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La progettazione di uno stampo per iniezione deve considerare non solo i materiali che verranno utilizzati, ma anche il modo in cui ogni componente funzionerà sotto le reali pressioni operative. Gli stampi che si rompono precocemente sono frustranti e costosi in termini di spreco di tempo e disagio, quindi una progettazione durevole vale l'investimento. Non importa se si tratta di settore automobilistico, elettronico o beni di consumo, l'obiettivo è avere uno stampo affidabile in grado di produrre pezzi coerenti con tempi di fermo minimi.
Fattori Chiave nella Progettazione di Stampi per Iniezione a Lunga Durata
La scelta di un materiale resistente è la prima fase nella realizzazione di uno stampo per iniezione duraturo. Acciai come H13 o P20 hanno una vita molto più lunga rispetto all'alluminio, che invece è la scelta migliore per i prototipi. Decisioni sbagliate possono causare crepe o deformazioni. Successivamente, verificare il design effettivo dello stampo. Un buon design evita angoli vivi, pareti sottili e spessori irregolari, mentre canali di raffreddamento adeguati prevengono danni termici e riducono i tempi di ciclo. Un'azienda elettronica di medie dimensioni ha ridotto i costi di manutenzione di oltre il 20 percento e raddoppiato la vita dello stampo migliorando il flusso di raffreddamento, il bilanciamento delle pareti e passando all'acciaio utensile al nitruri.
Scelta dell'acciaio e dei componenti dello stampo adatti per la durata
Il fattore più essenziale nella produzione di uno stampo duraturo è la scelta dell'acciaio adatto, poiché una scelta inadeguata può portare a cedimenti o rotture. Nella produzione su alto volume, si utilizzano acciai temprati come H13, S7 o P20; l'H13 è resistente al calore e agli urti, il P20 è più morbido ed è impiegato per tirature medie. Nel caso di materiali abrasivi, come le plastiche caricate con vetro, acciai inossidabili quali 420 o 440C offrono resistenza alla corrosione e all'usura. Trattamenti termici e finiture superficiali come la nitrurazione o la cromatura aumentano la durata del prodotto, mentre basi di qualità, spine guida ed espulsori riducono l'usura e i problemi di allineamento. Ad esempio, un'azienda che produce clip automobilistiche in plastica è passata all'utilizzo di acciaio H13 con nitrurazione e spine espulsore di precisione, aumentando la vita dello stampo a oltre 200.000 cicli senza riparazioni significative, rispetto ai precedenti 50.000 cicli.
Consigli per ridurre l'usura negli stampi ad alto ciclo
Nella stampatura ad alto numero di cicli, la riduzione dell'usura dipende dai minimi dettagli: assicurarsi che le parti mobili come slitte, sollevatori e spine di espulsione siano al loro posto, lubrificate o autolubrificanti, e lavarsi spesso le mani poiché anche la minima quantità di sporco può agire come carta vetrata. Non far funzionare gli stampi eccessivamente veloci, poiché il calore e la pressione aggiuntivi ne riducono la vita utile; pertanto, massimizzare il tempo del ciclo per consentire il raffreddamento degli stampi e ottenere una migliore qualità dei pezzi. Una ventilazione adeguata evita l'accumulo di gas che provoca bruciature ed erosioni, mentre la rotazione degli stampi tra diverse macchine permette di distribuire uniformemente l'usura. Un esempio è quello di una fabbrica di tappi per bevande che ha adottato un'espulsione guidata, una lubrificazione frequente e la distribuzione sfalsata degli stampi su due presse, aumentando così la durata degli inserti del nucleo.
Strategie di progettazione per ridurre al minimo la manutenzione dello stampo e i tempi di fermo
Il segreto principale di un costo relativamente più basso nella manutenzione degli stampi e nel mantenimento di un processo produttivo costante risiede nella disponibilità e nella facilità: realizzare inserti intercambiabili nelle zone soggette ad usura elevata, come canali d'ingresso, anime e spine di estrazione, in modo da dover sostituire solo gli elementi danneggiati, e utilizzare spine, boccole e viti standardizzate per averle prontamente disponibili come ricambi. Utilizzare meccanismi semplici, finiture resistenti all'usura come la nitrurazione o il cromo, e canali di raffreddamento aperti facilmente lavabili per prevenire l'incrostazione. Un produttore di apparecchiature mediche ha introdotto inserti laterali a rapido accesso e spine di estrazione standardizzate, riducendo il tempo di riparazione a meno di due ore ed eliminando i ritardi che stavano erodendo ingenti somme di denaro.
