La costruzione di uno stampo per pressofusione è una disciplina di precisione che integra progettazione meccanica, metallurgia, gestione termica e tecnologie di lavorazione. Ogni scelta costruttiva incide direttamente sulla durata dello stampo, sulla stabilità dimensionale del getto e sulla ripetibilità del processo. Di seguito vengono analizzati i passaggi tecnici chiave con un approccio pratico, orientato all’officina e all’ufficio tecnico.
1. Definizione della geometria e scomposizione funzionale
La costruzione parte dalla scomposizione dello stampo in sottogruppi funzionali, ciascuno con requisiti specifici:
- Portastampo (parte fissa e mobile)
- Inserti di cavità e maschio
- Carrelli laterali e tasselli mobili
- Sistemi di espulsione, raffreddamento, colata e sfiato
La scelta tra inserti integrali o riportati è cruciale:
- Inserti riportati: permettono una manutenzione mirata e sostituzioni localizzate.
- Inserti monoblocco: garantiscono maggiore rigidità, ma aumentano costi e tempi in caso di riparazione.
La linea di divisione (piano di chiusura) deve essere progettata per minimizzare le bave, garantire una chiusura stabile sotto carico e ridurre le lavorazioni di finitura post-stampaggio.
2. Scelta dei materiali
La selezione degli acciai è uno dei fattori più critici. I materiali devono essere scelti in funzione della lega da colare, del ciclo termico previsto e della vita utile richiesta.
- Acciai 1.2343 / 1.2344 (H11 / H13): standard per inserti di cavità; offrono un ottimo compromesso tra resistenza termica, tenacità e lavorabilità.
- Acciaio 1.2367: indicato per zone ad alta sollecitazione termo-meccanica.
- Acciai bonificati: utilizzati per portastampi e piastre strutturali.
Parametri di valutazione: resistenza alla fatica termica (heat checking), conducibilità termica, risposta ai trattamenti superficiali e stabilità dimensionale dopo tempra.
3. Sovrametalli e tolleranze
In fase di costruzione è fondamentale pianificare correttamente i ritiri dimensionali cumulativi e le deformazioni da trattamento termico.
- Sovrametallo tipico per cavità: +0,3 / +0,5 mm.
- Finitura: le rettifiche finali vanno eseguite solo dopo il trattamento termico.
- Accoppiamenti: per carrelli e guide si consigliano tolleranze H7–H8, con giochi calibrati per compensare le dilatazioni termiche.
- Nota bene: tolleranze troppo strette causano spesso grippaggi durante l'esercizio a caldo.
4. Sistema di colata e sfiato
I canali di colata devono garantire continuità geometrica e sezioni progressive senza spigoli vivi.
- Lavorazione: si consigliano cicli CNC con utensili dedicati per evitare micro-scalini.
- Lucidatura: deve essere funzionale (direzionata secondo il flusso), non puramente estetica.
- Sfiati: fondamentali per la qualità. Profondità tipica 0,02–0,05 mm (in base alla lega), con larghezza progressiva verso l’esterno per facilitare l'evacuazione dei gas.
5. Termoregolazione (Raffreddamento)
Il raffreddamento è la parte più complessa da realizzare. Una foratura errata è spesso irreversibile.
- Geometria: mantenere una distanza uniforme dalla superficie della cavità ed evitare "zone morte".
- Soluzioni avanzate: utilizzo di circuiti conformali (conformal cooling) o inserti in leghe ad alta conducibilità (es. rame-berillio) nelle zone termicamente critiche.
6. Sistema di espulsione
Deve garantire una distribuzione uniforme delle forze per evitare flessioni o rotture del getto.
- Componenti: spine temprate e rettificate, guide lucidate e trattate.
- Gioco funzionale: i giochi tra spina e foro devono tenere conto della temperatura di esercizio; un accoppiamento perfetto a freddo può risultare bloccato a caldo.
7. Assemblaggio e verifiche finali
L’assemblaggio è la verifica funzionale finale. I controlli essenziali includono:
- Planarità delle superfici di chiusura (verifica con blu di Prussia).
- Scorrimento dei carrelli e dei movimenti meccanici (prove a secco).
- Controllo dimensionale 3D delle cavità rispetto al modello matematico.
La qualità di uno stampo per pressofusione non dipende da una singola scelta, ma dalla coerenza tecnica di tutte le fasi costruttive. Materiali corretti, tolleranze funzionali, raffreddamento ben progettato e assemblaggi precisi sono ciò che distingue uno stampo “funzionante” da uno industriale, stabile e longevo.
