Garanzia della qualità nella produzione di stampi Una pressa per la rettifica proveniente dalla Cina garantisce la qualità degli utensili

Nella fase finale della realizzazione di stampi complessi, la pressatura rimane un’operazione indispensabile. A tal fine, HPF ha scelto una pressa del produttore cinese SXKH dotata di componenti di controllo europei. Il vantaggio: qualità europea a prezzi cinesi.

Nella produzione di stampi a iniezione ad alta precisione per i settori medico, igienico e automobilistico, anche le moderne simulazioni FEM raggiungono i propri limiti termici e meccanici. In particolare, negli stampi destinati ad applicazioni ad alta temperatura con PEEK o materie plastiche termoindurenti, nonché negli stampi a più cavità con iniezione diretta a canale caldo, i complessi meccanismi a slitta e le dilatazioni termiche influenzano il comportamento di chiusura.

La registrazione matematica di tutti i parametri di correzione si rivela spesso un’operazione che richiede molto tempo nell’attività quotidiana. La regolazione iterativa in condizioni operative reali rimane quindi il metodo più affidabile per garantire la precisione dimensionale e la qualità superficiale richieste prima del primo controllo.

Presso HPF, un’azienda specializzata nella produzione di stampi e nello stampaggio a iniezione con sede a Großdubrau, nella Sassonia orientale, vengono realizzati stampi e prodotti per una vasta gamma di settori diversi – dall’automotive alla tecnologia medica e igienica. L’azienda si è guadagnata un’ottima reputazione come fornitore completo di componenti e sottogruppi complessi. Per quanto riguarda il parco macchine, i responsabili acquistano di norma prodotti tedeschi o almeno europei. È quindi ancora più degno di nota il fatto che, per il controllo qualità e la rifinitura degli stampi, si affidino alla pressa di rifinitura HMG 70XS1510 del produttore cinese SXKH.

Ampia gamma di servizi di produzione

HPF, fondata nel 1990 come officina di affilatura utensili, è sinonimo di alta qualità. Fin dai suoi esordi, l’azienda a conduzione familiare si è evoluta fino a diventare oggi uno specialista molto richiesto nel settore degli utensili e dei componenti di piccole e medie dimensioni. Un esempio attuale è uno stampo a 32 canali caldi con iniezione diretta a canale caldo per articoli cilindrici per uso medico e igienico. 

«Produciamo componenti di natura molto diversa», spiega Clemens Menzel, responsabile della gestione progetti presso HPF. «Per i nostri clienti copriamo l’intera catena di processo, dallo sviluppo al prodotto finito. La nostra attività abbraccia diversi settori. I nostri clienti provengono dai settori più disparati, tra cui la tecnologia medica, l’industria dell’igiene, l’industria automobilistica e il settore dell’imballaggio.»

La gamma di servizi comprende la produzione di stampi semplici fino a stampi a iniezione a più cavità, la realizzazione di stampi per tranciatura e formatura, nonché la produzione di componenti. Una delle competenze specifiche dell’azienda risiede nella produzione di stampi a iniezione multicavità con iniezione diretta a canale caldo per componenti a pareti sottili destinati all’industria medica e igienico-sanitaria.

«Inoltre, sviluppiamo e produciamo stampi a iniezione e stampi a pressatura per la lavorazione di plastiche ad alte prestazioni particolarmente complesse, come il PEEK e i materiali termoindurenti», aggiunge Menzel. «Da tempo ci occupiamo inoltre di soluzioni di stampi per la lavorazione di materie plastiche a base biologica e biodegradabili.» 

L'azienda a conduzione familiare, in qualità di fornitore completo, offre oggi un'ampia gamma di servizi – dallo sviluppo e dalla progettazione alla produzione di stampi a iniezione e stampi progressivi, fino alla produzione in serie di articoli in plastica su ben 15 presse a iniezione con una forza di chiusura compresa tra 25 e 180 tonnellate.

Parco macchine all’avanguardia

Per la produzione, HPF dispone di un parco macchine efficiente e all’avanguardia. Dalla tornitura alla fresatura e all’erosione fino al taglio laser 3D dei contorni, tutte le tecnologie rilevanti sono disponibili in sede e molte macchine sono dotate di sistemi di automazione. Ad esempio, la fresatura degli elettrodi in grafite e l’erosione avvengono in gran parte in modo automatizzato. «Solo per la tempra dobbiamo affidare i pezzi a terzi», spiega Menzel. «Nella costruzione degli utensili, per ogni tecnologia sono attivi almeno tre o quattro collaboratori: in questo modo garantiamo la nostra operatività.»

I responsabili continuano a potenziare il parco macchine, adeguandolo costantemente agli ultimi sviluppi tecnologici. Per l’acquisto di macchinari nuovi o in sostituzione, l’azienda dell’Alta Lusazia si affida di norma a produttori tedeschi o, quantomeno, europei. «In questo modo garantiamo che, in caso di intervento di assistenza, le distanze siano brevi e i pezzi di ricambio siano disponibili in loco», sottolinea Menzel. «In passato questa strategia ci ha sempre dato ottimi risultati.»

Prima macchina per HPF proveniente dalla Cina

In questo contesto, la scelta della nuova pressa per la rilegatura risulta ancora più sorprendente: «Abbiamo optato per una pressa per la rilegatura HMG 70XS1510 del produttore cinese SXKH», spiega Menzel. «Abbiamo ottimi motivi per puntare su una pressa cinese in questo ruolo chiave».

Infatti, anche alla HPF devono far fronte a sfide economiche. «Ormai alcuni committenti ci impongono addirittura di far produrre una parte dell’ordine in Cina», riferisce Menzel. «Siamo in grado di farlo: conosciamo molto bene i nostri partner in Cina da molti anni e sappiamo esattamente di cosa sono capaci e quale qualità possiamo aspettarci da loro in modo affidabile. Si tratta di partner che conosciamo personalmente da anni e che dispongono del livello tecnico e delle competenze necessarie per garantire la qualità richiesta.»

Una simulazione è valida solo nella misura in cui lo sono i dati su cui si basa

La decisione di investire in una pressa per la rettifica è spesso molto difficile da giustificare dal punto di vista economico. È necessaria per rendere gli utensili pronti per la produzione e per garantire la qualità, ma di per sé non produce alcun pezzo.  In molte aziende le presse di rettifica sono ben lungi dall’essere utilizzate a pieno regime e rimangono praticamente inutilizzate per la maggior parte del tempo. Inoltre, oggi gran parte del lavoro di correzione può essere sostituito da simulazioni intelligenti. 

«Molto – ma non tutto», sottolinea Menzel. «Tra le altre cose, produciamo anche utensili per applicazioni ad alta temperatura. Chi volesse simulare il comportamento di questi utensili in presenza di forti sbalzi termici dovrebbe innanzitutto identificare, rilevare o calcolare tutti i parametri rilevanti per la produzione, al fine di poter eseguire una simulazione valida. Soprattutto quando, ad esempio, le valvole a saracinesca aumentano la complessità degli utensili.» 

Raccolta laboriosa dei dati

Certo, con un impegno adeguato si potrebbero rilevare tutti i parametri rilevanti. Anche se la lavorazione meccanica dei singoli componenti di un utensile, come nel caso di HPF, avviene in condizioni controllate e climatizzate e le geometrie sono quindi note con esattezza, dall’interazione tra questi elementi emergono spesso nuove conoscenze. Rilevare i valori corrispondenti rappresenta spesso una sfida.

In molti casi, nella routine lavorativa quotidiana questo processo risulta troppo dispendioso e laborioso: proprio in presenza di elevati requisiti di precisione dimensionale e qualità superficiale, ma anche in presenza di stampi con slitte e altri componenti mobili, la rifinitura manuale con cicli di correzione iterativi rappresenta spesso la via decisamente più rapida ed efficiente per ottenere la precisione. Infatti, in molti casi non si può fare a meno dell’esperienza dei costruttori di stampi nella valutazione e nelle correzioni manuali nella fase finale, prima del passaggio alla pressa a iniezione.

La stesura è rapida e precisa

La messa a punto di uno stampo è un fattore di costo che si riflette sui prezzi a carico del committente. L’impegno deve quindi essere in giusto rapporto con i benefici. Soprattutto nel caso di stampi che presentano un comportamento complesso nel processo di stampaggio a iniezione, la prova di stampaggio in condizioni di utilizzo quasi reali – ad esempio con stampi riscaldati fino alla temperatura originale per la lavorazione di materie plastiche ad alta temperatura – può fornire in modo rapido e semplice informazioni preziose per il successivo impiego nella produzione in serie.

«Avevamo già una piccola pressa per la rivestitura in azienda, ma eravamo alla ricerca di un impianto più grande che, oltre alle semplici operazioni di apertura e chiusura, fosse in grado di eseguire, ad esempio, la rimozione delle anime senza bisogno di unità aggiuntive», spiega Menzel. «Inoltre, doveva essere all’avanguardia dal punto di vista della sicurezza. È ovvio che debba garantire un parallelismo estremamente preciso.»

Progettazione ergonomica e struttura compatta

I costruttori di utensili hanno rinunciato a una tavola girevole, ad esempio per la lubrificazione di utensili multicomponente. Se necessario, prevedono di spostare gli utensili manualmente. «Oltre alle caratteristiche funzionali e di sicurezza, per noi era particolarmente importante garantire un lavoro ergonomico alla pressa», spiega Menzel. «Ciò significa che il piano inferiore deve poter essere estratto dalla pressa e ribaltato; anche il piano superiore dovrebbe poter essere posizionato in modo tale che l’operatore possa svolgere le proprie mansioni comodamente e in una postura naturale».

A ciò si aggiungeva – come in molte aziende di costruzione di utensili e stampi cresciute in modo organico – la ridotta altezza del capannone presso HPF. «Questo escludeva la maggior parte dei produttori, poiché avevano posizionato i cilindri di azionamento della pressa in alto, superando così nettamente l’altezza a nostra disposizione», sottolinea Menzel. «Abbiamo bisogno di una pressa dal design molto compatto, sopra la quale possa ancora passare il carroponte per caricare gli stampi sulla pressa e che riunisca in sé tutte le funzioni da noi richieste.»

Componenti di produttori internazionali

Per l’acquisto della nuova pressa per la stesura dell’inchiostro, il team guidato da Menzel ha effettuato ricerche presso numerosi partner e altre aziende. «Non solo in Germania, ma anche all’estero, ad esempio presso i nostri partner in Cina», spiega il responsabile del progetto. «Loro si affidano alle presse per la spalmatura di SXKH – un produttore che ha costantemente sviluppato se stesso e le proprie tecnologie – e nel suo portafoglio abbiamo trovato un modello che si adatta perfettamente alle nostre esigenze.»

Le prestazioni dell'impianto, esaminate più da vicino dai costruttori di utensili, si sono rivelate convincenti; la struttura meccanica appariva molto solida. E uno sguardo approfondito “sotto il cofano” ha dissipato anche i dubbi relativi alla disponibilità dell’assistenza: “Abbiamo potuto constatare che tutti i componenti chiave rilevanti delle presse di spianatura SXKH provengono da produttori internazionali affermati”, riferisce Menzel. «Ad esempio, il fornitore degli azionamenti e del sistema di controllo è Siemens. Le barriere fotoelettriche provengono da Sick, gli encoder da Kübler (tutte aziende tedesche), il servoazionamento da Phase (Italia), i contattori da Schneider (Francia). E le valvole sono di Vickers (USA); anche in questo caso sono garantite una rapida disponibilità e un’assistenza competente.  Grazie a questa configurazione, possiamo essere certi che, in caso di necessità, potremo ricevere assistenza competente direttamente in sede senza complicazioni.»

L'impianto scelto è una pressa per incollaggio HMG 70XS1510: la denominazione del modello indica una forza di chiusura massima di 70 tonnellate con una superficie utile del piano di 1500 x 1000 mm². Il piano superiore può sostenere un carico di 2,5 t, mentre quello inferiore può ospitare metà stampo fino a 8 t. Entrambi i piani possono essere inclinati e spostati in posizioni che consentono una lavorazione ergonomica e comoda degli stampi. 

Inoltre, la macchina è dotata di un sistema di servocomando completo a circuito chiuso. La struttura estremamente compatta rende la pressa particolarmente adatta anche a capannoni con altezza ridotta.

Due attacchi per i tiranti su ciascun lato – quattro in totale – completano l’impianto. Grazie a ciò e alle periferiche esterne, i costruttori di stampi di HPF possono sottoporre gli stampi, con un peso fino a 6 t, a test approfonditi in condizioni operative realistiche. In questo modo è possibile ottenere una messa a punto degli stampi razionale, efficiente ed economica.

Qualità europea  a prezzi cinesi 

«Il produttore cinese si è dimostrato molto disponibile nei confronti delle nostre richieste, dall’interfaccia utente in lingua tedesca alla combinazione di colori nei nostri colori aziendali», ricorda Menzel. «Uno degli argomenti più importanti, però, è stato in definitiva l’interessante rapporto qualità-prezzo. Il prezzo di acquisto, a parità di dotazione, era circa la metà rispetto a quello dei concorrenti a cui ci eravamo rivolti. La macchina da stampa è in grado di soddisfare tutte le nostre esigenze. Funziona con componenti di produttori internazionali affermati e, grazie alla sua struttura semplice, è di facile manutenzione. E poiché tutti questi aspetti erano soddisfatti, sono stati i costi a fare la differenza. Perché alla fine ciò che conta è quanto il committente è disposto a pagare. Grazie all’ottimo rapporto qualità-prezzo di questa pressa, possiamo offrire ai nostri committenti l’elevata qualità richiesta a condizioni competitive. E questo, in fin dei conti, è ciò che conta.”