Progettazione dello stampaggio a iniezione: 10 considerazioni critiche sulla progettazione della qualità

Michele Paloiano | 04 agosto 2019

Ci sono migliaia di progettisti che progettano pezzi stampati a iniezione, ma all'interno di questa vasta comunità esiste un gruppo d'élite che può effettivamente progettare pezzi per stampi a iniezione. La progettazione del prodotto stampato a iniezione si evolve attraverso numerose fasi di sviluppo prima che tutte le parti vengano infine documentate e rilasciate allo stampatore per la produzione. Quest'ultimo passaggio nel processo di sviluppo è il più critico, poiché non è più possibile apportare modifiche o correzioni al progetto senza aumentare in modo significativo i costi o ritardare il progetto. Sfortunatamente, gli errori di progettazione delle parti in plastica verranno scoperti solo dopo che le parti del primo articolo saranno state ispezionate e valutate dal team di progetto. Anche con la sofisticata simulazione del flusso dello stampo, i controlli delle interferenze CAD 3D, la prototipazione rapida e numerosi altri strumenti di sviluppo di oggi, è impossibile per chiunque prevedere ogni potenziale problema per una parte stampata a iniezione. Tuttavia, esiste un metodo molto semplice ed economico per ridurre al minimo i potenziali problemi e garantire virtualmente parti perfette. Si chiama collaborazione con il tuo modellatore, ed è il fulcro di questo articolo.

Non importa quanto pensi di sapere come progettare correttamente le parti per lo stampaggio a iniezione: dovresti sempre instaurare una stretta collaborazione con il tuo stampatore preferito il più presto possibile nel processo di progettazione. Ogni stampatore ha le proprie preferenze in materia di utensili e tecniche per lo stampaggio delle parti, che possono avere un effetto significativo sulla progettazione della parte. Queste preferenze soggettive possono influenzare uno qualsiasi dei seguenti parametri principali relativi alla progettazione che influenzano una parte stampata a iniezione:

Spesso è difficile per progettisti/ingegneri sviluppare questo rapporto nelle prime fasi del processo di progettazione, poiché la selezione di uno stampatore viene spesso posticipata fino al completamento del progetto e al rilascio del preventivo formale da parte dell'ufficio acquisti. Inoltre, molti stampatori non forniranno alcun input finché non avranno la certezza che il progetto verrà loro assegnato. Questa situazione di stallo impedisce ai progettisti di seguire queste raccomandazioni, spesso con conseguenti ritardi inaccettabili o superamenti dei costi a causa della complessità degli strumenti o dei lunghi tempi di ciclo. Queste politiche non sono efficaci in termini di costi nel lungo termine, poiché riducono significativamente l’efficienza dello sviluppo di un prodotto. Tuttavia, ci sono alcune soluzioni semplici per risolvere questo paradosso.

La prima soluzione tipicamente utilizzata dalle aziende più grandi è generare un breve elenco di fornitori preferiti sulla base di un'analisi approfondita degli esperti all'interno del proprio staff. Questo gruppo limitato di tre o quattro stampisti e produttori di utensili preferiti è generalmente accessibile agli ingegneri durante tutto lo sviluppo grazie ai loro accordi commerciali reciprocamente vantaggiosi. Le aziende più piccole possono selezionare uno o due stampatori validi nelle prime fasi del processo stabilendo un rapporto commerciale in buona fede. Questo accordo informale di stretta di mano richiede che entrambe le parti siano reciprocamente oneste riguardo ai costi e ai termini stimati per fare affari tra loro. Sebbene non vi siano garanzie, è possibile sviluppare un'alleanza poiché stampatori e progettisti condividono le loro conoscenze durante tutto il processo di sviluppo del progetto.

Va notato che la progettazione di una parte stampata a iniezione di qualità richiede che un progettista conosca tutti i parametri di progettazione fondamentali associati allo stampaggio a iniezione e sia altamente specializzato nel settore. La partnership stampatore/progettista non è concepita per essere un programma di tirocinio, bensì per ottimizzare il passaggio del progetto finale alla produzione con poche o nessuna modifica. Se completate con successo, le parti di produzione finale vengono generalmente stampate in modo economicamente vantaggioso e precisamente secondo le specifiche per i seguenti motivi.

1. Opzioni materiali e conseguenze

I materiali vengono spesso specificati nelle prime fasi del processo di progettazione e dovrebbero essere concordati di comune accordo da entrambe le parti. A volte gli stampatori possono acquistare grandi quantità di resine specifiche con sconti importanti. Questi sconti possono essere trasferiti ai clienti. Ad esempio, se un progettista può specificare un grado di ABS che corrisponda alle proprietà di uno acquistato in grandi quantità da uno stampatore, è possibile risparmiare molte decine di migliaia di dollari. Un progettista potrebbe scoprire che alcune resine ad alte prestazioni potrebbero non essere ideali per uno stampatore a causa della viscosità, dell'elevato contenuto di vetro o della cristallinità. Una resina può essere scelta per specifiche proprietà fisiche o di resistenza chimica, ma può essere molto difficile da modellare o mantenere tolleranze specifiche. Gli stampatori dovrebbero essere d'accordo con le resine specificate e i requisiti generali delle parti, poiché sarà loro richiesto di stampare effettivamente le parti.