Stampi e matrici sono elementi essenziali per le catene di produzione in serie. Hanno molteplici applicazioni nella metalmeccanica per la produzione di pezzi, ma si usano anche in altri settori come quello alimentare. Ma come si lavorano stampi e matrici?
Usi di stampi e matrici
Nei processi produttivi, stampi e matrici svolgono un ruolo essenziale nella produzione dei pezzi. Ad esempio, gli stampi si utilizzano nello stampaggio a iniezione per dare forma alla resina, ma anche in fonderia per creare pezzi di forme diverse. Esistono stampi di ogni tipo: per realizzare teste di viti, per produrre lattine per l’industria conserviera o per creare anelli in gioielleria.
Le matrici si utilizzano, tra l’altro, per lo stampaggio e per dare forma a lamiere o piastre metalliche, nonché per altre lavorazioni di questo materiale. Si impiegano anche per la produzione di componenti automobilistici.
Grazie alla tecnologia attuale è possibile realizzare stampi e matrici di grande precisione, il che rende molto più semplice la produzione in serie di pezzi destinati a diversi settori.
Caratteristiche di stampi e matrici
Stampi e matrici si caratterizzano per forme specifiche e molto precise, un’ottima finitura e materiali di alta qualità. È importante che i materiali con cui si realizzano stampi e matrici resistano a temperature alte e basse, perché in uno stampo, ad esempio, si possono colare metalli fusi ad alta temperatura. Per questo è importante che stampi e matrici non si deformino.
Per la loro produzione si utilizza di solito acciaio ad alta durezza. La durezza influisce non solo sulla resistenza di stampi e matrici, ma anche sulla geometria di taglio.
Quanto alla forma, queste attrezzature hanno un profilo tridimensionale, per cui è indispensabile che le macchine con cui si lavorano siano in grado di lavorare superfici 3D.
Che cos’è la stampistica?
La stampistica è un ramo della metalmeccanica che, come dice il nome, si occupa di sviluppare le tecniche per la produzione di stampi e matrici (attrezzature), necessari alla produzione di pezzi in serie. Nella stampistica i pezzi si ottengono generalmente da lamiere o piastre metalliche e la lavorazione avviene senza asportazione di truciolo.
Si chiamano stampistica anche i lavori di taglio e deformazione delle lamiere, senza asportazione di truciolo, con attrezzature chiamate stampi e matrici. Per la realizzazione di queste attrezzature e per la deformazione delle lamiere serve un operatore esperto, detto stampista.
A causa dell’elevato costo di produzione, la stampistica è consigliata solo per la produzione di stampi e matrici per pezzi in serie, perché solo così si possono ammortizzare i costi di queste attrezzature. Va però sottolineato che con queste attrezzature si produce in pochi minuti, perché le macchine che eseguono questi processi sono in grado di produrre da 12 a 1.200 pezzi al minuto.
La stampistica si caratterizza per il basso volume di scarti generati, poiché non prevede l’asportazione di truciolo. Ciò consente uno sfruttamento ottimale dei materiali: si utilizza tra il 75 e l’80% della lamiera.
Lavorazione di stampi e matrici
Per realizzare stampi e matrici si impiegano diverse tecniche di lavorazione: tornitura, fresatura, foratura, ecc.; tra queste, la più comune è la fresatura, perché i pezzi hanno forme molto complesse, con diverse cavità e pieghe che richiedono lavorazioni molto precise. Per questo è sempre più frequente eseguire queste lavorazioni su macchine utensili multifunzione, in grado di combinare più tecniche di lavorazione.
Data la complessità di queste attrezzature, la stampistica è stata tra le prime ad adottare le nuove tecnologie, utilizzando software avanzati e processi di lavorazione a controllo numerico computerizzato; si possono citare la fresatura ad alta velocità e ad alto avanzamento. Per questo, per realizzare questi pezzi si impiegano le macchine utensili più moderne.
Per la riparazione di stampi e matrici che si usurano e si danneggiano con il tempo si impiegano diverse tecniche. Queste attrezzature possono essere riparate con la saldatura, trattamenti laser o metallizzazione a spruzzo; tutti metodi applicati direttamente sulla superficie del pezzo danneggiato. È importante che le macchine utilizzate sia per la produzione di stampi e matrici sia per la loro riparazione siano utensili da taglio avanzati, in grado di lavorare strati di materiale molto duri e altri più teneri.