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Commenti Generali

La figura più importante coinvolta nella produzione di un pressocolato è il progettista. Un buon progettista considera ogni aspetto, sia della produzione che della funzione dell’assemblato finito. Di sicuro non ci si può aspettare che un disegnatore sia un esperto in ogni campo, e neppure che egli debba lavorare come leader di un team costituito da specialisti in grado di dare un contributo importante alla buona riuscita di un progetto. Questi specialisti dovrebbero includere dei rappresentanti provenienti dalle diverse aziende coinvolte nella filiera produttiva: in questo modo alla fine del processo d’elaborazione tecnica è possibile raggiungere il progetto finale in modo congiunto, così da determinare un ulteriore incentivo per il suon funzionamento ottimale. Nel caso della pressofusione dello zinco i fornitori che dovrebbero essere coinvolti sono i produttori di materie prime, i fonditori, i realizzatori degli stampi più i rappresentanti delle ditte destinate ad eseguire qualsiasi operazione secondaria significativa.

Nella realtà produttiva quotidiana, questo tipo di gruppi di lavoro è giustificato soltanto per i progetti di maggiore interesse. Per piccoli progetti, e durante la fase di ideazione dei progetti maggiori, il progettista conta di solito sulla propria esperienza e su quella dei colleghi di lavoro. E’ perciò importante che egli abbia una buona comprensione di base del materiale e del processo, cosicché i requisiti fondamentali dell’ideazione siano realizzabili praticamente.

In genere, nell’industria della lega di zinco, il getto ha un peso che va da qualche frazione di grammo sino a qualche chilogrammo, con una dimensione massima di 300mm. Nel caso in cui sia richiesto, è possibile produrre getti molto più grandi. La preponderanza di getti piuttosto piccoli è spiegata dall’elevato costo dello zinco; ciò, a sua volta, ha determinato nel panorama industriale della pressofusione la prevalenza di macchine piccole. Non si deve dimenticare, comunque, che le particolari caratteristiche dei pressocolati di zinco possono essere talvolta impiegate con successo in getti molto più grandi.

Le forme base ottenibili con la pressofusione sono limitate dal fatto che lo stampo è costituito da parti rigide, le quali devono essere in grado di separarsi dal getto che si forma. Nella pratica è possibile produrre forme molto complesse, e l’angolo di spoglia praticamente nullo richiesto nello zinco consente spesso di ottenere dei getti in forma finita.

La forma di un componente dovrebbe essere determinata a partire dalla sua funzione, e non dalla storia della sua produzione. Molti prodotti raggiungono la fase di produzione racchiudendo caratteristiche che tradiscono la conversione da altri processi. In particolare, poiché molti pressocolati derivano dalla fusione in sabbia, un difetto comune è la presenza di una massa superflua

Una delle principali funzioni di un componente è la capacità di resistere a sforzi di servizio con un certo margine di sicurezza. Considerando che il risparmio dello zinco risiede nel ridurre il peso di un oggetto, è chiaramente cruciale decidere quale margine di sicurezza adottare. Piuttosto che sovradimensionare, si suggerisce che un oggetto sia progettato semplicemente per resistere agli sforzi cui è sottoposto in esercizio, poiché l’ispessimento delle pareti, qualora necessario, può essere facilmente realizzato in un secondo momento durante la produzione. Per questa ragione, è meglio sottodimensionare inizialmente i primi getti prodotti, per poi testarli a rottura. Quando si progetta un pressocolato bisogna ricordare che è necessario favorire il flusso con cui il metallo riempirà le cavità dello stampo, oltre a facilitare l’estrazione del pezzo senza distorsioni. Ad ogni modo, in questa fase si raccomanda fortemente ai progettisti di mantenersi in contatto con i propri fonditori.

E’ evidente che elementi come leve, giunti e manovelle sono spesso disegnati “ad occhio”, partendo dalle proporzioni determinate dalla loro relazione visiva con l’insieme dell’assemblato, piuttosto che tenendone conto della funzione, della prestazione o degli sforzi calcolati. Non è raro vedere tutti gli elementi di un meccanismo aumentare proporzionalmente quando si progetta un nuovo modello dalle dimensioni maggiori, anche se alcuni di questi componenti sono adibiti esattamente alla stessa funzione sotto le stesse condizioni.

Così come per gli altri processi di fusione e stampaggio, il progettista dovrebbe tentare di mantenere le sezioni di parete abbastanza omogenee, evitando le variazioni improvvise. Il fatto di non seguire questa regola, non significa necessariamente che il getto non possa essere eseguito, ma si avrebbe un aumento della difficoltà realizzativa e di conseguenza del costo. Per componenti dalla struttura complessa può dimostrarsi molto utile simulare la solidificazione con opportuni software in modo da ottimizzare la geometria e la posizione del sistema di raffreddamento dello stampo, evitando quindi la presenza di difetti in posizioni critiche del getto.

La dimensione minima della sezione di parete dipende dalla distanza dall’attacco di colata, con la quale s’indica la posizione dove il metallo fuso entra nella cavità vera e propria dello stampo. Indicativamente, per distanze brevi (inferiori a 50mm) si dovrebbero mantenere spessori di 0.5mm, sino ad arrivare a 2.0mm nel caso di distanze pari a 200mm. L’applicazione delle tecniche per determinare l’attacco ed il canale di colata con l’ausilio del computer, dà un’indicazione migliore riguardo alla sezione di parete minima raggiungibile là dove quest’aspetto è critico.

La linea di divisione dello stampo è dettata in gran parte dalla progettazione del pezzo. La capacità di produrre un pezzo senza bave è influenzata non soltanto dalla qualità dell’utensile, ma anche dalla facilità di fabbricazione e di manutenzione dello stampo, che trae vantaggio dalla cura con cui si è pensato il getto durante la fase di progettazione. A volte è meglio produrre sul getto una zona di bava intenzionale che può essere in seguito completamente rimossa mediante l’utilizzo di una pressa per sbavatura: questo evita la formazione di piccole bave non previste, che possono essere difficili da rimuovere a causa della loro flessibilità. I fori passanti e le finestrature sono da evitare in un getto là dove non siano assolutamente necessarie, dato che hanno semplicemente l’effetto di aumentare la lunghezza della linea di separazione delle impronte.

Nel posizionare la linea di separazione dello stampo bisognerebbe tenere presente la posizione e la lunghezza dell’attacco di colata. Se la sola posizione possibile non dà al metallo l’opportunità di fluire direttamente in tutte le parti del getto, allora è più difficile ottenere una buona finitura superficiale ed una bassa porosità. Cambiando la configurazione del pezzo, è spesso possibile superare questo problema. Si dovrebbe anche ricordare che è necessaria una sezione dell’attacco di colata adeguata e che, se la sua larghezza è limitata, il suo spessore deve essere elevato avendo come possibile conseguenza problemi di sbavatura e segni evidenti sul componente finito. Ancora una volta, l’ottimizzazione al computer del canale e dell’attacco di colata si dimostra veramente utile nel determinare quale lunghezza e spessore siano più opportuni per produrre getti di buona qualità.

Per una produzione automatica affidabile dei pressocolati è fondamentale che sia il getto che il sistema del canale di colata siano mantenuti in modo rigido sulla metà mobile dello stampo quando questo viene aperto. Qualsiasi tendenza a bloccarsi sulla metà fissa deve essere assolutamente contrastata. Questo può essere realizzato facendo in modo che la combinazione del bloccaggio dovuto alla contrazione termica di getto/canale di colata ed il trattenimento di un carrello servano a spingere il getto fuori dalla metà fissa rigidamente. A volte sono impiegati dei punzoni estrattori a pressione, con un sottosquadro sulla parte finale, definiti punzoni d’ancoraggio o punzoni a Z. Anche la progettazione del pezzo deve tener conto di questo requisito: una conseguenza è che i fori passanti sono spinati interamente nella metà mobile, oppure per 2/3 in questa e per 1/3 in quella fissa.

Una volta che il getto è stato separato dalla metà fissa dello stampo, i carri laterali, se ve ne sono, arretrano. In questa fase il getto è molto cedevole, e rischia di distorcersi se non è trattenuto in modo saldo contro la matrice mobile. Questo trattenimento è reso possibile dalle caratteristiche del design dello stampo, che però spesso si ripercuotono sul design del componente.

L’ultima fase della fusione è l’estrazione dalla metà mobile dello stampo. L’estrazione deve assicurare che il getto ed il canale di colata siano movimentati in modo rettilineo, e che non si creino distorsioni nel pezzo. In generale un estrattore deve essere posto vicino ad ogni zona in cui il getto tende ad essere trattenuto, e deve essere posizionato in modo tale che qualsiasi sforzo prodotto dall’estrattore nel getto tenda unicamente a scalzarlo senza deformarlo. E’ in gran parte di competenza del fonditore e dello stampista decidere se il design di un getto può rendere il lavoro facile, difficile od impossibile.

Riferimento 2

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