L’impronta dello stampista dal progetto all’oggetto

Fig. 3 – Lo stampo destinato allo stampaggio di materiale termoplastico su pressa Spin-form

Spesso i processi di produzione sono il collo di bottiglia nelle catene logistiche. Ebbene, ci piace considerare lo stampo di questo mese una sorta di strumento per eliminare questi colli di bottiglia e semplificare il processo di produzione del committente. Punti di forza di INglass S.p.A. di San Polo di Piave (TV) sono la rapidità di valutazione dei problemi e la flessibilità nella ricerca di alternative secondo le linee guida decise dal committente. Questa sensibilità si è particolarmente espressa nello scenario di progettazione/produzione nello stampo che segue, realizzato per la produzione della lente anteriore bicolore prodotta da un cliente globale di INglass e destinata a una vettura Ford. La commessa si è contraddistinta per l’ottimo supporto di servizi d’ingegneria e consulenza fin dalle prime fasi progettuali, in diretta interfaccia con il cliente. Il risultato è stato la fornitura di know-how concernente l’intero processo della filiera necessaria per arrivare dal progetto all’oggetto. Il supporto ovviamente si è protratto fino alla fase della prova stampo. L’ottimizzazione delle sinergie, dunque, ha permesso a INglass S.p.A. di rispondere adeguatamente alle performance richieste dal cliente.

A rendere questa sinergia ancora più unica è stato il know how dello stampista concernente le camere calde; INglass produce infatti anche queste, grazie alla sua divisione HRSflow dedicata alla produzione di camere calde, dunque si è espressa al suo meglio nell’evidenziare e analizzare le necessità del committente per ciò che concerne il “sistema stampo” da fornire. Come già accennato, l’oggetto da stampare è la lente del faro anteriore bicolore di una vettura Ford; la lente è in Bi-materiale Policarbonato trasparente e Nero opaco. Le dimensioni della lente sono 700x220x150 mm.

Fig. 2 – Lente del faro anteriore bicolore della vettura Ford

 

 

 

 

 

 

 

 

La collaborazione fra INglass e il cliente finale è iniziata circa un anno prima della campionatura, molto prima di quanto si fa usualmente, ed è proseguita durante le fasi di ottimizzazione del prodotto dopo la prima campionatura. L’ottimizzazione del prodotto è un fiore all’occhiello INglass, in primo luogo per la conoscenza che vanta nel campo degli stampi multicolore e, ultimamente, proprio per le lenti anteriori bicolori. Da un secondo punto di vista, la collaborazione era più che mai necessaria, perché il cliente era alla prima esperienza con la tecnologia delle lenti bicolori. Il supporto dello stampista, dunque, è stato alquanto proficuo, non solo dal punto di vista del prodotto, ma anche del processo, grazie al reparto di stampaggio per la prova stampo che equipaggia l’attrezzeria, il quale in questo particolare progetto ha utilizzato una pressa del tipo Spin-form, cioè con tavola rotativa centrale, pressa del tutto simile a quella del committente.

In tale contesto, INglass ha suggerito alcune modifiche, forte dell’esperienza maturata in progetti simili eseguiti per altri clienti. Sono state fatte ben tre campionature alla presenza del cliente per ottimizzare i parametri d’iniezione presso lo stabilimento di INglass che possiede una pressa SPin-form Engel da ben 2.300T.

 

Carta d’identità dello stampo

• Fabbricante: 

INglass S.p.A. 

Via Piave, 4 

31020 San Polo di Piave (TV) 

tel: +39 0422 750 111 

fax: +39 0422 750 301 

e-mail: info@inglass.it

web: http://www.inglass.it

• Materiali delle varie parti costituenti lo stampo: Parti stampanti della prima fase in acciaio   1.2343 temprato a 46-48HrC; parti stampanti  della seconda fase in acciaio 1.2738HH.

• Dimensioni: due blocchi 1200x1100x930 – 1200x1100x1130

• Peso:  Un blocco di 7.200 Kg e un secondo blocco da 8.300 Kg.

• Impiego: Produzione di lenti bicolori per fari di automobile

• Metodologie di progettazione: Lo stampo è stato progettato con software; Unigraphics NX v7.5 – WS HP Z600

• Messa in produzione:  Cam Cimatron

• Tecnologie di lavorazione: Classica, senza grossi problemi.

• Produzione prevista: 300.000 anno

• Manutenzione: controllo della lubrificazione ogni 20 – 30.000 colpi

Fig. 4 – I due blocchi dello stampo

 

 

 

 

 

 

 

 

Lo stampo

Trattasi di un progetto globale per la fabbricazione di tre stampi identici, due iniziali per l’area NAFTA e un terzo per il polo produttivo europeo di Valeo, che si trova in Francia. Una quarta copia è in fase di fabbricazione per il mercato americano. Lo stampo, destinato allo stampaggio di materiale termoplastico su pressa Spin-form, è composto da una matrice nel lato fisso per la prima fase, da una parte rotativa centrale per i punzoni ed una matrice per la seconda fase sul lato mobile. Le parti stampanti della prima fase sono in acciaio 1.2343 temprato a 46-48HrC; le parti stampanti della seconda fase in acciaio 1.2738HH. L’iniezione avviene tramite camera calda HRSflow, divisione di INglass, in due fasi: una prima fase a iniezione diretta con 1+1 punti ad otturazione (fig. 5), una seconda fase a iniezione diretta con 2+2 punti ad otturazione (fig. 6). Il cliente ha riconosciuto il notevole vantaggio di non dover gestire la materozza (taglio, smaltimento ecc.)

La peculiarità di questo stampo è la pressa Spin-form su cui va montato, cioè unità produttiva con un piano fisso, un piano mobile e un piano centrale che ruota secondo l’asse verticale dello stampo. Lo stampo, che pesa complessivamente 15.500 Kg. è diviso due blocchi: un primo blocco composto da un pezzo di 7.200 Kg per la prima fase dello stampaggio, e un secondo pezzo che stampa la figura trasparente dell’oggetto; un secondo blocco da 8.300 Kg per la seconda fase ovvero lo stampaggio della cornice nera tutta attorno al pezzo. Le dimensioni sono davvero notevoli: un blocco da 1.200 x 1.100 x 9,30 mm di spessore e un blocco da 1.200 x 1.100 x 1.130 mm. È stato dedicato notevole impegno per ottimizzare lo stampo, al fine di rendere stabile il processo, accorgimento assolutamente necessario per stampare un pezzo lungo ben 700 mm, con problematiche di ritiro consistenti nell’intervallo di tempo che passa fra la prima fase di stampaggio e il sovrastampaggio della seconda fase. In questo lasso di tempo i ritiri giocano un ruolo molto importante: occorre trattenere opportunamente il pezzo nella parte rotativa, ed evitare di creare inestetismi sul pezzo stesso, tutte precauzioni da adottare a livello meccanico dello stampo. Un altro fiore all’occhiello di INglass, prezioso per questo tipo di stampi, è il know how nella tecnica d’iniezione, che ha permesso di evitare punti di iniezione con materozza; trattandosi di un oggetto altamente estetico il cliente non tollera alcun minimo difetto. Iniettando direttamente nel pezzo senza dover gestire la materozza, si è ottenuto un ottimo risultato estetico, praticamente a difetto è zero. Dover tagliare la materozza, infatti, comporta il rischio di far confluire piccoli frammenti di materozza all’interno del fanale. È prevista una produzione annuale globale di circa 300.000 pezzi.

Fig. 5 – Camera calda per la prima fase

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modalità di progettazione

Lo stampo è stato progettato con software Unigraphics NX v7.5 – WS HP Z600.

Le principali difficoltà di progettazione risiedono nell’analisi del processo e quindi nel trovare le soluzioni più adatte per risolvere criticità quali il ritiro del particolare durante lo stampaggio, l’iniezione diretta su un oggetto altamente estetico, nonché la necessità di verificare internamente il processo prima di consegnare lo stampo al cliente. La progettazione è iniziata circa un anno prima della campionatura, con un layout di massima e un disegno bidimensionale.

Dopo l’approvazione del cliente, è seguita una modellazione tridimensionale dello stampo; INglass, avendo anche la produzione di camere calde tramite HRSflow e vantando al suo interno un profondo know how di Mold Flow, ha tutti gli strumenti necessari per verificare sia l’aspetto d’iniezione sia l’aspetto di cooling dello stampo stesso. Tutte queste verifiche sono state eseguite di pari passo con la progettazione tridimensionale, il cui risultato è stato discusso con il cliente per l’approvazione finale.

Dall’approvazione del progetto alla consegna dello stampo sono trascorsi circa 22 settimane. Un’ultima difficoltà in fase di progettazione è derivata dalla volontà dello stampista di gestire al meglio con il cliente i parametri d’iniezione; quest’ultimo, non solo ha acquistato uno stampo, ma pure una nuova tecnologia, tant’è che ha comprato nuove macchine a iniezione per soddisfare un progetto del tutto nuovo.

Fig. 6 – Camera calda per la seconda fase

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modalità di lavorazione

Le parti stampanti sono composte di materiali temprati; dopo che è stato rilasciato il file 3D completo di fori e di tutte le lavorazioni, il Cam Cimatron ha provveduto alla sgrossatura su centri di lavoro Mazak; i blocchi di acciaio per tempra sono stati terminati al 100% all’interno della fresatrice in due fasi: prima si lavora il fondo e poi tutta la figura con le varie forature. Quando i pezzi lavorati escono dal centro di lavoro sono pronti per andare nel reparto tempra. Quindi si susseguono le solite fasi di finitura e assemblaggio dei componenti lo stampo.

Con operazioni di elettroerosione si è eseguita qualche nervatura con successivi trattamenti termici per evitare tensionamenti all’interno dell’acciaio, eventuali crack, ecc. Dunque trattasi di lavorazioni abbastanza tradizionali per le attrezzerie. Trattandosi di un pezzo lungo 700 mm, che in asse di stampaggio ha un’altezza di circa 300 mm, la difficoltà di lavorazione principale è stata proprio la dimensione del pezzo stesso, ma l’officina di INglass è ben strutturata per affrontare queste situazioni, anzi, è una consuetudine per questa attrezzeria, la quale è pure equipaggiata per testare stampi così grandi, prima di inviarli al cliente; dunque, la qualità e la bontà delle chiusure e tutta la manifattura è arrivata al committente, come dire, chiavi in mano. Lo stesso committente, quindi, non ha problemi di manutenzione, perché quando si tratta di oggetti lighting come in questo caso ha il sacrosanto diritto di pretendere una qualità estrema. Ciò significa che anche dal punto di vista della manutenzione lo stampista ha dovuto prevedere una serie di accorgimenti per ridurre al minimo la manutenzione, tant’è che lo stampo è costruito per stampare senza problemi 20 o 30.000 pezzi in continuo. È buon norma, però, ogni 20 o 30.000 colpi controllare la lubrificazione. Fin dallo studio di fattibilità dello stampo, è stato pensato tutto il processo di stampaggio, per esempio come lo stampo sfiata, come avviene l’evacuazione dell’aria all’interno delle cavità, come sono gli sfregamenti, le usure e quant’altro. Insomma, le premesse sono state tali da prevedere quasi l’assenza assoluta della manutenzione.

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