Stampo

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Lo stampo è una matrice che viene appositamente progettata come utensile in alcuni processi di produzione industriale come lo stampaggio, la pressofusione, l'imbutitura, la schiumatura o la sinterizzazione: serve a dare la forma intermedia o finale al pezzo o il materiale da lavorare.

A seconda del diverso tipo di lavorazione cambiano le caratteristiche e la tecnologia dello stampo.

Uno stampo è solitamente composto da due o più semigusci, che vanno a delimitare un'area di spazio con la sagoma del pezzo da ottenere. Gli stampi di produzione sono solitamente in acciaio bonificato (un processo termico per migliorarne le caratteristiche) o temprato, ma per particolari lavorazioni si usano anche stampi in alluminio o legno. Stampi di materiali meno resistenti, come gesso, silicone o resina vengono usati per la produzione di piccole serie per la prototipazione rapida. La vita utile di uno stampo può andare da pochi pezzi, o anche di uno solo, a centinaia di migliaia di esemplari.

Gli stampi medi e grandi sono spesso costruiti per fresatura, mentre per esemplari particolarmente piccoli, con finiture complesse o per precisioni elevatissime, nell'ordine di pochi centesimi di millimetro, si usano processi ad alta tecnologia come l'elettroerosione o la fotoincisione.

Lo stampo deve essere in genere progettato senza cavità che possano limitare l'estrazione del pezzo: in particolare vanno evitati i sottosquadra, cioè angoli di 90° o più, che di fatto rendono l'elemento stampato indivisibile dallo stampo.

Nella progettazione di uno stampo bisogna prestare particolare cura agli angoli di sformo: dato che la creazione di pareti perfettamente in asse con il movimento di estrazione potrebbe dare problemi nella rimozione dei pezzi finiti, le pareti non devono mai essere progettate verticali, ma devono avere una leggera inclinazione (1 o 2 gradi) verso l'esterno. Per esemplificare, un cilindro andrebbe trasformato in un tronco di cono per poter essere estratto senza problemi.

Gli stampi, in particolare quelli per le plastiche, possono essere riscaldati o meno: gli stampi riscaldati sono più costosi ma permettono un flusso migliore del materiale liquido nelle cavità, grazie alla viscosità ridotta. All'occorrenza possono anche essere raffreddati, nel caso sia necessario estrarre i pezzi rapidamente o non sia possibile avere una catena di produzione a carosello che sfrutti diversi elementi per rendere continua la produzione senza forzarne i tempi. Un raffreddamento troppo rapido dello stampo o un riscaldamento insufficiente possono condurre, nella lavorazione delle plastiche, a pezzi con parti mancanti o a rotture. Inoltre con il raffreddamento va previsto un ritiro del materiale, che può condurre alla rottura del pezzo.

Oltre ad avere dei canali di colata o di iniezione (dove il materiale entra nello stampo), lo stampo deve avere delle materozze (che portano il materiale alla cavità), e degli sfoghi per consentire l'uscita dell'aria.

Per stampi particolarmente complessi si possono usare elementi mobili detti spine, che si ritraggono automaticamente all'apertura dei gusci, permettendo la creazione di cavità altrimenti impossibili.

Gli stampi sono oggetti costosi, che richiedono una accurata progettazione e manutenzione, e anche settimane di lavoro per la loro costruzione. Sono strettamente vincolati al tipo di materiale per cui verranno usati, dalla cui viscosità, temperatura e caratteristiche dipendono numerose variabili.

Metalli[modifica | modifica sorgente]

Lamiere[modifica | modifica sorgente]

Nello stampaggio di lamiera lo stampo è costituito da un blocco d'acciaio, suddiviso in un guscio femmina e da un altro maschio (controstampo) collocati nella pressa, uno sulla base e l'altro sulla parte mobile della macchina utensile, che deformano il materiale fino ad ottenere anche con passaggi successivi (e con stampi via via leggermente diversi) la forma finale del pezzo industriale. Questo processo è noto come imbutitura. Si tratta di un'operazione molto difficile, che deve essere suddivisa in numerosi passaggi per evitare che le lamiere vengano stirate eccessivamente e quindi possano strapparsi o riportare assottigliamenti non uniformi. Per la costruzione di pezzi per il mercato automobilistico si usano stampi di grosse dimensioni, che spesso includono bordature studiate per la punzonatura delle parti da rimuovere (la cava del finestrino, ad esempio). La lavorazione delle lamiere viene spesso effettuata in modo da dare loro una struttura portante, con delle nervature e delle pieghe curve che danno solidità al pezzo. Oggi è possibile ottenere processi di lavorazione totalmente automatizzati.

Colate[modifica | modifica sorgente]

Gli stampi da colata sono molto semplici, necessitando solo di alta resistenza alle temperature, di un canale di ingresso del materiale e di uno per la fuoriuscita dell'aria. Si usano per la produzione di pezzi in ferro, per la realizzazione di lingotti e di elementi grezzi per lavorazioni successive.

Pressofusioni[modifica | modifica sorgente]

Per lavorazioni di elementi in metallo non ferroso e a geometria piena si possono creare degli stampi in grado di sostenere pressioni elevate. Il metallo liquido viene iniettato nello stampo e grazie alla pressione (fino a 100 megapascal) va a riempire tutte le cavità, con il risultato di ottenere una struttura più compatta e uniforme rispetto a quelle da colata. Generalmente si realizzano pezzi in alluminio da 0,05 a 50 kg di massa, ma sono possibili stampi anche di dimensioni maggiori e molto costosi. Altri materiali hanno limiti inferiori. Questo tipo di stampi richiede poca manutenzione e può arrivare a produrre centinaia di pezzi l'ora. Stampi di questo tipo arrivano a 150.000 pezzi prima di essere rinnovati.

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