Deformazione dei pezzi stampati: perché si imbarcano

Come si legge la forma della deformazione?

Ogni causa lascia una firma. Prima di cambiare un parametro conviene guardare il pezzo e chiedersi che forma ha preso.

L'ultima riga è quella che trae in inganno più spesso: il pezzo si misura a bordo pressa, è in tolleranza, e la deformazione arriva in magazzino. Nei semicristallini il ritiro continua per ore, e le quote si verificano a 48 ore dallo stampaggio, non appena estratte: è la stessa ragione per cui le tolleranze raggiungibili cambiano da un materiale all'altro.

Perché il pezzo si piega verso la metà più calda?

Perché la superficie che raffredda più lentamente continua a ritirare dopo l'estrazione, si accorcia più dell'altra e tira il pezzo dalla sua parte. Pochi gradi di differenza fra le due metà dello stampo bastano a imbarcare un pezzo piatto e largo.

La causa tipica è nel punzone: sta dentro il pezzo, è circondato dalla plastica calda e ha meno spazio per i canali di raffreddamento della matrice. Su pezzi profondi, tipo scatole e coperchi, il punzone lavora più caldo e gli angoli si chiudono verso l'interno. Il rimedio sta nello stampo: canali più vicini alla superficie, lame o fontanelle d'acqua dentro il punzone, inserti in materiali che conducono meglio il calore. È la parte del raffreddamento dello stampo che decide la forma del pezzo oltre al tempo ciclo.

Perché i caricati vetro si deformano di più?

Perché le fibre si orientano lungo il flusso e bloccano il ritiro in quella direzione, ma non di traverso. Il pezzo ritira meno lungo le fibre e di più nell'altra direzione: in un caricato vetro la differenza può arrivare al doppio. Se l'orientamento cambia da una zona all'altra, il pezzo si svergola.

Nei caricati vetro la posizione del punto di iniezione decide quindi la forma del pezzo, e si sceglie guardando l'orientamento che produce. È il caso in cui la simulazione rende di più: mostra le fibre prima che esistano.

Anche senza carica, i semicristallini — polipropilene, polietilene, POM, poliammide — ritirano di più e in modo più direzionale degli amorfi come ABS e policarbonato, e si deformano più facilmente a parità di disegno.

Cosa si prova in pressa, e cosa no?

In pressa si recupera una deformazione piccola, non una grande. Le leve sono tre:

1. Le temperature delle due metà. Se il pezzo si piega verso un lato, si raffredda di più quel lato. Si misura sulla figura, non sul termoregolatore.
2. Il tempo di raffreddamento. Più tempo nello stampo significa meno ritiro fuori, ma allunga il ciclo e quindi il costo del pezzo.
3. La pressione di mantenimento. Un mantenimento più uniforme, a profilo, riduce la differenza fra la zona vicina al punto di iniezione e il fondo.

Se servono tutte e tre al limite, la deformazione non è di processo. Si ricorre a volte a una dima di raffreddamento fuori dallo stampo: funziona, ma è un'operazione in più per ogni pezzo, e il pezzo conserva le tensioni che l'hanno deformato.

Quando la soluzione è nel disegno?

Quando la deformazione nasce da spessori diversi. Una zona spessa ritira più di una sottile e tira la parete accanto: è lo stesso meccanismo che produce i risucchi, visto su tutto il pezzo invece che su un punto. Le regole della progettazione per lo stampaggio — parete uniforme, nervature più sottili della parete, raggi negli spigoli — sono prima di tutto regole contro la deformazione.

In Meccanica P&B la simulazione del riempimento si usa proprio qui: su pezzi piatti, lunghi o caricati vetro calcola ritiro e orientamento zona per zona prima di costruire lo stampo. Su uno stampo già in produzione, invece, si interviene sulla termoregolazione o con una modifica mirata nell'officina accanto alle presse.