Come ottimizzare il raffreddamento dello stampo

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L’obiettivo di ogni costruttore di stampi è quello di ottenere, nel rispetto dei materiali e dei parametri geometrici richiesti dal committente, la massima efficienza termica e funzionale. Dal punto di vista termodinamico il problema è relativamente semplice: si deve far sì che, nel tempo ciclo, la quantità di calore asportata sia tale per cui il pezzo possa avere una temperatura da poter essere estratto dallo stampo.

Complessa è però la soluzione pratica, che deve essere ricercata caso per caso in quanto dipendente da una pluralità di fattori diversi e talvolta in contrapposizione: dimensione e geometria dello stampo, caratteristiche reologiche del materiale plastico iniettato, temperature e pressioni di esercizio, caratteristiche chimico-fisiche del fluido refrigerante e altri ancora. Sulla base di tutti i dati costruttivi e funzionali imposti, il costruttore deve realizzare lo stampo progettando accuratamente percorsi, forma e dimensionamento dei canali di raffreddamento all’interno dello stampo.

Di questo abbiamo parlato con Alessandra Bosco, Global Business Development Manager di INglass-HRSFlow, che abbiamo incontrato in occasione della roadshow della e-mac Engel.

Alessandra Bosco, Global Business Development Manager di INglass-HRSFlow

«Le tecnologie utilizzate per la realizzazione nello stampo dei canali di raffreddamento sono la tradizionale foratura, che permette di ottenere canali rettilinei e di sezione esclusivamente circolare – spiega –, e la tecnologia di fusione laser o selettiva (Selective Laser Melting o SLM). Quest’ultima, a differenza delle tradizionali lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo, si basa sull’addizione di polveri metalliche, mediante fusione laser. Il vantaggio fondamentale è la possibilità di realizzare canali che possono seguire molto fedelmente la forma tridimensionale delle superfici dell’impronta, per questo detti “conformali”».

Settore automobilistico – Durezza: 35-37 HRC
Dimensioni dell’inserto: 148 x 45 x 57 mm

È quindi una tecnica ideale per la costruzione di componenti complessi geometricamente e provvisti internamente di una rete sagomata di canali, con ramificazioni secondarie per il raffreddamento in parallelo, con assoluta libertà nella realizzazione dei percorsi e delle forme delle sezioni. Possibilità che permette di ottimizzare il condizionamento dello stampo. E nello stampaggio delle materie plastiche ottimizzare il condizionamento dello stampo significa ridurre il tempo ciclo, migliorare la qualità estetica del prodotto grazie a una termoregolazione uniforme, riduzione delle tensioni residue e quindi delle deformazioni sul pezzo.

L’inserto SLM viene realizzato per avere una vita pari a quella dell’intero stampo e garantire elevate tirature produttive. Grazie alla qualità delle polveri utilizzate, le caratteristiche meccaniche, di resistenza e di lavorabilità dell’inserto sono praticamente identiche se non migliori a quelle riscontrabili in un acciaio forgiato. Oltre al trattamento termico di invecchiamento (mediante il quale è raggiungibile una durezza di 52-54 HRC) sono inoltre possibili diversi trattamenti superficiali (nitrurazione, nichelatura, PVD). L’inserto ottenuto può essere modificato o sottoposto a saldatura laser, lucidatura e altre lavorazioni come un qualsiasi  tassello tradizionale.

HRS Flow Divisione del Gruppo  INglass  è attiva nella costruzione di camere calde per qualsiasi settore del mercato con linee dedicate specifiche ad ogni esigenza «Questa esperienza integrata – continua Alessandra Bosco – ci permette di sviluppare la soluzione tecnica ideale per la completa ottimizzazione del processo di stampaggio. In particolare, lo studio dei canali conformali è sempre seguito dalle analisi fluidodinamiche, ossia verifiche di velocità, pressioni e perdite di carico nei condotti, al fine di garantire qualità ed efficacia massima del condizionamento. Ne consegue un risultato assolutamente accurato che tiene in considerazione anche dei precisi valori di dispersione termica del sistema canale caldo. Nessuno può offrire tutto questo».

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