Considerazioni economiche

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Stampaggio

Velocità di Produzione

Il costo unitario del processo di fusione è inversamente proporzionale al tasso produttivo dei getti buoni. I tassi di fusione ottenuti nella pratica con le leghe di zinco variano da meno di 200 a più di 4000 colpi l’ora. Questa seconda cifra è ottenibile soltanto per lo stampaggio dei pezzi in miniatura, che utilizza le apparecchiature specializzate. Il valore massimo ottenibile utilizzando degli stampi convenzionali è di circa 1000 colpi l’ora.

La produttività della pressofusione dello zinco è più elevata rispetto a quella ottenuta con le leghe d’alluminio e di magnesio. L’alluminio normalmente è colato soltanto mediante il processo a camera fredda, che è naturalmente più lento rispetto a quello a camera calda utilizzato per lo zinco. Anche il magnesio è colabile in camera calda, ma la produttività è inferiore se paragonata a quella dello zinco, poiché sono necessarie delle pause produttive regolari per rimuovere l’ossido che si forma sullo stampo. Generalmente la colata in pressione è più rapida rispetto allo stampaggio ad iniezione della plastica. I tempi per lo stampaggio ad iniezione sono particolarmente sensibili allo spessore della sezione dei materiali: aumentare la sezione di parete nello stampaggio della plastica, al fine di competere con un pressocolato in termini di resistenza o rigidità, non solo aumenta il costo del materiale in modo lineare con la sezione, ma anche il costo dello stampaggio, persino oltre un ordine di grandezza.

Nella pressofusione, qualsiasi cosa aiuti a ridurre il tempo ciclo equivale ad una riduzione dei costi. Di solito il fattore limitante è determinato dal tempo, successivo all’iniezione del metallo fuso, necessario a consentire la solidificazione ed il raffreddamento di tutti i canali di colata ad una temperatura che consenta di estrarre il getto senza distorsioni. Durante la fusione a regime, i fattori che influenzano questo tempo sono principalmente lo spessore e la geometria del getto e dei canali di colata, il sistema di raffreddamento dello stampo e la disposizione dei punzoni estrattori. Il design del getto ha l’effetto più critico sul ritmo di stampaggio, con le sezioni più sottili ed omogenee che consentono i valori più elevati, a patto che il pezzo sia abbastanza resistente e rigido per sopportare le forze di estrazione richieste. E’ possibile ottenere delle velocità più elevate aumentando il raffreddamento dello stampo, anche se quest’effetto è limitato dal fatto quando la temperatura dello stampo diminuisce drasticamente aumenta la formazione delle giunzioni fredde. Se la finitura superficiale è un requisito fondamentale, allora il numero di getti “buoni” inizia a ridursi nel momento in cui la temperatura dello stampo scende sotto ad un certo livello critico. Ad ogni modo la temperatura limite utilizzabile varia da getto a getto, e da un tipo di macchina all’altro. Le tecniche computerizzate attualmente disponibili per la definizione dei canali e dell’attacco di colata possono essere d’aiuto nella previsione della temperatura minima dello stampo che può essere utilizzata.

La produzione ininterrotta e stabile di getti conformi è un ulteriore requisito chiave che consente di mantenere i costi bassi: i parametri che ostacolano maggiormente quest’aspetto sono l’affidabilità dello stampo e della macchina. Probabilmente la causa più comune dei fermi macchina è dovuta interamente, od almeno in parte, all’incollaggio del getto sullo stampo: questo determina non soltanto l’arresto della macchina per la rimozione manuale, ma se tale rimozione richiede un tempo rilevante il risultato è che lo stampo deve essere nuovamente riscaldato, realizzando così diverse stampate di scarto. Esiste un’ampia varietà di fattori che causano l’incollaggio dei getti sugli stampi, ma la maggior parte di questi può essere ridotta con un buon design del getto e dello stampo, oltre che attraverso una lavorazione delle matrici qualitativamente elevata.

Produzione Automatica vs Semi-Automatica

Le macchine da pressofusione possono operare in modo parzialmente automatico oppure in modo completamente automatico. Nel primo caso, l’operatore rimuove la stampata completa dallo stampo. Nel secondo caso, il getto stampato può essere fatto cadere dallo stampo oppure rimosso da un robot. Quando il getto è fatto cadere dallo stampo, spesso scende in una vasca di raffreddamento dalla quale è rimosso mediante un nastro trasportatore. L’acqua tende a frenare la caduta e previene il danneggiamento del getto, anche se si deve poi fare i conti con la caduta dal nastro trasportatore al contenitore. Il progettista del getto dovrebbe pertanto assicurarsi del fatto che nessuna caratteristica critica del getto possa essere danneggiata durante questa caduta, aggiungendo se necessario dei tratti protettivi al getto. La decisione di impiegare un sistema di colata semi-automatico od automatico spetta al fonditore, anche se di solito la tipologia automatizzata è impiegata nel caso di volumi produttivi elevati, dato che i costi aggiuntivi di set-up sono più che compensati dal risparmio del costo di lavorazione e dal miglioramento dell’uniformità produttiva.

Riferimento 2

Costo in relazione ai Materiali Alternativi

Effettuare un confronto generalizzato tra i costi delle diverse tecniche di fabbricazione alternative alla pressofusione delle leghe di zinco è particolarmente difficile. I costi delle tecnologie e dei materiali variano nel tempo, ed i costi d’impianto dipendono dalla situazione geografica. Se il confronto del costo è difficile, il confronto generalizzato di prezzo è pressoché impossibile, poiché questo riguarda l’equilibrio locale tra domanda e offerta per ognuna delle tecniche di fabbricazione. Tuttavia, si propone di seguito un metodo comparativo generalizzato approssimativo per la pressofusione di zinco, alluminio e magnesio, oltre che per lo stampaggio ad iniezione della plastica. I materiali specifici inclusi nel confronto sono:

  • le leghe di zinco ZP3, ZP5, ZP2, e ZP8;
  • le leghe di alluminio A380 (equivalente alla EN1706 AC46500);
  • la lega di magnesio AZ91D;
  • le plastiche per lo stampaggio ad iniezione ABS, PA66, PA66 30%GF, Policarbonato, Policarbonato 30%GF, Polipropilene, Copolimero acetalico, Copolimero acetalico 30%GF, Polisulfone, Polisulfone 30%GF.

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