fondamentale in qusta fase di ricerca è lo studio dei costi necessari a produrre una bottiglia.
L’analisi dei costi permette un’efficace aiuto in fase di progettazione poiché è possibile sviluppare un servizio di ideazione in base alle specifiche economiche del cliente o dell’azienda imbottigliatrice.
Si individuano due componenti che sono responsabili dell’aumento dei i costi di un progetto bottiglia1: costo della preforma e conversione della preforma in bottiglia
Costo della preforma:
Il costo della preforma dipende principalmente dal peso della stessa (quantità di PET iniettato), dal volume di pezzi ordinati, dallo spessore delle pareti della preforma e dalla tipologia e misura del collo bottiglia scelto. Costo della bottiglia
Il costo dei componenti che intervengono nel processo di produzione di una bottiglia sono elencati nel grafico. E’ possibile notare come il costo più ingente sia l’investimento iniziale nei macchinari, con un naturale calo che scema via via con il passare del tempo e delle produzioni1.
Il costo relativo agli stampi, invece, non incide particolarmente nel computo totale delle spese poiché lo stampo per soffiaggio è realizzato molto velocemente in alluminio tramite una macchina a controllo numerico.