Se lo stampaggio è trimateriale e tricolore

Stampista, stampatore e committente devono essere in simbiosi durante tutto il processo che va dal progetto all’oggetto e per far questo devono usufruire delle più moderne tecnologie di comunicazione, per capire tempestivamente le reciproche necessità e soddisfarle nel rispetto della funzionalità del prodotto. Per realizzare lo stampo che segue, la Oms dei F.lli Maina S.p.A. di Vignate (MI) ha fatto tesoro della forte esperienza maturata in 43 anni di attività nella progettazione e costruzione di stampi a iniezione per tecnopolimeri.

Nel caso specifico è stato più che mai necessario accompagnare il cliente Electrolux attraverso tutta la filiera necessaria a realizzare la nuova copertura di uno sportello per lavatrice: dall’idea all’industrializzazione, dalla progettazione alla produzione e messa in funzione dello stampo fino allo stampaggio di serie.

L’attrezzeria, facente parte del gruppo Oms-Besser, produce stampi tradizionali, stampi a gas, stampi sandwich, stampi a traslazione, stampi a rotazione, stampi bi e tri-materiale. I principali settori di distribuzione sono elettrodomestico, bianco, auto, elettrico ed elettronica.

A partire dal luglio 2003, Oms è certificata secondo le norme ISO 9001-2000 per la progettazione, la costruzione e il collaudo di stampi ad iniezione per materie plastiche. L’azienda conta 4 unità produttive: Oms dei f.lli Maina spa (Vignate), Besser T.T.S. spa (Vignate), Besser Ungheria kft, Besser Romania srl.

Copertura dello sportello per una nuova lavatrice Electrolux

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Carta d’identità dello stampo

• Fabbricante: 

Oms F.lli Maina S.p.A.

Strada Provinciale Rivoltana 46/48,

20060 Vignate (MI)

Tel. +39 02 959311

Fax +39 02 95360764

Sito web: www.oms-besser.it

Mail: oms@omsbesser.com

• Materiali: Acciai tedeschi non meglio identificati, con una durezza discretamente elevata.

• Dimensioni: altezza 170 x 130 x 130 cm.

• Peso: 8.500 kg.

Impiego: Produzione della copertura di uno sportello per lavatrice.

• Metodologie di progettazione: Software Unigraphics e simulazione di stampaggio per individuare il numero di iniezioni necessarie.

• Messa in produzione: Cam WorkNC.

• Tecnologie di lavorazione: 

Fresatura di sgrossatura, fresatura ad alta velocità per la finitura; elettroerosione a filo; diamantatura manuale prima del montaggio.

• Produzione prevista: Circa 350.000 pezzi all’anno.

Sportello di lavatrice

Fig. 2 – Lo stampo trimateriale è caratterizzato dalle eccezionali dimensioni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’oggetto da stampare è la copertura di uno sportello per lavatrice sviluppato in stretta correlazione con il centro ricerche della multinazionale Electrolux, proprietaria dei marchi Rex, Aeg e Zanussi in Italia (fig. 1). È nato inizialmente come prodotto sperimentale, in quanto presentava parecchie difficoltà al suo interno non tanto per l’oggetto in quanto tale, ma perché richiedeva uno stampaggio trimateriale. E sta proprio qua il pregio dello stampo.

Ogni volta che la pressa si apre, ne esce un oggetto composto da tre componenti che si combinano all’interno dello stampo in tre fasi successive. Il committente ha così due opportunità: 1) ottenere in modo continuo un oggetto finito dal punto di vista estetico, in tre colori, con una parte trasparente in mezzo, senza viti e/o parti assiemate; 2) notevole risparmio di costi.

Dunque, direttamente dalla pressa, più o meno con il tempo di ciclo che sarebbe necessario per stampare ogni singolo componente, esce un pezzo finito.

Due componenti sono in Abs, il terzo in Polistirolo trasparente.

Fig. 3

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 3-4 – Visione d’insieme dello stampo con tutto il meccanismo di rotazione

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Quando si stampano tre materiali come i suddetti, che hanno più o meno le medesime temperature di fusione, si corre il rischio che la parte trasparente si inquini con i colori degli altri componenti e quindi si ha un effetto non accettabile dal punto di vista estetico. Nel caso specifico, il rischio va tutto rapportato alle discrete dimensioni dell’oggetto, che ha richiesto uno stampo di circa 1,30 x 1,30 x 1,70 metri di altezza, con tutta una serie di fenomeni legati alle distribuzioni delle temperature ecc. Tutta la parte legata ai dettagli dello stampaggio è amplificata dal fatto che si tratta di un pezzo piuttosto grande da realizzare in una pressa altrettanto grande (fig. 6). È bene sottolineare che per realizzare prodotti di questo tipo occorre una forte compartecipazione anche di tipo economico; si tratta infatti di un investimento che supera il milione di euro. Per fare l’oggetto in questione è necessaria una pressa speciale di notevoli dimensioni, che consenta di iniettare tre materiali in quantità sufficiente per stampare l’oggetto stesso finito.

Lo stampo

Electrolux ha sottoposto a Oms un modello tridimensionale dell’oggetto, quindi sono entrate in gioco le diverse esperienze di Oms stessa per progettare e costruire uno stampo molto particolare, per il quale è difficile trovare concorrenza sul mercato, tanto meno in Estremo Oriente. Infatti, alcune astuzie al limite del brevetto all’interno dello stampo impediscono che i tre materiali dei rispettivi componenti si contaminino scambievolmente, il che porterebbe a un effetto non accettabile dal punto di vista estetico. Per ottimizzare lo stampo è stato necessario suggerire al committente qualche modifica nel design dell’oggetto; capita spesso, infatti, di ricevere commesse di oggetti difficilmente compatibili con lo stampaggio. La caratteristica principale di questo stampo è la dimensione (fig. 2). Contrariamente agli stampi abituali composti solo da una figura, questo stampo – essendo costituito da tre postazioni – ruota nella pressa (figg. 3 e 4), il che significa che di volta in volta lo stampo si troverà nella postazione della parte trasparente, poi in quella della parte nera, quindi in quella dell’altro colore finché l’oggetto viene espulso e prelevato con i tre componenti assiemati. Dunque, lo stampo ruota per far posto a materiali differenti e ciò richiede un particolare tipo d’iniezione, che consente alla plastica di entrare nelle forme dell’oggetto; la cavità terminale è stata studiata in modo tale da evitare una sorta di miscuglio di colori, alquanto presumibile con materiali che hanno le stesse temperature di fusione.

Fig. 5 – Una opportuna serie di canali caldi consente alla plastica di essere spostata esattamente ove previsto all’interno dello stampo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A monte c’è un grosso studio con simulazione di stampaggio per individuare il numero di iniezioni corrette, le distribuzioni più opportune e quant’altro. Questi accorgimenti, comprensivi della termoregolazione dello stampo, sono gli aspetti tecnici che consentono di produrre la copertura dello sportello assolutamente senza difetti; una opportuna serie di canali caldi (fig. 5) consente alla plastica di essere spostata esattamente ove previsto all’interno dello stampo. Particolarmente robusto è il cinematismo necessario alla rotazione dello stampo stesso. Sono stati utilizzati acciai tedeschi con una durezza discretamente elevata, tale da consentire la resistenza necessaria non solo a produrre il quantitativo di pezzi richiesto dal cliente, ma anche per ottenere superfici molto lucide, assolutamente indispensabili per stampare l’oggetto con un perfetto aspetto estetico; tali superfici sono state ottenute mediante diamantatura manuale. Dunque, la preziosità di questo stampo nonché il suo valore aggiunto stanno nel riuscire a iniettare i tre materiali in modo tale che non si mescolino, ottenendo un pezzo finito con linee di separazione nette.

Progettazione e lavorazione dello stampo

Con l’ausilio del software Unigraphics, la progettazione ha richiesto circa un mese e mezzo di lavoro con due persone, per arrivare a estrapolare tutte le componenti dello stampo, partendo da un modello tridimensionale dell’oggetto.

Ogni step della progettazione è stato validato da un responsabile, mano a mano che si sono sviscerati i sottoproblemi che inevitabilmente si presentavano. Si è partiti con una visione macro generale dello stampo fino a scendere nei dettagli e ad analizzare i punti di scomposizione dei tasselli; quindi si è giunti al progetto dello stampo completo sia in forma bidimensionale, sia tridimensionale sia cartacea. Le principali difficoltà di progettazione sono legate alle dimensioni dello stampo e a tutte le implicazioni legate alle temperature e alla dilatazione dello stampo medesimo. Date le dimensioni, è stato particolarmente gravoso conciliare il peso dello stampo con la necessità di ruotare, aprirsi e stampare : 10 tonnellate da gestire non sono uno scherzo! Nella fase di progettazione, ovviamente, si sono dovuti definire tutti i canali di distribuzione e di condizionamento all’interno dello stampo, per renderli adatti ad ottenere un aspetto davvero eccellente.

Fig. 6 – Le grandi dimensioni dell’oggetto e dello stampo hanno richiesto una pressa altrettanto grande

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Per quanto riguarda le modalità di lavorazione, sgrossatura, finitura, elettroerosione ecc. lo stampo è stato costruito su un carico di lavoro normale con un attraversamento di circa 15 settimane; quindi è rientrato più o meno nei 600 stampi annuali che Oms produce. Il tempo di validazione del prodotto globale da parte del cliente e messa a punto finale prima di cominciare a produrre si aggira intorno alle 20 settimane. Lo stampo lavora 24 ore su 24 tutti i giorni, quindi la manutenzione richiede piccoli interventi quotidiani al fine di garantire la redditività nel tempo; a fianco ci sono alcune manutenzioni leggermente più importanti da pianificare a intervalli trimestrali o semestrali, per esempio l’ingrassaggio delle parti di scorrimento, il controllo di tutti i circuiti di condizionamento, la ripresa di qualche zona a diamantatura alterata e via dicendo. Interventi più pesanti come la pulizia generale dei piani di chiusura dello stampo oppure la sostituzione di alcune parti di scorrimento soggette a usura può essere prevista in tempo debito.

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