Processo dello stampo per prevenire le fessurazioni dovute al trattamento termico

Processo per prevenire le fessurazioni dovute al trattamento termico

La rottura delle parti (tipicamente i componenti principali di uno stampo, come nuclei, cavità, cursori, perni di estrazione, ecc.) dopo il trattamento termico ha un impatto catastrofico e sistemico su un progetto di produzione di stampi, superando di gran lunga la rottamazione di un singolo componente.

Impatto diretto: fallimento della funzione principale e perdita di precisione

Una parte rotta è inutilizzabile e impedisce direttamente il montaggio o la prova dello stampo. Anche le cricche microscopiche possono propagarsi rapidamente sotto il carico ciclico ad alta pressione dell'iniezione o dello stampaggio, portando a guasti catastrofici (ad esempio, frattura della cavità). Ciò non solo rende l'intero scarto dello stampo, ma rende anche centinaia di migliaia di dollari di ore di lavorazione (fresatura di precisione, elettroerosione, lucidatura) immediatamente obsolete.

Impatto indiretto: perdita di controllo del progetto e crisi di fiducia

La produzione degli stampi è un processo altamente sequenziale. La rottura del trattamento termico di una parte fondamentale interrompe l'intero ritmo di produzione. I tempi di consegna sono generalmente ritardati di settimane o mesi a causa del riordino dei materiali, della rilavorazione e della ripetizione dei processi di trattamento termico e finitura. Ciò ha un grave impatto sul programma di lancio del prodotto del cliente, espone il produttore di stampi a pesanti sanzioni per ritardi e danneggia la sua reputazione di fornitore affidabile.

Impatto economico: aumento esponenziale dei costi

L’impatto finanziario va ben oltre il rifacimento di una parte. Comprende: il costo irrecuperabile di tutta la produzione già investita nella parte guasta; Il costo dei materiali e della manodopera per la seconda fabbricazione; Compensi straordinari e accelerazioni per il recupero dell'orario; Potenziali richieste di risarcimento da parte del cliente. Il costo totale è spesso molte volte superiore al valore della parte originale e incide gravemente sulla redditività del progetto.

Riflessione sistemica: esposizione dei difetti della progettazione collaborativa

Il cracking espone fondamentalmente un fallimento nella collaborazione lungo tutta la catena, dalla progettazione dello stampo alla pianificazione del processo e all’esecuzione del trattamento termico. Ad esempio, caratteristiche di progettazione come spigoli vivi o bruschi cambiamenti di sezione, o lavorazioni di sgrossatura che non riescono a lasciare raccordi e sovrametalli adeguati come specificato, creano punti di concentrazione delle sollecitazioni durante il trattamento termico. Ciò costringe i produttori di stampi a considerare la trattabilità termica come un elemento centrale della revisione front-end della progettazione, promuovendo la collaborazione integrata tra i processi di progettazione, lavorazione e trattamento termico.

La rottura delle parti dovuta al trattamento termico è uno dei difetti più critici da evitare nella produzione di stampi. Colpisce un progetto su più fronti: tecnico, di consegna, economico e reputazionale. I produttori di stampi di successo devono istituire meccanismi di prevenzione sistematici, attraverso l’ottimizzazione della progettazione delle parti (evitando concentrazioni di stress), il controllo rigoroso dei processi di lavorazione pre-trattamento e l’impegno nella collaborazione tecnica con i fornitori di trattamenti termici, anziché ricorrere a rimedi post-guasto.

Processo per prevenire le fessurazioni dovute al trattamento termico

Attualmente, le parti subiscono fessurazioni dopo il trattamento termico, il che incide gravemente sui tempi di consegna degli stampi e sui costi di produzione. Il motivo principale è l’insufficiente comprensione del processo di trattamento termico, che porta a tali anomalie. Le misure preventive devono essere implementate in anticipo per i processi critici per garantire che non si verifichino fessurazioni dopo il trattamento termico.

La causa delle fessurazioni è la concentrazione di stress interno o eccessivi differenziali di temperatura durante le fasi di riscaldamento e raffreddamento del materiale, che portano alla separazione e alla frattura a livello molecolare.

Per affrontare la causa principale delle cricche, il processo deve garantire che le parti dopo la lavorazione di sgrossatura non presentino spigoli vivi, sezioni sottili, angoli acuti o variazioni significative di spessore. Ove necessario, il processo dovrebbe incorporare in anticipo nervature di rinforzo per aumentare la resistenza.

Guida illustrata al trattamento termico preventivo delle parti

1. Durante la lavorazione di sgrossatura, selezionare utensili con raggio maggiore di R3 e preservare il raggio di raccordo alla radice per evitare la formazione di spigoli vivi.

2 . Quando la variazione di spessore nel disegno di progetto supera più del doppio, lasciare materiale aggiuntivo durante la lavorazione di sgrossatura per evitare una dissipazione del calore non uniforme. Le aree più spesse dissipano il calore lentamente, mentre le aree più sottili dissipano il calore rapidamente, portando a differenze di temperatura significative e fessurazioni da trazione.

3. Assicurarsi che la distanza tra gli elementi del tipo foro e il bordo sia almeno il doppio del diametro del foro.