Per le aziende manifatturiere che dipendono dallo stampaggio, la domanda è: quante altre volte si può utilizzare questo punzone? Potrebbe non essere una domanda da un milione di dollari (non letteralmente, ovviamente!), ma certamente fa una differenza. Purtroppo, fino ad oggi, non esiste una risposta unica e semplice. La durata di un punzone per stampaggio metallico è imprevedibile, a differenza di una lampadina, la cui vita è ragionevolmente prevedibile. Non è realistico aspettarsi un singolo numero, ma è importante conoscere le variabili che influenzano tale durata.
Perché Non Esiste un Numero Magico:
Immagina un punzone non come uno strumento statico, ma come una stella dello sport sotto steroidi che lavora sotto pressioni fisiche estreme migliaia di volte al minuto. La sua aspettativa di vita è influenzata da:
1. Progettazione e Costruzione del Punzone:
Complessità: Le punzonatrici a disegno semplice generalmente hanno una vita molto più lunga rispetto alle matrici progressive con molteplici dettagli complessi per ogni colpo. Maggiore è la complessità, più numerosi sono i punti in cui possono verificarsi usura e concentrazioni di stress.
Materiale: Fondamentale è la qualità e la durezza dell'acciaio da utensile (ad esempio D2, A2, inserti in carburo). Acciai di alta qualità induriti a una tolleranza specifica resistono all'usura e all'impatto molto meglio rispetto agli acciai più morbidi o meno induriti.
Robustezza: L'applicazione di un supporto sufficiente, giochi adeguati, la scelta accurata di piastre antiusura e rivestimenti (come TiN, TiCN, CrN) e meccanismi di guida efficaci contribuiscono in modo significativo alla riduzione degli stress e dell'usura sulle parti importanti.
2.Fattori operativi:
Condizioni del pressa: Sbavature, eccessiva deflessione, altezza di chiusura errata o pressa instabile immettono energia estremamente dannosa nella matrice, causando un'usura intensa e rotture.
Colpi al Minuto (SPM): La velocità elevata genera ulteriore calore e cicli d'impatto in un tempo ridotto, aumentando processi di usura come abrasione e fatica.
Lubrificazione: È il fattore essenziale per il corretto funzionamento dello stampo, dove applicabile, e deve essere utilizzata una lubrificazione adeguata, con un flusso regolare di lubrificante verso lo stampo. Essa riduce inoltre l'attrito, raffredda, previene il grippaggio e rimuove i residui. Una lubrificazione insufficiente o errata rappresenta un problema serio che può causare un precoce danneggiamento dello stampo.
Tonnellaggio: Produrre a una velocità prossima o superiore alla massima nominale logora molto rapidamente lo stampo, poiché questo è sovraccarico.
3.Materiale Stampato:
Resistenza e Durezza: Lo stampaggio di acciai ad alta resistenza (HSS), acciai avanzati ad alta resistenza (AHSS) o materiali induriti provoca un'usura dello stampo significativamente maggiore sulle sue superfici (rispetto allo stampaggio di metalli più leggeri e teneri, come l'alluminio o l'acciaio dolce).
Abrasività: i materiali che presentano una scala di abrasività (ad esempio acciaio laminato a caldo) o che contengono particelle più dure tendono a smussare rapidamente i bordi taglienti e le superfici di formatura.
Spessore: materiali di maggiore spessore richiedono una maggiore forza di pressa, causando sollecitazioni più elevate sulla struttura dello stampo.
4.Manutenzione e Movimentazione:
Manutenzione Preventiva (MP): la manutenzione preventiva prevede un'adeguata pulizia, ispezione, affilatura delle sezioni di taglio e di tranciatura, sostituzione di componenti soggetti a usura (cuscinetti, molle, perni guida) e lubrificazione generale al fine di massimizzare la durata dello stampo. La mancanza di manutenzione preventiva fa sì che piccoli problemi si trasformino in disastri importanti.
Conservazione e Movimentazione: la conservazione dei materiali deve essere gestita in modo da evitare ruggine e danni da movimentazione, per prevenire intaccature, ammaccature o addirittura cadute. Il processo di cambio formato o trasporto può diventare molto costoso quando i prodotti vengono danneggiati.
Le Modalità di Guasto Determinano la "Fine Vita":
La vita di un utensile non termina mai quando smette di funzionare completamente; spesso diventa economicamente obsoleto quando il costo di manutenzione è proibitivamente elevato o quando la qualità dei componenti è compromessa. Le tipiche modalità di guasto sono:
Usura: L'abrasione visibile dei bordi taglienti e delle superfici formate, che porta a sformature, inesattezze dimensionali o finitura superficiale scadente dei pezzi.
Fessurazione da fatica: La fatica si accumula a causa dei cicli di stress e provoca crepe che, nel tempo, causano il distacco di frammenti.
Deformazione plastica: La deformazione dell'acciaio dell'utensile è permanente, causata da punti deboli o sovraccarichi.
Scheggiatura fragile: La modalità fragile di guasto, solitamente su bordi o angoli vivi.
Galling: Si tratta del trasferimento e dell'adesione di materiale tra l'utensile e il pezzo in lavorazione, che provoca gravi danni alla superficie.
Aspettative realiste e prospettiva del ROI (Return on Investment):
⦁ Quali sono allora i range normali? Sebbene siano ampiamente influenzati dai fattori sopra menzionati:
⦁ Le matrici di punzonatura semplici ad alto volume, in condizioni favorevoli, possono raggiungere 1 milione di cicli o più prima di un rinnovo importante.
⦁ Le matrici progressive complesse che imprimono materiali difficili (stampaggio di materiali più duri) possono durare da 100.000 a 500.000 cicli tra un intervento principale e l'altro.
⦁ Le matrici che creano materiali molto abrasivi o di ultra-alta resistenza possono durare soltanto 50.000 cicli o meno prima che sia necessario intervenire.
Massimizzare il Tuo Investimento:
Piuttosto che concentrarsi su una quantità irrealistica di anni, programma per ottenere il massimo dalla vita che effettivamente hai a disposizione:
1.Investi in Qualità: Investi in qualità; ad esempio, investi in un design di qualità e in materiali/costruzione di qualità.
2.Ottimizza il Processo: Mantieni la pressa in buona salute, con regolazioni corrette e lubrificazione ideale.
3.PM Rigorosa: La manutenzione preventiva dovrebbe essere predicata e praticata.
4. Forma il Personale: La gestione delle matrici, l'installazione e l'utilizzo sono molto importanti.
5. Monitorare la qualità delle parti: monitorare gli indicatori di usura come la dimensione della bava o lo scostamento dimensionale per prevedere la manutenzione.
Conclusione:
La durata di un dado per stampaggio non può essere stabilita in anticipo. Questa è una conseguenza diretta delle decisioni adottate nella sua progettazione, costruzione, utilizzo e manutenzione. Comprendendo e affrontando efficacemente i fattori che determinano l'usura e il guasto, i costruttori di stampi possono aumentare notevolmente la vita del prodotto e prolungare la vita dello stampo; in questo modo si otterranno parti di qualità al costo minimo e si massimizzerà il rendimento di questo investimento capitale critico. Non si tratta tanto di raggiungere l'immortalità, né tanto meno di lasciare al caso la massima longevità possibile, bensì di ottenere una longevità prevedibile grazie a un'attenta gestione del processo e alla manutenzione.