IT201800001715A1

IT201800001715A1 - Dispositivo di estrusione

Info

Publication number: IT201800001715A1
Application number: IT201800001715A
Authority: IT
Inventors: Simone Maccagnan; Lorenzo Gatti
Original assignee: Gimac Di Maccagnan Giorgio
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2019-07-24
Also published as: JP7344209B2; CN111670102A; EP3743258A1; CN111670102B; WO2019145852A1; JP2021511214A; US11642827B2; US20210031429A1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“DISPOSITIVO DI ESTRUSIONE”

La presente invenzione riguarda il campo dei sistemi per la realizzazione di oggetti tramite processi di estrusione: allo stesso tempo, la presente invenzione riguarda un dispositivo di estrusione.

Quello della produzione di estrusi è un mercato in grande espansione, specialmente per quanto riguarda i polimeri tecnici, e la crescente richiesta di prodotti realizzati secondo tale tecnica ha portato alla necessità di aumentare i volumi produttivi.

È però necessario riuscire a garantire allo stesso tempo un elevato controllo sulle performance del processo di estrusione, in maniera tale da assicurare omogeneità ed elevata qualità dei prodotti realizzati.

Per questo motivo è fondamentale disporre di sistemi che siano in grado di operare in maniera dinamica, adattandosi alle specifiche del prodotto che si vuole realizzare, che siano cioè in grado di operare con una grande varietà di materiali differenti in maniera estremamente precisa, mantenendo però al contempo elevati volumi di produzione.

Questo problema diventa particolarmente evidente quando il processo di estrusione è diretto alla realizzazione di estrusi segmentati, ovvero estrusi realizzati utilizzando più di un materiale all’interno del medesimo prodotto.

La realizzazione di un estruso segmentato permette di ottenere prodotti presentanti caratteristiche chimico/fisiche differenti in porzioni differenti del prodotto, andando semplicemente a modulare il tipo di materiale utilizzato per realizzare quella particolare porzione.

Per tali prodotti si presenta quindi l’ulteriore difficoltà di riuscire a determinare dei parametri di processo che permettano di effettuare una lavorazione contemporanea su più materiali, garantendo al tempo stesso un’elevata velocità di lavorazione e l’integrità strutturale dei materiali stessi, specialmente nelle porzioni di segmentazione, ovvero tutte quelle zone del prodotto finito nelle quali si verifica una transizione da un primo ad un secondo materiale.

In corrispondenza di tali porzioni di segmentazione, è necessario calibrare e controllare in maniera estremamente precisa la quantità dei singoli materiali che va ad essere estrusa.

Tale calibrazione fine avviene modulando le velocità di estrusione dei singoli propulsori che compongono il dispositivo di estrusione, andando ad aumentarla/diminuirla in funzione di un aumento/diminuzione della percentuale di materiale estruso da un determinato propulsore che deve andare a comporre una certa porzione del prodotto finito.

Tuttavia tale scenario risulta spesso essere incompatibile con gli standard di volumi produttivi desiderati.

Infatti, esistono dei limiti alla velocità di lavoro dei propulsori imposti dalle caratteristiche fisiche dei materiali impiegati, che tendono a deteriorarsi sostanzialmente quando processati ad una velocità troppo elevata o troppo bassa (rispetto alle caratteristiche di efflusso ideali dei materiali stessi).

Tale problema potrebbe in linea di principio essere risolto andando ad aumentare le dimensioni del dispositivo, andando quindi ad aumentare il volume di materiale processabile contemporaneamente, permettendo quindi di aumentare il volume di materiale estruso a parità di velocità di processo.

Tuttavia, questa soluzione non è efficientemente applicabile ai processi di estrusione, in special modo quando si vogliono realizzare estrusi segmentati (in senso sia “assiale”, e cioè con una suddivisione alternata di due o più materiali lungo l’asse di estrusione, e/o anche in senso “radiale” e cioè con una suddivisione a raggi via via crescenti di due o più sezioni trasversali in due o più materiali in un piano ideale normale all’asse di estrusione), in quanto implicherebbe una riduzione nella velocità di processo di ciascun propulsore coinvolto.

Le problematiche nascenti in questo tipo di processi risulteranno più chiare mediante il seguente esempio: in corrispondenza di una porzione di segmentazione, dove ci si trova ad avere percentuali tendenti allo 0% di un primo materiale e percentuali tendenti al 100% di un secondo materiale, è necessario imporre velocità di estrusione sempre minori per l’estrusore del primo materiale e sempre maggiori per l’estrusore del secondo materiale.

In tale scenario, si vuole garantire al contempo un volume di produzione che sia il più elevato possibile, mantenendo al tempo stesso la velocità di lavorazione dei propulsori entro i limiti di deterioramento (inteso sia in termini “meccanici” e/o anche “termici”, a seconda delle diverse possibili condizioni di efflusso), e cioè del secondo materiale, per esempio fra i 5 ed i 50 giri al minuto (rpm).

Per soddisfare tale necessità è possibile come sopra indicato aumentare le dimensioni del dispositivo, riducendo la velocità di processo mantenendo però elevati volumi produttivi.

Tuttavia, tale soluzione comporta anche una diminuzione della velocità del propulsore del primo materiale, che potrebbe così andare ad essere troppo bassa per essere controllabile.

Infatti, al di sotto di una certa soglia di velocità operativa del propulsore, per esempio al di sotto di 1 rpm, diventa sostanzialmente impossibile rilevare efficientemente e correggere eventuali errori od imprecisioni del processo di estrusione: si noti anche che in queste particolari condizioni di efflusso, un maggiore tempo di residenza del materiale all’interno dell’estrusore implica una maggiore degradazione termica.

Tale criticità è però sentita anche nel caso in cui venga utilizzato un unico materiale per realizzare il prodotto finito.

Infatti, anche in tale situazione risulta essere impossibile aumentare le velocità di processo oltra ad una certa soglia imposta dai limiti fisici di tolleranza del materiale impiegato, tuttavia una aumento della portata della testa di estrusione impedirebbe di ridurre sotto una certa soglia la velocità di estrusione, perché ci si andrebbe a trovare a lavorare in regimi scarsamente controllabili e gestibili con conseguente detrimento della qualità del prodotto finito e, ancora più importante, impedirebbe di avere una calibrazione fine della quantità di materiale da estrudere.

Pertanto, risulta evidente come sia cruciale, per la realizzazione di prodotti di elevata qualità, una gestione ottimale del dispositivo di estrusione in particolare per quanto riguarda le velocità con cui operano i propulsori.

Quanto sopra esposto si aggiunge ulteriormente a problematiche logistiche di gestione dello spazio attorno al macchinario di estrusione, che non sempre permettono l’installazione di numerosi impianti di estrusione indipendenti che vanno a convergere in un medesimo punto, in una medesima linea produttiva, in maniera tale da concorrere alla realizzazione di uno stesso prodotto.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è quello di proporre una dispositivo di estrusione che superi almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un dispositivo di estrusione in grado di permettere un controllo accurato e preciso della velocità di estrusione, andando al contempo a massimizzare il volume produttivo.

È altresì obiettivo della presente invenzione fornire un dispositivo di estrusione che permette di aumentare sensibilmente il volume produttivo, mantenendo la velocità di estrusione all’interno di un intervallo in cui sia controllabile in maniera precisa e che non causi un deterioramento del materiale in estrusione.

È altresì scopo della presente invenzione mettere a disposizione una testa di estrusione compatta in grado di ridurre l’ingombro di tale tipologia di dispositivi facilitando al contempo la realizzazione di prodotti di piccole dimensioni.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una testa di estrusione, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Secondo la presente invenzione viene mostrato un dispositivo di estrusione comprende almeno una stazione di alimentazione adatta a contenere un materiale da estrudere; una pluralità di propulsori operativamente connessi ad almeno una stazione di alimentazione per ricevere il materiale da estrudere ed almeno una testa di estrusione connessa ad almeno un propulsore.

Ciascun propulsore è inoltre selettivamente attivabile per modulare una velocità di estrusione e/o quantità di materiale da estrudere in uscita dalla testa di estrusione.

In particolare, ciascun propulsore è configurato per operare ad una velocità di estrusione esemplificativamente compresa tra i 5 ed i 50 rpm generando una quantità di materiale estruso complessiva in uscita dalla testa di estrusione proporzionalmente correlata alle caratteristiche dell’impianto e/o alle caratteristiche del materiale polimerico lavorato dall’impianto stesso.

Preferibilmente, il dispositivo di estrusione comprende un dispositivo termoregolatore (ad esempio, ma non limitativamente, un bagno termostatico) attivo contemporaneamente su almeno una coppia di propulsori in maniera tale da regolarne una temperatura comune di estrusione.

Ancora più preferibilmente, il dispositivo termoregolatore è attivo contemporaneamente su ciascun propulsore.

Tale configurazione permette di operare e controllare la temperatura del dispositivo di estrusione mediante un unico dispositivo termoregolatore, riducendo i costi e la complessità realizzativa del dispositivo.

Preferibilmente il dispositivo comprende inoltre una pluralità di elementi termoregolatori, per esempio una pluralità di resistori, ciascuno dei quali connesso ad un rispettivo propulsore per regolarne una temperatura individuale di estrusione.

Tale configurazione permette di operare una regolazione fine della temperatura di lavoro dei singoli propulsori in maniera indipendente.

Preferibilmente il dispositivo comprende ulteriormente un alloggiamento configurato per contenere la pluralità di propulsori.

In accordo con un particolare aspetto, il dispositivo di estrusione comprendente una stazione di alimentazione adatta a contenere un materiale da estrudere; una pluralità di propulsori, ciascuno operativamente connesso alla stazione di alimentazione per ricevere il materiale da estrudere ed una testa di estrusione connessa a ciascun propulsore per ricevere il materiale da estrudere.

In accordo con un ulteriore aspetto il dispositivo di estrusione comprende una pluralità di stazioni di alimentazione, ciascuna delle quali adatta a contenere un rispettivo materiale da estrudere differente; una pluralità di propulsori, operativamente connessi ad una rispettiva stazione di alimentazione per ricevere un rispettivo materiale da estrudere ed una testa di estrusione connessa a ciascun propulsore il materiale da estrudere.

Preferibilmente, secondo tale aspetto, il dispositivo di estrusione comprende inoltre una camera di miscelazione, interposta tra la pluralità di propulsori e la testa di estrusione, configurata per effettuare una miscelazione omogenea dei materiali da estrudere in uscita dai rispettivi propulsori.

In accordo con un ulteriore possibile aspetto il dispositivo di estrusione comprende:

- una prima stazione di alimentazione adatta a contenere un primo materiali da estrudere;

- una seconda stazione di alimentazione adatta a contenere un secondo materiale da estrudere;

- una pluralità di propulsori che comprende:

- un primo propulsore operativamente connesso alla prima stazione di alimentazione per ricevere il primo materiale da estrudere;

- un secondo propulsore operativamente connesso alla seconda stazione di alimentazione per ricevere il secondo materiale da estrudere;

- un terzo propulsore selettivamente connettibile alla prima o seconda stazione di alimentazione per ricevere rispettivamente il primo o secondo materiale da estrudere;

- una pluralità di teste di estrusione, ciascuna delle quali connessa ad almeno un propulsore per ricevere il primo o secondo materiale da estrudere.

Preferibilmente, in accordo con tale aspetto il dispositivo di estrusione comprendente un primo dispositivo di selezione disposto in ingresso al terzo propulsore e configurato per effettuare una commutazione di tale propulsore da un prima configurazione di alimentazione in cui è operativamente connesso alla prima stazione di alimentazione ed una seconda configurazione di alimentazione in cui è operativamente connesso alla seconda stazione di alimentazione.

Preferibilmente la pluralità di teste di estrusione comprende una prima testa di estrusione operativamente connessa al primo e terzo propulsore per ricevere il primo materiale da estrudere ed una seconda testa di estrusione operativamente connessa al secondo e terzo propulsore per ricevere il secondo materiale da estrudere.

In accordo con tale aspetto il dispositivo di estrusione comprende ulteriormente un secondo dispositivo di selezione disposto in uscita al terzo propulsore e configurato per effettuare una commutazione di tale propulsore da un prima configurazione di estrusione in cui il terzo propulsore è operativamente connesso alla prima testa di estrusione ed una seconda configurazione di estrusione in cui il terzo propulsore è operativamente connesso alla seconda testa di estrusione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una testa di estrusione, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 mostra un dispositivo di estrusione in accordo con una prima possibile forma realizzativa;

- la figura 2 mostra un dispositivo di estrusione schematica di una testa di estrusione in accordo con una seconda possibile forma realizzativa; - la figura 3 mostra un dispositivo di estrusione schematica di una testa di estrusione in accordo con una terza possibile forma realizzativa.

Nelle figure allegato con il riferimento 1 è generalmente indicato un dispositivo di estrusione in accordo con la presente invenzione.

Il dispositivo di estrusione 1 comprende almeno una stazione di alimentazione 2, una pluralità di propulsori 3 ed almeno una testa di estrusione 4.

Per stazione di alimentazione 2 si intende un serbatoio, una tramoggia od un qualunque alto contenitore adatto a immagazzinare un materiale da estrudere ed alimentarlo ad una componente successiva del dispositivo di estrusione, disposta a valle della stazione di alimentazione 2.

Ai fini della presente descrizione viene indicato con il generico termine “materiale da estrudere” qualunque materiale notoriamente impiegabile nel settore dei processi di estrusione, per esempio materiali plastici, polimerici od altri.

Ogni propulsore 3 è operativamente connesso ad almeno una stazione di alimentazione 2, in maniera tale da poter ricevere da essa il materiale da estrudere.

La testa di estrusione è connessa ad almeno un propulsore 3 per ricevere da esso il materiale da estrudere.

In altre parole, il dispositivo di estrusione 1 definisce un flusso di estrusione che va dalla stazione di alimentazione 2 alla testa di estrusione 4, passando per il propulsore 3 che risulta essere connesso in ingresso alla stazione di alimentazione 2 ed in uscita alla testa di estrusione 4.

Inoltre, ciascun propulsore 3 è selettivamente attivabile per permettere di modulare una velocità di estrusione e/o quantità di materiale da estrudere in uscita dalla testa di estrusione.

In particolare, ciascun propulsore 3 è configurato per operare ad una velocità di estrusione compresa tra 5 rpm e 50 rpm, generando una quantità di materiale estruso in uscita dalla testa di estrusione proporzionalmente correlata.

In altre parole, l’attivazione/disattivazione selettiva dei singoli propulsori, permette di ottenere una regolazione estremamente precisa dei parametri operativi di funzionamento del dispositivo di estrusione 1, in particolare relativamente alla velocità operativa dei propulsori 3 e alla portata della testa di estrusione 4.

Infatti, se si vuole aumentare la portata di uno o più materiali da estrudere, è possibile modulare la velocità operativa dei singoli propulsori associati alla stazione di alimentazione contenente quel materiale, in maniera tale da ottenere tale aumento, semplicemente attivando o aumentando la velocità di uno o più propulsori 3, mantenendo una velocità sufficientemente bassa da poter evitare il danneggiamento del materiale da estrudere, in quanto la variazione è suddivisa tra più propulsori 3 e non deve essere sostenuta per intero da un singolo propulsore 3.

Allo stesso modo, se si vuole ridurre la portata di uno o più materiali da estrudere, è possibile modulare la velocità operativa dei singoli propulsori associati alla stazione di alimentazione contenente quel materiale, in maniera tale da ottenere tale riduzione, semplicemente disattivando o riducendo la velocità di uno o più propulsori 3, mantenendo una velocità sufficientemente elevata da poter essere correttamente controllata e corretta in caso di errori, in quanto anche in questo caso la variazione è suddivisa tra più propulsori 3 e non deve essere sostenuta per intero da un singolo propulsore 3.

Una più precisa definizione dei differenti possibili percorsi del flusso di estrusione attraverso il dispositivo di estrusione 1 e le possibili specifiche connessioni tra le sue componenti verranno maggiormente dettagliati nel seguito, contestualmente ad una presentazione specifica di alcune possibili forme realizzative preferite della presente invenzione.

In generale, il dispositivo di estrusione 1 comprende un dispositivo termoregolatore che è attivo contemporaneamente su almeno una coppia di estrusori in maniera tale da regolarne una temperatura comune di estrusione.

Vantaggiosamente il dispositivo termoregolatore può essere attivo contemporaneamente su ciascun propulsore 3 del dispositivo di estrusione 1.

Se si processa un unico materiale, oppure più materiali presentanti parametri di lavorazione simili, è possibile che i propulsori 3 del dispositivo di estrusione 1 possano lavorare efficientemente al raggiungimento di una temperatura che è la stessa per tutti i propulsori 3.

Pertanto il dispositivo termoregolatore permette di semplificare notevolmente la struttura realizzativa del dispositivo di estrusione 1, in quanto permette di impostare un set di temperature comune di riferimento per i propulsori 3 ad esso associati.

In questo modo, viene applicata a ciascun propulsore 3 un set di temperature comune di estrusione senza la necessità di progettare ed installare un differente sistema di termoregolazione per ogni singolo propulsore 3, con conseguente risparmio in termini di componenti, costi ed ingombro.

Preferibilmente tale dispositivo termoregolatore è realizzato mediante una massa metallica termostatata (o comunque secondo un dispositivo funzionalmente equivalente) nella quale sono immersi o ricavati i propulsori 3 al fine di regolarne la temperatura quando il dispositivo è in uso.

Per poter operare correttamente anche in situazioni in cui si usino più materiali differenti o in cui le differenti caratteristiche chimico/fisiche dei materiali da estrudere coinvolti in un determinato processo produttivo rendono non efficiente l’applicazione di un’unica temperatura comune di estrusione, il dispositivo di estrusione comprende una pluralità di elementi termoregolatori, ciascuno dei quali è connesso ad un rispettivo propulsore 3 per regolarne un set di temperature individuale di estrusione.

Anche in questo caso però il dispositivo di estrusione 1 risulta essere più efficiente dei dispositivi noti, in quanto è comunque possibile imporre un set di temperature comune di estrusione, per esempio pari alla temperatura di lavorazione del materiale da estrudere presentante la più bassa temperatura di lavorazione fra quelle di tutti i materiali coinvolti. Successivamente, si procederà con i singoli elementi termoregolatori ad effettuare una regolazione fine delle temperatura degli altri estrusori 3 adattandole in maniera estremamente veloce e precisa alle particolari caratteristiche dei singoli materiali da estrudere che devono essere processati da tali propulsori 3.

Preferibilmente, gli elementi termoregolatori sono realizzati mediante dei resistori, posti a contatto diretto con rispettivi propulsori 3, in grado di produrre calore per effetto Joule.

Tale soluzione permette di fornire la maggior parte dell’energia necessaria al riscaldamento dei propulsori mediante il dispositivo termoregolatore comune, andando ad effettuare minimi aggiustamenti alla temperatura mediante gli elementi termoregolatori che richiedono poca potenza per funzionare e presentano un ridotta complessità realizzativa. Vantaggiosamente, la pluralità di propulsori 3 è alloggiabile all’interno di un medesimo alloggiamento, che permette quindi di ottenere una struttura particolarmente compatta e semplice da gestire, migliorandone la trasportabilità riducendone l’ingombro.

In accordo con una particolare forma realizzativa, mostrata in maniera dettagliata in Fig. 1, il dispositivo di estrusione 1 comprende una stazione di alimentazione 2 che adatta a contenere un materiale da estrudere.

Sempre in accordo con tale forma realizzativa il dispositivo di estrusione 1 comprende una pluralità di propulsori 2, ciascuno dei quali è operativamente connesso alla stazione di alimentazione, per ricevere da essa il materiale da estrudere ed una testa di estrusione 4 connessa a ciascun propulsore 3.

Tale forma realizzativa permette di ottenere elevate portate di materiale estruso, velocizzando significativamente il processo produttivo, mantenendo al contempo la possibilità di effettuare una regolazione fine sulla velocità di estrusione andando ad operare segmentare l’alimentazione della testa di estrusione 4 andando ad agire su più propulsori 3 simultaneamente invece che su un singolo propulsore 3.

Tale configurazione permette quindi di ottenere delle variazioni di velocità sostanzialmente più rapide e precise.

Infatti, se si vuole ottenere un aumento/riduzione della portata di materiale estruso il conseguente aumento/riduzione di velocità operativa del propulsore 3 non deve essere assorbito da un singolo propulsore 3, la qual cosa potrebbe richiedere anche tempi lunghi per ottenere una sostanziale variazione di velocità, ma viene suddivisa tra una pluralità di propulsori 3, andando a ridurre i tempi di commutazione tanto più marcatamente tanto è maggiore il numero di propulsori 3 tra i quali tale variazione è suddivisa.

In accordo con una ulteriore possibile forma realizzativa, mostrata in maniera più dettagliata nell’allegata Fig. 2, il dispositivo di estrusione comprende una pluralità di stazioni di alimentazione 2, ciascuna delle quali è adatta a contenere un rispettivo materiale da estrudere differente ed una pluralità di propulsori 3, ciascuno dei quali è operativamente connesso ad una rispettiva stazione di alimentazione per ricevere da essa un rispettivo materiale da estrudere.

In altre parole, sono presenti tante stazioni di alimentazione 2 quanti sono i materiali necessari per la realizzazione dell’oggetto che si vuole produrre e ciascun propulsore 3 è collegato ad una differente stazione di alimentazione per ricevere da essa, e quindi processare, un differente materiale.

Sempre in accordo con tale forma realizzativa il dispositivo di estrusione 1 comprende inoltre una testa di estrusione 4, disposta a valle di dei propulsori 3, connessa a ciascuno di essi per ricevere il materiale da estrudere.

Preferibilmente, il dispositivo di estrusione 1 comprende una camera di miscelazione 5, interposta tra la pluralità di propulsori 3 e la testa di estrusione 4, configurata per effettuare una miscelazione omogenea dei materiali da estrudere in uscita dai rispettivi propulsori 3.

In altre parole, in accordo con tale forma realizzativa, è possibile ottenere una regolazione fine di velocità di estrusione e/o quantità di materiale da estrudere in uscita dalla testa di estrusione anche in prodotti realizzabili mediante una miscelazione di più materiali differenti.

In accordo con una ulteriore possibile forma realizzativa, mostrata in maniera più dettagliata nelle allegate Fig. 3A, 3B, il dispositivo di estrusione 1 comprende due stazioni di alimentazione 2, nello specifico una prima stazione di alimentazione 2a adatta a contenere un primo materiali da estrudere ed una seconda stazione di alimentazione 2b adatta a contenere un secondo materiale da estrudere.

Il dispositivo di estrusione 1 comprende inoltre una pluralità di propulsori 3, in particolare primo propulsore 3a operativamente connesso alla prima stazione di alimentazione 2a per ricevere il primo materiale da estrudere; un secondo propulsore 3b operativamente connesso alla seconda stazione di alimentazione 2b per ricevere il secondo materiale da estrudere ed un terzo propulsore 3c selettivamente connettibile alla prima o seconda stazione di alimentazione 2a, 2b per ricevere rispettivamente il primo o secondo materiale da estrudere.

In altre parole il dispositivo di estrusione 1 comprende un primo ed un secondo propulsore 3a, 3b direttamente collegati ed alimentabili tramite rispettivamente la prima e la seconda stazione di alimentazione 2a, 2b, più un terzo propulsore 3c che può essere selettivamente alimentato tramite la prima oppure la seconda stazione di alimentazione 2a, 2b, permettendo in questo modo di andare a processare all’interno del terzo propulsore 3c alternativamente il primo od il secondo materiale da estrudere.

Sempre in accordo con tale forma realizzativa il dispositivo di estrusione 1 comprende una pluralità di teste di estrusione 4, ciascuna delle quali è connessa ad almeno un propulsore 3a, 3b, 3c per ricevere il primo o secondo materiale da estrudere.

Per permettere una corretta gestione del flusso di estrusione, il dispositivo di estrusione 1 comprende un primo dispositivo di selezione 6 disposto in ingresso al terzo propulsore 3c e configurato per effettuare una commutazione di tale terzo propulsore 3c da un prima configurazione di alimentazione, in cui esso è operativamente connesso alla prima stazione di alimentazione 2a per ricevere il primo materiale da estrudere, ed una seconda configurazione di alimentazione, in cui esso è operativamente connesso alla seconda stazione di alimentazione 2b per ricevere il secondo materiale da estrudere.

In particolare, come mostrato in Fig. 3B, il dispositivo di estrusione 1 comprende una pluralità di teste di estrusione 4, ciascuna delle quali è connessa ad un rispettivo propulsore 3a, 3b, 3c per ricevere il primo o secondo materiale da estrudere.

In altre parole, il dispositivo di estrusione 1 comprende una prima testa di estrusione 4a collegata al primo propulsore 3a, una seconda testa di estrusione 4b collegata al secondo propulsore 3b ed una terza testa di estrusione 4c collegata al terzo propulsore 3c.

Alternativamente, come mostrato in Fig. 3A, la pluralità di teste di estrusione 4 comprende una prima testa di estrusione 4a, operativamente connessa al primo e terzo propulsore 3a, 3c per ricevere il primo materiale da estrudere, ed una seconda testa di estrusione 4b, operativamente connessa al secondo e terzo propulsore 3b 3c per ricevere il secondo materiale da estrudere.

In altre parole, la prima testa di estrusione 4a è configurata per ricevere il primo materiale da estrudere dal primo propulsore 3a sempre e dal terzo propulsore 3c solamente quando quest’ultimo sta processando il primo materiale da estrudere (ed è quindi connesso alla prima stazione di alimentazione 2a), mentre la seconda testa di estrusione 4b è configurata per ricevere il secondo materiale da estrudere dal secondo propulsore 3b sempre e dal terzo propulsore 3c solamente quando quest’ultimo sta processando il secondo materiale da estrudere (ed è quindi connesso alla seconda stazione di alimentazione 2b).

Secondo tale possibile forma realizzativa, il dispositivo di estrusione 1 comprende un secondo dispositivo di selezione 7 disposto in uscita al terzo propulsore 3c e configurato per effettuare una commutazione di tale terzo propulsore 3c da un prima configurazione di estrusione in cui esso risulta essere operativamente connesso alla prima testa di estrusione 4a per trasferirle il primo materiale da estrudere ed una seconda configurazione di estrusione in cui esso risulta essere operativamente connesso alla seconda testa di estrusione 4b per trasmetterle il secondo materiale da estrudere.

In altre parole, mediante il primo dispositivo di selezione 6 è possibile andare ad aprire/chiudere selettivamente rispettive porzioni di collegamento tra il terzo propulsore 3c ed la prima o seconda stazione di alimentazione 2a, 2b in maniera tale da permette di alimentare selettivamente, preferibilmente in maniera alternativa, il primo o il secondo materiale da estrudere.

Alla luce di quanto sopra esposto, la presente invenzione raggiunge gli scopi proposti, superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota mettendo a disposizione un dispositivo di estrusione che permette di ottimizzare il processo di estrusione garantendo allo stesso tempo elevati volumi produttivi ed elevata qualità del prodotto realizzato.

In particolare, la struttura della presente invenzione permette di ottenere una regolazione precisa della velocità di estrusione del dispositivo di estrusione, garantendo allo stesso tempo elevati volumi produttivi nonché una migliore e più ampia possibilità di definire velocità di efflusso (ad esempio, particolarmente basse) in coordinazione e/o simultaneità con un’altrettanto ampia gamma di portate (ad esempio, particolarmente elevate).

Si noti anche che grazie all’architettura “multi-propulsore” fin qui descritta e di seguito rivendicata, è possibile ottenere un estrusore con un rapporto larghezza/lunghezza molto favorevole (ed in particolare, un estrusore molto corto in rapporto alla portata totale esprimibile) grazie al fatto che l’invenzione permette di definire cooperativamente – suddividendola – la portata totale su più camere di propulsione: ciò ne consente una più agevole integrazione sistemica in diversi tipi di macchinario quali ad esempio bracci robotici antropomorfi e nonantropomorfi o teste di stampa 3D.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di estrusione comprendente: - almeno una stazione di alimentazione (2) adatta a contenere un materiale da estrudere; - una pluralità di propulsori (3), ciascun propulsore (3) essendo operativamente connesso ad almeno una stazione di alimentazione (2) per ricevere da detta almeno una stazione di alimentazione (2) il materiale da estrudere; - almeno una testa di estrusione (4), disposta a valle di detta pluralità di propulsori (3), connessa ad almeno un propulsore (3) per ricevere da detto propulsore (3) il materiale da estrudere; in cui ciascun propulsore (3) è selettivamente attivabile per modulare una velocità di estrusione e/o quantità di materiale da estrudere in uscita dalla testa di estrusione (4).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, comprendente un dispositivo termoregolatore, preferibilmente un bagno termostatico, attivo contemporaneamente su almeno una coppia di propulsori (3) in maniera tale da regolare una temperatura comune di estrusione di detta almeno una coppia di propulsori (3).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui il dispositivo termoregolatore è attivo contemporaneamente su ciascun propulsore (3).
4. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente una pluralità di elementi termoregolatori, preferibilmente una pluralità di resistori, ciascun elemento termoregolatore essendo connesso ad un rispettivo propulsore (3) per regolarne una temperatura individuale di estrusione di detto rispettivo propulsore (3).
5. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun propulsore (3) è configurato per operare ad una velocità di estrusione compresa tra 5 rpm e 50 rpm generando una quantità di materiale estruso complessiva in uscita dalla testa di estrusione (4) proporzionalmente correlata.
6. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un alloggiamento configurato per contenere la pluralità di propulsori (3).
7. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente: - una stazione di alimentazione (2) adatta a contenere un materiale da estrudere ; - una pluralità di propulsori (3), ciascun propulsore (3) essendo operativamente connesso alla stazione di alimentazione (2) per ricevere da detta stazione di alimentazione (2) il materiale da estrudere; - una testa di estrusione (4), disposta a valle di detta pluralità di propulsori (3), connessa a ciascun propulsore (3) per ricevere da detti propulsori (3) il materiale da estrudere;
8. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1-6, comprendente: - una pluralità di stazioni di alimentazione (2), ciascuna stazione di alimentazione (2) essendo adatta a contenere un rispettivo materiale da estrudere differente; - una pluralità di propulsori (3), ciascun propulsore (3) essendo operativamente connesso ad una rispettiva stazione di alimentazione (2) per ricevere da detta stazione di alimentazione (2) un rispettivo materiale da estrudere; - una testa di estrusione (4), disposta a valle di detta pluralità di propulsori (3), connessa a ciascun propulsore (3) per ricevere da detti propulsori (3) il materiale da estrudere;
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, comprendente una camera di miscelazione (5), interposta tra la pluralità di propulsori (3) e la testa di estrusione (4), configurata per effettuare una miscelazione omogenea dei materiali da estrudere in uscita dai rispettivi propulsori (3).
10. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1-6, comprendente: - una prima stazione di alimentazione (2a) adatta a contenere un primo materiali da estrudere; - una seconda stazione di alimentazione (2b) adatta a contenere un secondo materiale da estrudere; - una pluralità di propulsori (3) comprendente: - un primo propulsore (3a) operativamente connesso alla prima stazione di alimentazione (2a) per ricevere da detta prima stazione di alimentazione (2a) il primo materiale da estrudere; - un secondo propulsore (3b) operativamente connesso alla seconda stazione di alimentazione (2b) per ricevere da detta seconda stazione di alimentazione (2b) il secondo materiale da estrudere; - un terzo propulsore (3c) selettivamente connettibile alla prima o seconda stazione di alimentazione (2a, 2b) per ricevere da detta prima o seconda stazione di alimentazione (2a, 2b) rispettivamente il primo o secondo materiale da estrudere; - una pluralità di teste di estrusione (4), disposte a valle di detta pluralità di propulsori (3), ciascuna testa di propulsione essendo connessa ad almeno un propulsore (3a, 3b, 3c) per ricevere da detto propulsore (3) il primo o secondo materiale da estrudere;
11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, comprendente un primo dispositivo di selezione (6) disposto in ingresso al terzo propulsore (3c) e configurato per effettuare una commutazione di detto terzo propulsore (3c) da un prima configurazione di alimentazione in cui il terzo propulsore (3c) è operativamente connesso alla prima stazione di alimentazione (2a) per ricevere da detta prima stazione di alimentazione (2a) il primo materiale da estrudere ed una seconda configurazione di alimentazione in cui il terzo propulsore (3c) è operativamente connesso alla seconda stazione di alimentazione (2b) per ricevere da detta seconda stazione di alimentazione (2b) il secondo materiale da estrudere.
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui la pluralità di teste di estrusione (4): - una prima testa di estrusione (4a) operativamente connessa al primo e terzo propulsore (3a ,3c) per ricevere da detti primo e terzo propulsore (3a ,3c) il primo materiale da estrudere; - una seconda testa di estrusione (4b) operativamente connessa al secondo e terzo propulsore (3b, 3c) per ricevere da detti secondo e terzo propulsore (3b ,3c) il secondo materiale da estrudere.
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, comprendente un secondo dispositivo di selezione (7) disposto in uscita al terzo propulsore (3c) e configurato per effettuare una commutazione di detto terzo propulsore (3c) da un prima configurazione di estrusione in cui il terzo propulsore (3c) è operativamente connesso alla prima testa di estrusione (4a) per trasferire a detta prima testa di estrusione (4a) il primo materiale da estrudere ed una seconda configurazione di estrusione in cui il terzo propulsore (3c) è operativamente connesso alla seconda testa di estrusione (4b) per trasmettere a detta seconda testa di estrusione (4b) il secondo materiale da estrudere.