Stampo per materiali caricati vetro: come si costruisce
Ritiro anisotropo, acciai, sfiati e attacchi: le scelte costruttive di uno stampo per tecnopolimeri caricati fibra di vetro, con i valori di lavoro e i difetti che compaiono quando sono sbagliate.
Uno stampo per tecnopolimeri caricati fibra di vetro si costruisce con due ritiri diversi — 0,2-0,5% in direzione di flusso contro 0,7-1,0% in trasversale — e con l'acciaio a 58-62 HRC dove passa il flusso. La fibra cambia due cose rispetto al polimero vergine, e sono queste: il ritiro diventa direzionale e l'acciaio si consuma. Tutto il resto discende da lì.
Lo costruite?
Si'. Progettazione e costruzione stampo nello stesso stabilimento in cui poi lo mandiamo in produzione: nove presse da 60 a 180 tonnellate, dieci ore al giorno. Pezzi da 0,2 a 100 grammi, cicli da 10 a 40 secondi, stampi multicavità. Riprese, ricariche e manutenzione le facciamo in casa: lo stampo non esce mai dallo stabilimento per un intervento. I parametri di processo del caso più diffuso stanno in stampaggio del PA66 caricato vetro, la scelta degli acciai in acciaio per stampi.
Quali sono le scelte costruttive di uno stampo per materiali caricati vetro?
La fibra cambia due cose rispetto al polimero vergine: il ritiro diventa direzionale e l'acciaio si consuma.
| Scelta costruttiva | Valore di lavoro | Cosa succede se sbagli |
|---|---|---|
| Ritiro da compensare | 0,2-0,5% in direzione flusso, 0,7-1,0% in trasversale (PA66-GF30, PBT-GF30) | Con un valore medio unico la quota trasversale esce fuori tolleranza e il pezzo piano si imbarca a banana |
| Acciaio cava e nocciolo | 58-62 HRC nelle zone lambite dal flusso; 1.2343 a 48-52 HRC solo fuori flusso | A 48 HRC il vetro erode lo spigolo dell'attacco: il gate si allarga, arriva bava attorno al punto di iniezione e il peso pezzo deriva |
| Zone di attacco | Nitrurazione 0,10-0,20 mm oppure PVD CrN/AlCrN a 2.500-3.000 HV su puntali e inserti | Il puntale si scava: filo di materiale a stampo aperto e pezzo che resta appeso invece di cadere |
| Sfiati | 0,010-0,020 mm di profondità, 5-8 mm di larghezza, scarico 0,3-0,5 mm dopo 1 mm di battuta | Sotto 0,008 mm bruciature nere in fondo corsa e cave non piene; sopra 0,025 mm bava sul piano di chiusura |
| Attacco di iniezione | 60-80% dello spessore parete, minimo 0,8-1,0 mm, battuta 0,8-1,2 mm | Un gate stretto taglia la fibra: lunghezza dimezzata e 20-30% di resistenza persa su un pezzo che all'occhio è perfetto |
| Termoregolazione | Canali diametro 8-12 mm a 1,5-2 diametri dalla superficie, delta T entro 3 gradi, stampo a 80-100 gradi su PA-GF | Stampo freddo o disuniforme: fibra affiorante, superficie ruvida e ritiro differenziale che storce il pezzo |
| Linee di giunzione | Spostate con la posizione degli attacchi, pozzetti di fuga dove restano | Sul caricato la giunzione tiene il 40-60% del pieno: il pezzo si rompe li' e non dove l'hai calcolato |
| Estrazione | Sformo 1-1,5 gradi, 2 gradi su superficie testurizzata; estrattori nitrurati e superficie di spinta maggiorata | Forza di estrazione più alta: estrattori piccoli imprimono, deformano a caldo, nei casi peggiori bucano |
Perché un pezzo caricato vetro si imbarca anche con lo stampo a disegno?
Perché il ritiro è anisotropo: le fibre si allineano al flusso e lungo quell'asse frenano il ritiro, mentre in trasversale il polimero ritira quasi libero. Se lo stampo è stato compensato con un valore unico, la deformazione è già scritta nel ferro e in pressa non si recupera.
Quanto dura uno stampo per caricato vetro?
Dipende dalla percentuale di carica e da dove hai messo l'acciaio buono. Con inserti a 58-62 HRC e attacchi trattati le zone critiche restano stabili nell'ordine delle centinaia di migliaia di cicli; con acciaio da stampo non trattato i primi segni sull'attacco arrivano molto prima. Si progetta a inserti sostituibili proprio per questo: si ricarica il pezzo consumato, non si rifa' lo stampo.
Lo costruite per uno come me?
| Ci rientriamo | Meglio altrove |
|---|---|
| Pezzi da 0,2 a 100 grammi | Pezzi sopra i 100 grammi |
| Stampi multicavità per presse da 60 a 180 tonnellate | Stampi per presse oltre 180 tonnellate |
| Serie ripetitive, con revisioni e manutenzione nel tempo | Stampo costruito e portato via, senza produzione da noi |
| Tolleranze da tenere per tutta la vita dello stampo | Prototipo unico senza seguito di serie |
Quando il caricato vetro è la scelta sbagliata?
Quando il pezzo deve essere trasparente o lucido a specchio: la fibra affiora e opacizza la superficie. Quando serve elasticità ripetuta su clip e ganci, perché il caricato si rompe dove il vergine flette. Quando la tolleranza richiesta è più stretta del ritiro differenziale che il pezzo può realmente tenere. In quei casi si valuta il vergine irrigidito con nervature invece della carica.
Cosa serve per il preventivo?
- Il 3D del pezzo in STEP, con il disegno quotato e indicate le tolleranze che contano davvero.
- Materiale e grado esatto, o almeno famiglia e percentuale di carica (PA66-GF30, PBT-GF30, PP-GF20).
- Volume annuo e lotto minimo, per decidere numero di cavità e classe di acciaio.
Prima analisi tecnica entro 24 ore lavorative: fattibilità, numero di cavità proposto e i punti critici su ritiro, sfiati e sformo.
Domande frequenti
- Che ritiro si usa per uno stampo in PA66-GF30?
Il ritiro va compensato in due direzioni separate: da 0,2 a 0,5 per cento in direzione di flusso e da 0,7 a 1,0 per cento in trasversale. Le fibre orientate dal flusso frenano il ritiro lungo il loro asse, mentre in trasversale il polimero ritira quasi libero, con un rapporto fra le due direzioni che arriva a uno a tre. Chi taglia la cava su un valore medio unico si trova la quota trasversale fuori tolleranza e il pezzo piano imbarcato, e in pressa non si recupera.
- Quale acciaio serve per uno stampo per materiali caricati vetro?
Nelle zone lambite dal flusso e attorno agli attacchi si lavora a 58-62 HRC, con acciaio da metallurgia delle polveri o equivalente, e si aggiunge nitrurazione da 0,10 a 0,20 mm oppure rivestimento PVD sui puntali e sugli inserti di iniezione. Un 1.2343 a 48-52 HRC regge solo le zone fuori flusso: altrove il vetro erode lo spigolo del gate, il punto di iniezione si allarga e il pezzo comincia a fare bava e a cambiare peso.
- Che profondità di sfiato serve con un tecnopolimero caricato vetro?
Da 0,010 a 0,020 mm di profondità, su una larghezza di 5-8 mm, con battuta di circa 1 mm e canale di scarico da 0,3 a 0,5 mm verso l'esterno. Sotto 0,008 mm l'aria resta intrappolata e compaiono bruciature nere in fondo corsa, con cave che non si riempiono; sopra 0,025 mm arriva la bava sul piano di chiusura. Lo sfiato va verificato a stampo caldo e in produzione, perché si intasa.
- Si può stampare un caricato vetro in uno stampo nato per materiale vergine?
Per un lotto di prova si, sapendo che i pezzi escono più piccoli del previsto e con sfiati insufficienti. In produzione no: ritiro compensato, sezione degli attacchi, profondità degli sfiati e durezza degli acciai sono tarati su un altro materiale. Il degrado parte sempre dall'attacco di iniezione, poi si allarga a tutta la zona lambita dal flusso e a quel punto la riparazione costa più di un inserto nuovo.
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