'Polymech Designs' è un progetto di ricerca che indaga la fattibilità e la sostenibilità dell'utilizzo di rifiuti post-industriali per prodotti pronti per il mercato. Attualmente esploriamo mobili ed elementi meccanici con forte attenzione alla ripetibilità e alla qualità con risorse limitate.

Utilizzo di un Estrusore

I nostri test con gli estrusori hanno mostrato risultati promettenti nella creazione di materiale semilavorato accettabile, ma con un ambito limitato a causa delle cavità d'aria. Inoltre il materiale doveva essere spianato per ottenere le finiture superficiali necessarie per l'assemblaggio e le aspettative del cliente.

Test con un estrusore da banco da 25 mm, utilizzando uno stampo con contropressione

Test di approfondimento

Riprese di fresatura e test di precisione, esplorando l'idea di componenti meccanici

Travi come materiale di qualità

Dopo numerose prove ci siamo orientati su travi quadrate da 60x60 mm. Le cavità d'aria sono ancora presenti ma la qualità complessiva era sufficiente per alcune applicazioni come i mobili. La potenza minima raccomandata del motore dell'estrusore è 4 kW @ 400 V con rapporto 1:15, in grado di superare la maggior parte dei problemi durante il processo.

Utilizzo di una pressa per lastre

Per affrontare i problemi comuni del processo, abbiamo riprogettato le macchine per resistenza, ripetibilità e risultati di qualità in condizioni sicure. Abbiamo scoperto diversi tipi di processo, come la pressatura a uno-tre stadi, aggiunto interfacce di monitoraggio avanzate e pressione adattiva, e utilizzato l'estrusore per combattere le cavità d'aria e i difetti superficiali.

Primi test utilizzando un processo tradizionale a singolo stadio con fiocchi di dimensione media. Siamo riusciti a raggiungere i 4 cm di spessore (5 ore).

Processo a 2 Stadi

Per superare i problemi legati al ritiro (fino al 25%) come deformazione e problemi superficiali, abbiamo introdotto una tecnica con matrice. Questo comporta il capovolgimento dello stampo (fino a 40 kg) dopo il riscaldamento iniziale e l'inserimento di una matrice con leggero riscaldamento vicino al punto di rammollimento. L'aggiunta del supporto per profili di pressione che consentono una pressione controllata nel tempo ha permesso buoni risultati (tolleranza di 0,5 mm su 50 cm).

Questo richiede molto tempo e manodopera e comporta rischi per la sicurezza dell'operatore senza adeguate attrezzature di sollevamento.

Il tempo medio di lavorazione per una lastra da 3 cm è di circa 2-3 ore, prima del raffreddamento. Lo spessore più produttivo e versatile di 15 mm richiede fino a 90 minuti a seconda del materiale.

L'estrusore in soccorso

Incorporando un estrusore nel processo, abbiamo finalmente ottenuto risultati sicuri e prevedibili, con fino a 6 cm di materiale consistente e denso. Ha anche eliminato tutti i problemi legati al riempimento e alla gestione dello stampo.

Le nostre macchine di prova

Interfaccia software (vedi Polymech Controller)

Stato Attuale e Conclusioni

Stiamo ancora studiando processi migliori per accelerare la produzione e aumentare la qualità con investimenti e manodopera ragionevoli. La progettazione di un sistema di stampi completamente automatico (carosello) che utilizza un estrusore come alimentatore sembra essere la soluzione più promettente, idealmente gestita da un robot.

Nel frattempo, godetevi alcune idee utilizzando l'IA generativa.