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Da Old tooling a Al tooling.
L'industria manifatturiera dei prodotti plastici si trova oggi ad operare in un mercato sempre più globale e competitivo dove, i fattori chiave di successo risultano essere le capacità di:
- ridurre i tempi di sviluppo dei prodotti (time-to-market)
- aumentare la loro varietà (innovation, re-design)
- ridurne i costi di produzione (cost competitivness)
Lo Stampo in Alluminio di II Generazione è in grado di offrire valide soluzioni a tutte queste problematiche.
Per Stampo di II Generazione o Stampo Flessibile intendiamo uno stampo in Alluminio pensato non solo per realizzare prototipi tramite l'utilizzo di macchine a CN, presse a iniezione e leghe di Alluminio generiche o di vecchia concezione, ma inteso a reimpostare un moderno e flessibile ciclo industriale che coniughi macchine ad Alta Velocità, presse a CN di ultima generazione e leghe d'alluminio selezionate.
In altre parole uno stampo teso a realizzare il passaggio da Old Tooling ad Al Tooling.
Nel contesto sopra descritto e con riferimento alla flessibilità quale elemento chiave per il successo delle imprese, lo Stampo in Alluminio di II Generazione offre i seguenti vantaggi:
 Flessibilità finanziaria-gestionale: vantaggi in termini di elevata "gestibilità" del progetto, riferita anche a programmi industriali complessi.
Flessibilità nel Design: vantaggi in fase di ideazione e disegno del nuovo prodotto e relativo stampo.
Flessibilità tecnologico-produttiva: vantaggi in termini di fattibilità e timing nel processo costruttivo dell'attrezzatura.
Flessibilità nel testing: vantaggi nel passaggio "test stampo —> inizio produzione di serie".
Flessibilità nello stampaggio: vantaggi in sede di esercizio continuativo (anche nelle produzioni di grandi serie).
Flessibilità finanziaria / gestionale
Il caso della costruzione di uno stampo singolo è piuttosto raro e - se anche nel caso singolo i vantaggi, come risparmi di ore di lavorazione e costi di officina, sono misurabilissimi - i vantaggi economici possono non risultare determinanti per arrivare a scelte strategiche tipo "Old Tooling —> Aluminium Tooling".
Viceversa, nel caso della costruzione di intere famiglie di stampi per un dato prodotto (un nuovo motociclo, una nuova vettura, un nuovo elettrodomestico), il capitale complessivo immobilizzato nel tooling assume un volume ben diverso passando da un intero set di stampi in acciaio (old tooling) ad una serie di stampi in Al (Al Tooling).
Se a ciò si aggiunge che il ritorno su questo capitale inizierà solo quando l'ultimo stampo sarà finito e solo quando il prodotto - completato in tutte le sue parti - sarà vendibile, il vantaggio dello stampo in leghe Al - richiedente tempi e costi di costruzione decisamente ridotti - appare in tutta la sua portata.
I vantaggi come gestione e flessibilità-ammortamento dei costi fissi crescerà ovviamente col numero degli stampi e col volume degli stampi.
Flessibilità nel design
Ricorrendo all'Aluminium Tooling si ha la possibilità di affrontare stampi di disegno estremo sotto diversi aspetti :
- o perché i particolari sono molto complessi e la lavorazione partendo dall'acciaio risulterebbe decisamente antieconomica (vedi pareti spesse più di 5 mm con difficile raffreddamento oppure delicate operazioni di elettro-erosione realizzate direttamente con fresa su stampi in Al).
- o perché i particolari sono di dimensioni ingenti (ricorso a blocchi grezzi di 2.200 x 1000 con 600 o anche 700 mm di spessore)
- o perché si deve trasformare un'idea o un bozzetto in uno stampo per termoplastici, in tempi estremamente ridotti.
Flessibilità tecnologico-produttiva
Qui i vantaggi sono talmente numerosi che l'elencazione non può che essere schematica:
- caratteristiche perfette delle leghe di Al selezionate, e massimamente delle leghe 7xxx, per High Speed Milling (senza imporre cambio degli utensili da taglio).
- consumi delle placchette in materiali duri sinterizzati (Sintered Carbides) e degli utensili in HSS e SHSS tendenti a zero (rispetto alle lavorazioni su acciaio).
- eliminazione quasi totale dei processi lenti quali l'elettroerosione (EDM).
- semplificazione decisa della dotazione del "machining shop" (solo o principalmente attrezzature per fresatura).
- realizzazione effettiva (senza interruzione) della fresatura ad alta velocità (HSM).
- ed in generale aumento notevole della velocità di approntamento dello stampo fresato.
- vantaggi in termini di velocità di costruzione, tanto più notevoli, quanto maggiore è il volume dello stampo ed il volume da asportare a mezzo fresatura ( costruzione di "huge moulds).
- risoluzione di problemi di raffreddamento e dei relativi circuiti in modo agevole, laddove per molti acciai questo risulta impossibile (acciai per stampi sempre più "isolanti").
- riduzione drastica del tempo di aggiustaggio (conseguente alle minori sollecitazioni di flessione indotte nel sistema fresa-mandrino-portamandrino dallo stampo in Al)
- riduzione drastica del tempo necessario per la lucidatura, sia essa manuale o in HSM.
Flessibilità nel testing...
sino alla sostituzione in taluni casi della Prototipazione Rapida
Messe a disposizione "le matematiche" del prodotto da stampare, cioè i disegni su supporto informatico, la velocità di costruzione di uno stampo in leghe di Al può essere inferiore alle due settimane ed in molti casi inferiore anche ad una sola settimana.
Una volta finito lo stampo - se l'officina è organizzata per il fast/full cycle con presse ad iniezione a disposizione - l'attrezzo può essere immediatamente impiegato per il più veloce dei processi destinati alla realizzazione di particolari in termoplastico: l'iniezione.
E' chiaro che nessun processo di addizione layer by layer o di sinterizzazione di strati successivi (processi usuali di Prototipazione Rapida) può competere con l'ottenimento dei particolari "one shot" con una sola iniezione; tanto più che tale particolare è costruito nel materiale termoplastico definitivo. L'utilizzo del materiale plastico del componente finale è molte volte difficile - se non impossibile - con i sistemi tradizionali di P.R.
Se il primo particolare iniettato come controlli dimensionali è soddisfacente, tutti i particolari successivi non saranno che la immediata ripetizione del primo "shot".
Flessibilità nello stampaggio
Durante la fase di produzione lo stampo flessibile ha diverse performances con cui è praticamente impossibile competere.
Lo leggerezza dello stampo in Al infatti:
- permette una netta riduzione dei tempi morti per cambio stampi
- agevola al massimo "il cambio figura" sulle presse e - di conseguenza - la facilità di installazione sulla pressa facilita l'inizio del ciclo di stampaggio
- non richiede vie di corsa, pilastri e fondazioni o mezzi di sollevamento ultradimensionati
- permette di inserire (in conseguenza degli elementi di flessibilità di cui sopra) la produzione di stampati in termoplastici in capannoni leggeri, preesistenti
Mentre l'elevatissima conducibilità termica (da 5 a 8 volte quella dell'acciaio):
- permette di raggiungere cadenze di stampaggio anche molto più elevate (valori record su presse nuove), riducendo i tempi del 30 / 40% rispetto all'acciaio a fronte di tipologie di acciai per stampi sempre più isolanti o comunque con cattiva conducibilità termica
- nel caso di spessori (s) elevati del materiale termoplastico (cioè con s > 3 m/m o soprattutto > 5 m/m) l'elevata conducibilità delle leghe di Alluminio diviene una condizione off —> on; si tratta di particolari che sono praticamente non stampabili con tools di acciaio.
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