CONTENITORI DI SORPRESE A NORMA DI LEGGE

Lo stampo di questo mese è destinato alla produzione di un barilotto con cerniera, contenitore di sorprese da porre all’interno di un alimento (fig. 1); al 99% si tratta di uova di cioccolato, un prodotto che tutti conosciamo molto bene. Dentro l’uovo di cioccolato è inserita, per garantire l’igiene dell’alimento, una capsula di plastica all’interno della quale si trova la sorpresa. Le sorprese sono rappresentate quasi sempre da piccoli e ingegnosi giocattoli di plastica, raramente di altri materiali (legno o lega metallica). Lo studio per la progettazione della forma,dell’ingombro e della posizione dei pezzi da inserire nell’involucro (costituito da due calotte semi ovoidali unite da una cerniera) necessita di precisi calcoli di volumetria. Ebbene, a partire dal 15 di luglio 2011 questi contenitori di oggettini, sorprese, per alimenti, uova di Pasqua e quant’altro sono soggetti a nuove normative di sicurezza.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ghilardi Stampi Srl di Cologno Monzese (MI) ha recentemente messo a punto lo stampo di un contenitore rispettoso di tali normative, le quali impongono – tra l’altro – che le sue due metà unite dalla cerniera,non debbano separarsi, poiché potrebbero essere ingerite dal bambino.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CARTA D’iDENTITÀ DELLO STAMPO

• Fabbricante 

Ghilardi Stampi Srl – Via Siviglia, 1/3 – 20093 Cologno Monzese (MI)

Tel. 02 2546580, 02 254 4041 – www.ghilardistampi.com

• Materiali:
tassello matrice – Stavax tmp 52/54 hrc

tassello estrazione – Stavax tmp 52/54 hrc

maschi – Stavax tmp 46/48 hrc + wcc

tassellino cerniera  – Collex tmp 44/46 hrc+wcc

• Dimensioni: X 546-Y446-Z460.

• Impiego:  Produzione barilotto con cerniera in Polipropilene copolimero

• Metodologie di progettazione:  Cad 3D Cimatron

• Messa in produzione: con Cam Sum.

• Tecnologie di lavorazione: 

Fresatura su centro di lavoro DMG HSC 75 linear

Erosione a tuffo Charmilles roboform 21

• Produzione prevista: 9.000 pezzi all’ora.

L’oggetto e le severe norme di sicurezza 

La condizione che il barilotto deve rimane intero dopo l’apertura comporta certe caratteristiche del barilotto stesso. L’oggetto deve rimanere unico,  il bambino non deve assolutamente riuscire a romperlo altrimenti potrebbe ingerirlo. Dunque, il medesimo oggetto deve resistere ad una torsione di 0,34Nm (circa 2 giri) in un senso e nell’altro, seguita da una tensione a trazione di circa 90 N  (Circa 10Kg)
Infine, una volta aperto, la sua superficie non deve essere inferiore a determinate dimensioni, tali da non consentire l’ingerimento da parte del bambino; addirittura bisogna evitare che il bambino stesso lo possa usare come una mascherina e rimanere soffocato. Per soddisfare questo tipo di stress e di tensioni, è stato scelto come materiale del barilotto un polipropilene copolimero. Un intervento fondamentale in fase di progettazione dell’oggetto è stata l’individuazione del punto ideale di interruzione delle linee di prerottura. Il punto dove si interrompono, infatti, deve trovarsi dove le molecole del materiale passano perpendicolarmente cosicché la forza necessaria a rompere il barilotto aumenti notevolmente. Questo accorgimento ha molto complicato la progettazione sia del barilotto sia dello stampo, ed è stato necessario ricorrere alla simulazione di flusso preventiva; questo prezioso strumento ha consentito di vedere  il senso delle molecole e agire di conseguenza.

Lo stampo

Pur non essendo uno stampo particolarmente tecnico, esso ha richiesto una precisione veramente spinta, soprattutto per realizzare i tre maschi (fig. 2) e un tassello centrale con quattro dentini di misura quasi microscopica (fig. 3), soggetti ad usura e a rottura. Nelle prove di stampaggio si è registrata la rottura di due dentini dopo circa 400.000 colpi. Dovendo scegliere, si è deciso di “penalizzare” il tassellino perché più semplice da cambiare. Nello stampo, oltre ai centraggi tradizionali di produzione esterni, ogni singola figura ha centraggi nei due sensi per garantire la massima precisione di accoppiamento fra le figure stesse. Le due piastre che portano le impronte (fig. 4, piastra matrici) contengono una sorta di vasca nella quale ci sono i vari tasselli; le viti non vengono strette inizialmente per consentire la chiusura dello stampo in modo tale che gli stessi tasselli si accoppino esattamente, quindi si riapre lo stampo per stringere definitivamente le viti.

Questo processo assicura il centraggio su ogni singola figura. La fabbricazione dello stampo non ha comportato particolari problemi; la maggior parte delle figure sono state fatte per fresatura a 5 assi e per elettroerosione. Qualche difficoltà è stata riscontrata nell’aggiustaggio dei coni dei maschi, che non sono rotondi, ma di forma piuttosto irregolare (fig. 5); ovviamente un aggiustaggio conico su una ghiera di estrazione di un pezzo rotondo è più semplice che di un pezzo ovoidale. Per quanto precise, anche le rettifiche a controllo numerico di fronte a questi profili vengono messe a dura prova; va sottolineato che il cono di estrazione del maschio è fatto di rettifica, mentre il cono della ghiera di estrazione (fig. 8) è fatto di erosione a filo, quindi ci sono due computer che elaborano in maniera diversa l’approccio alla curva e al rettilineo successivo. Ciò nonostante, i tempi di aggiustaggio sono stati abbastanza brevi.

Il porta stampo è in acciaio inossidabile così come le figure, temprate a 48 Rockwell; per il tassello centrale si è deciso un livello di tempra più basso, al fine di renderlo più morbido; infatti, dovendo toccare tutte le volte contro la matrice, alla lunga doveva cedere, di conseguenza era meglio penalizzare un solo tassello, il meno oneroso.

La progettazione

In fase di progettazione sono stati ottimizzati al massimo i raffreddamenti dei maschi e delle ghiere di estrazione; tanto per dare un idea, lo stampo contiene circa 240 tappi di chiusura o di deviazione e circa 120 metri di forature profonde.  Il raffreddamento è complicato, perché le figure sono tenute da tasselli a gruppi di due, perciò entrare in ogni singolo tassello e “girare attorno” ad ogni figura non è facile: un solo tassello di estrazione necessita di un metro di raffreddamento. Un’altra operazione che ha richiesto parecchio impegno è stato il calcolo degli spessori, perché bisognava fare un pezzo che, una volta chiuso, avesse una certa consistenza, pur non dovendo superare un determinato peso, altrimenti sarebbe stato invendibile per il costo elevato. Uno strumento prezioso è stata la modellazione a cad 3D, specialmente perché lo stampista – contrariamente alla prassi normale – ha dovuto studiare il prodotto; in questo caso il cliente ha commissionato sia l’oggetto sia lo stampo.

Va detto che la forma era abbastanza obbligata, perché all’interno di un uovo di cioccolato di dimensioni ben stabilite doveva starci un barilotto di facile chiusura con una sorpresa la più grande possibile. Ebbene, il barilotto ha superato tutte le prove meccaniche ed è stato certificato.

Ghilardi Stampi attualmente provvede anche alla produzione , in quanto l’azienda è interessata a testare e monitorare di persona il processo affidato allo stampo, che sta lavorando 24 ore al giorno. Sono informazioni davvero preziose per un’attrezzeria! Lo stampo attualmente ha già fatto più di un milione di cicli producendo circa 20 milioni di barilotti in poco meno di 4 mesi.

Conclusione

Dunque, non è soltanto lo stampo in sé che merita l’attenzione di questo articolo, ma tutto quello che ci sta a monte nonché tutti i problemi che lo stampo stesso ha risolto, al di là della solita tecnicità dell’attrezzatura. Sono state pienamente soddisfatte le esigenze del cliente, il quale chiedeva almeno 7 colpi al minuto mentre la pressa attualmente “viaggia” a circa 10 colpi al minuto. Oltre alla classica manutenzione ordinaria, lo stampo richiede la sostituzione del tassellino centrale, vero punto critico tra tutti i componenti figura,il quale presenta 4 puntine sporgenti molto piccole, che ogni 6 secondi vanno ad appoggiarsi contro la matrice (fig. 7) e quindi soggette ad inevitabile rottura anche se, ci segnala il costruttore, che fino ad ora se ne sono rotti soltanto due. Sono in corso sperimentazioni di accoppiamenti con  materiali diversi, per ottenere una durata maggiore.

2 Commenti

  1. PRESTI GIOVANNI
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    Avola 05/04/2017

    Buongiorno
    Interessato aquisto bussolotti per uova pasquali in attesa
    Distinti saluti

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