Sistemi di utensili HASCO standardizzati e metodi di produzione innovativi consentono una realizzazione di prototipi rapida ed economica

Produzione di prototipi di HASCO CoolCross

Tre concept di prototipi di inserto a confronto

2 Realizzazione di prototipi rapida

L’ideaMichael Lundbech, cliente HASCO di lunga data, della Lundbech A/S intelligent tooling di Ringsted (Danimar-ca) ha avuto un’idea: perseguendo l’obiettivo di otte-nere una distribuzione di temperatura più omogenea negli stampi a iniezione, evitando hot spot, ridurre gli spazi costruttivi e risparmiare, non da ultimo, tempo e denaro, ha pensato a una soluzione costruttiva che dovrebbe consentire di incrociare canali di tempera-tura su uno stesso livello. Questo pensiero ha potuto essere ulteriormente sviluppato e messo in pratica assieme al team di HASCO.

Così è nata l’idea di HASCO CoolCross Z99/... Il risultato – un piccolo elemento di plastica che viene integrato sul punto di incrocio dello stampo – offre all’utilizzatore possibilità completamente nuove di strutturare la regolazione della temperatura nello stampo a iniezione.

Con l’innovativo CoolCross Z99/… è oggi possibile incrociare canali di temperatura indipendenti su uno stesso livello in modo flessibile ed economico, senza ingenti spese di produzione. Possono essere realiz-zati spessori di piastra minori e, quindi, montati ugelli, elementi di guida ed elementi di fissaggio più corti, con conseguente riduzione dei costi. Inoltre, HASCO CoolCross consente la combinazione di fori trasversali e fori ascendenti.

Eppure, prima che questo piccolo, furbo, elemento fosse prodotto in serie e offerto alla grande clientela, erano stati prodotti e testati dei prototipi.

Il Clever Mold System A8500/... e lo stampo realizzato in piccola serie K3600/... di HASCO in combinazione con inserti intercambiabili consentono la produzione di prototipi di HASCO CoolCross Z99/...

Tre concept di prototipi di inserto a confronto.

Grezzi pronti su letto di polvereLavorazione HSC Produzione additiva di inserti in acciaio

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Prototipazione rapidaAttualmente si sono affermate tre procedure correnti di prototipazione rapida.

Per prototipi iniettati e quindi realistici e per le pic-colissime serie, alcuni anni fa è stata presentata la tecnologia in 3D, anche per la produzione di stampi a iniezione completi.

Per la produzione dei primi prototipi CoolCross ha trovato impiego una combinazione di HASCO Clever Mold System A8500/... e dello stampo realizzato in piccola serie HASCO K3600/... in combinazione con inserti intercambiabili prodotti in maniera diversa.

Lo stampo realizzato in piccola serie HASCO K3600/... è stato sviluppato per la produzione econo-mica di piccole serie vicine alla prassi. Si tratta di uno stampo intercambiabile studiato appositamente sul HASCO Clever Mold System A8500/..., che consente cambi stampo efficienti e rapidi su tutte le macchine di stampaggio a iniezione correnti. Il Clever Mold System in combinazione con lo stampo realizzato in piccola serie K3600/... riduce i tempi di attrezzaggio e i costi degli stampi.

Il fascino risiede nella semplicità del concept: uno stampo intercambiabile in modo rapido, ormai conso-lidato, che comprende raffreddamento, guide e tutti gli attacchi, viene combinato con un inserto compa-rabilmente piccolo, che può essere prodotto in breve tempo. In questo modo il dispendio di tempo e denaro viene contenuto per modifiche o varianti.

Il grande interesse mediatico rivolto a soluzioni già presentate per la produzione additiva o sottrattiva di tali inserti ha offerto l’occasione per analizzare e con-frontare tre metodi.

Post-trattamento dei grezzi Cavità finite

4 Realizzazione di prototipi rapida

Acciaio o plastica? – Additivo o sottrattivo?Quando è necessario un modello funzionale di un componente stampato a iniezione, all’inizio si pongo-no alcune, semplici domande: Con quale rapidità è richiesto il prototipo, quale budget è disponibile, quanti prototipi sono necessari e quali requisiti qualitativi vengono posti al primo campione?

Con i tre metodi analizzati è stato possibile produr-re prototipi CoolCross in PE su una macchina di stampaggio a iniezione da 500 kN. Con riferimento alle domande prima menzionate, ciascuna delle tre varianti ha vantaggi e svantaggi legati al sistema. I metodi sono stati realizzati assieme al partner di progetto canto Ing. GmbH di Lüdenscheid. Il metodo consueto è l’inserto realizzato (in maniera sottrattiva) a truciolatura classica, in acciaio o alluminio compa-rabilmente economico. Nell’esempio analizzato, gli elementi dell’inserto sono stati prodotti in circa 40 ore da 1.2083 in una procedura di fresatura ad alta velocità (HSC).

Poiché l’inserto non presenta fori propri di raffre-damento, il tempo di ciclo è di circa 69 secondi. In questo modo sono senz’altro realizzabili quantità di produzione in serie normali fino a 1.000.000 pezzi. La qualità dei componenti a iniezione è da valutarsi come buona. Sotto il profilo dei costi, per quest’esecuzione sono da preventivarsi circa 3.000 euro.

La variante tecnicamente più esigente, che fornisce anche i migliori campioni funzionali, è un metodo così denominato additivo. Qui, mediante laser, con l’im-pianto M3 lineare della Concept Laser GmbH l’inserto è stato realizzato a strati in un letto di polvere metalli-ca. ll pezzo grezzo inserito (1.2709 polvere metallica) è costoso al confronto. La produzione degli elementi dei componenti stampati dura, con circa 88 ore, relati-vamente a lungo.

Il metodo di sinterizzazione laser additiva consente di integrare canali di raffreddamento corrispondenti in maniera tale che divengano possibili tempi di ciclo di circa 26 secondi. Anche quest’inserto può essere utilizzato, in caso di idoneità, per una produzione in serie. Con costi di produ-zione di circa 5700 euro la procedura di sinterizzazione laser è quindi la varian-te più costosa.

La più rapida è la procedura speciale con stampa in 3D per plastica. Qui è stato prodotto VeroClear, un cosid-detto fotopolimero, in una procedura di poligrafia ad alta risoluzione su un impianto Stratasys Objet Connex 500. Esso può essere paragonato a una stampante a getto d’inchiostro, che applica la resina a strati in picco-le goccioline. Subito dopo l’applicazio-ne la resina viene indurita (polimerizza-ta) mediante luce UV.

Gli elementi dell’inserto sono trasparenti e altamen-te lucidi; il paragone più vicino è con PMMA e sono pronti per l’uso quasi senza post-tratta-mento come cavità di stampi a iniezione. Poiché, però, si deve mettere in conto una maggiore formazione di bave dovuta all’arrotondamento dei bordi, le aree di tenuta dei componenti stampati sono state lavorate meccanicamente.

Element cavi stampati in 3D nella tecnica PolyJET da Digital ABS Campionamento dell’inserto in plastica

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La produzione dura, nell’esempio qui presentato, soli 15 ore circa. I costi per un inserto completo ammon-tano a 1.100 euro. Tuttavia, con un set sono possibili anche solo 15-20 iniezioni circa, la qualità del campio-ne funzionale è solo media, ma può essere migliorata mediante diversi interventi di post-trattamento.

Il tempo di ciclo, pari a 600 secondi, è il più lungo a confronto. I canali di raffreddamento sono sì possibili da un punto di vista tecnico di processo ma non com-portano vantaggi significativi a causa della conducibili-tà termica della plastica.

In sintesiIl HASCO Clever Mold System A8500/... in combina-zione con lo stampo realizzato in piccola serie HA-SCO K3600/... riduce i tempi di attrezzaggio e i costi degli stampi.

Per la produzione dei prototipi HASCO CoolCross Z99/... sono stati realizzati e confrontati inserti in tre diversi metodi. Una variante fresata senza canali di raffreddamento è economica e consente la produzio-ne di prototipi in tempi di ciclo medi e, se necessario, in un numero maggiore di pezzi. Nella procedura di sinterizzazione laser si possono ottenere tempi di ci-clo ridotti attraverso canali di raffreddamento. L’inserto è costoso a confronto, la produzione dura a lungo, ma per contro esso offre la possibilità di essere integrato in un momento successivo in uno stampo di serie.

La stampa in 3D di resina acrilica è veloce e compa-rabilmente economica, ma necessita di lunghi tempi di ciclo per pochi prototipi realizzabili. Secondo il motto HASCO “Enabling with system”, per quest’applicazio-ne è stato mostrato ancora una volta che le tecnologie di ultima generazione combinate con la componenti-stica standard HASCO consentono agli utilizzatori veri e propri salti tecnologici.

Tutti e 3 i metodi hanno i loro vantaggi e svantaggi, che vengono valutati nel caso concreto e che devono essere impiegati conformemente.

HASCO Clever Mold System A8500/... Stampo realizzato in piccola serie HASCO K3600/… con A8500/...

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HASCO Hasenclever GmbH + Co KGwww.hasco.com

STRATASYSwww.stratasys.com

canto Ing. GmbHwww.canto-web.de

Plasticguss GmbHwww.plasticguss.de

I partner del progetto

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