Macchine utensili per stampi: tipologie e processi produttivi

Le macchine utensili per stampi vengono utilizzate per la produzione di componenti in plastica e metallo attraverso processi come lo stampaggio a iniezione, la pressofusione e lo stampaggio a caldo. Questi macchinari sono progettati per lavorare materiali duri con precisione elevata, creando stampi che garantiscono prodotti finali impeccabili.

In questo articolo vedremo le principali tipologie di macchine utensili utilizzate per la produzione di stampi, i materiali che vengono lavorati e le fasi principali del processo produttivo.

Tipologie di macchine utensili per stampi

Esistono diverse tipologie di macchine utensili impiegate per la realizzazione di stampi, ciascuna con caratteristiche specifiche in base al tipo di lavorazione richiesto.

• Fresatrici CNC: Le fresatrici CNC, in particolare quelle a 5 assi, sono tra le macchine più utilizzate per la produzione di stampi. Grazie alla loro capacità di muoversi su più assi contemporaneamente, queste macchine possono realizzare geometrie complesse con elevata precisione. Le fresatrici CNC a 5 assi come la nostra VMC riducono il numero di passaggi richiesti per completare un pezzo, migliorando la qualità del prodotto e riducendo i tempi di lavorazione.
• Elettroerosione a tuffo (EDM): Quando la fresatura meccanica non è sufficiente per lavorare materiali estremamente duri o per realizzare cavità profonde e dettagli intricati, entra in gioco la tecnologia dell’elettroerosione a tuffo. Questa tecnica si basa su scariche elettriche che erodono il materiale dal pezzo in lavorazione, rendendola ideale per componenti ad alta precisione e superfici difficili da ottenere con altri metodi.
• Tornio CNC: Anche se il tornio CNC è principalmente utilizzato per la lavorazione di pezzi rotazionali, svolge un ruolo importante nella produzione di componenti cilindrici di stampi. La precisione garantita dai moderni torni CNC è essenziale per la realizzazione di parti critiche degli stampi, come i componenti di chiusura e i canali di raffreddamento.
• Macchine di rettifica: La rettifica è probabilmente la fase più importante del processo di produzione di stampi. Viene utilizzata per ottenere finiture superficiali estremamente lisce e per rispettare tolleranze dimensionali ristrette. La rettifica è particolarmente importante per le parti dello stampo che entreranno in contatto diretto con il materiale da stampare, garantendo così una perfetta riproduzione del pezzo finale.

Processo di produzione di uno stampo

La produzione di uno stampo è un processo complesso e altamente specializzato che richiede una combinazione di competenze ingegneristiche avanzate, macchine utensili di precisione e software di progettazione all’avanguardia. Ecco le principali fasi di questo processo.

• Progettazione: La produzione di uno stampo inizia sempre dalla fase di progettazione. Utilizzando software CAD, gli ingegneri creano un modello digitale dello stampo basato sulle specifiche del pezzo da produrre. Questa fase è essenziale per garantire che tutte le caratteristiche geometriche del prodotto siano correttamente integrate nello stampo.
• Preparazione del grezzo: Una volta completata la progettazione, si seleziona il materiale grezzo adatto. In genere, per gli stampi vengono utilizzati acciai temprati o leghe di alluminio, a seconda del tipo di applicazione. Il materiale viene quindi tagliato e preparato per le successive lavorazioni meccaniche.
• Lavorazione meccanica: Il pezzo grezzo viene lavorato con l’ausilio di macchine utensili come fresatrici a 5 assi, torni CNC e macchine EDM. Ogni fase di lavorazione è studiata per ottenere la massima precisione, poiché anche il minimo difetto nello stampo può compromettere la qualità del prodotto finale.
• Trattamenti termici: In molti casi, dopo la lavorazione meccanica, lo stampo viene sottoposto a trattamenti termici per aumentare la resistenza e la durezza del materiale. Questi trattamenti sono fondamentali per garantire che lo stampo possa resistere alle alte pressioni e temperature durante il processo di stampaggio.
• Finitura e rettifica: La fase finale prevede la finitura e la rettifica delle superfici critiche dello stampo. In questa fase, le superfici vengono lucidate per ottenere un’elevata qualità superficiale, eliminando eventuali difetti di lavorazione. Questo processo assicura che lo stampo possa produrre pezzi con superfici lisce e prive di imperfezioni.

Materiali lavorati nella produzione di stampi

La scelta dei materiali per la produzione di stampi è determinante per la durata e l’efficacia dello stampo stesso. I materiali più comunemente utilizzati sono:

• Acciai temprati: Questi acciai offrono un’elevata resistenza all’usura e alla deformazione, rendendoli ideali per stampi destinati a produzioni su larga scala o a lavorazioni ad alta pressione e temperatura.
• Leghe di alluminio: Utilizzate principalmente per stampi leggeri o per piccole tirature, le leghe di alluminio offrono una buona lavorabilità e una ridotta inerzia termica.
• Rame e leghe di rame: Utilizzati principalmente per parti degli stampi che richiedono un’alta conducibilità termica, come le piastre di raffreddamento, per dissipare rapidamente il calore accumulato durante i cicli di produzione.

Precisione e affidabilità

Nella produzione degli stampi, la precisione è tutto. La minima variazione nelle tolleranze dimensionali può portare a difetti nel prodotto finale, causando scarti e costi aggiuntivi. Per questo motivo, le macchine utensili utilizzate devono garantire un livello di precisione estremamente alto, spesso nell’ordine di pochi micron, ed abbastanza robuste da evitare fenomeni di vibrazione e chatter.

Anche la ripetibilità delle lavorazioni gioca un ruolo fondamentale: una macchina utensile deve essere in grado di riprodurre con esattezza ogni singolo pezzo, assicurando che ogni stampo prodotto sia identico al precedente.

La complessità delle macchine utensili per stampi

La produzione di stampi è un processo che richiede macchine utensili di ultima generazione, materiali di alta qualità e competenze ingegneristiche avanzate. Le macchine come fresatrici a 5 assi, elettroerosione e torni CNC garantiscono la precisione e l’affidabilità necessarie per produrre stampi che soddisfano le esigenze più elevate in termini di qualità e durata. La scelta dei materiali, i trattamenti termici e la finitura superficiale sono altrettanto cruciali per il successo del prodotto finito.

Da Vitech, produciamo centri di lavoro CNC a 5 assi progettati per soddisfare le esigenze più complesse nella creazione di stampi. Le nostre fresatrici, come la serie VMC e la EMERA, sono capaci di lavorare blocchi di materiale fino a 10 tonnellate, mantenendo precisione anche con materiali complessi come il titanio e l’acciaio inossidabile.

La VMC offre potenza e versatilità grazie ai suoi 5 assi, ideale per la produzione di stampi di precisione, mentre la fresatrice a montante mobile EMERA eccelle nelle lavorazioni su grandi blocchi grazie alla sua versatilità e struttura robusta. Questa tecnologia permette di eseguire lavorazioni su superfici complesse in un’unica operazione, ottimizzando tempi e qualità. Con queste soluzioni, Vitech rende ogni fase della produzione di stampi efficiente e affidabile, garantendo risultati superiori anche per i progetti più impegnativi.