Perché il filo profilato quadrato può essere più adatto a dadi quadrati con requisiti elevati?
Consideriamo un filo profilato quadrato SWRCH10A con dimensione della sezione di 13.80 mm.
Nello stampaggio a freddo si presume talvolta che filo tondo e filo profilato non presentino differenze sostanziali quando il grado dell'acciaio è lo stesso. Per comuni componenti normalizzati, questa può essere un'ipotesi iniziale ragionevole. Per dadi quadrati che richiedono elevata precisione dimensionale, raggi degli angoli ben riempiti e aspetto uniforme, tuttavia, la sezione iniziale può influenzare sensibilmente il risultato.
Un caso applicativo concreto
Un cliente stava sviluppando un dado quadrato in SWRCH10A con requisiti elevati: dimensione della sezione di 13.80±0.03 mm, angoli R1.0, assenza di angoli avvallati e completo riempimento dei raggi dopo lo stampaggio a freddo.
A prima vista potrebbe sembrare semplicemente una sezione quadrata d'acciaio da 13.8 mm. La difficoltà non riguardava però soltanto le dimensioni, ma il modo in cui il metallo avrebbe riempito i raggi degli angoli.
Perché il filo tondo può lasciare i raggi incompletamente riempiti?
Per ottenere un dado quadrato mediante stampaggio a freddo, la sezione circolare deve trasformarsi in quadrata e poi riempire i raggi degli angoli. Ciò richiede un notevole flusso laterale del metallo.
Un percorso di flusso più lungo può aumentare la pressione necessaria per riempire gli angoli, i carichi locali sullo stampo e la resistenza al flusso. Può inoltre rendere il flusso meno uniforme. I possibili difetti comprendono raggi incompletamente riempiti, angoli avvallati, ripiegature sugli spigoli e geometria esterna irregolare.
Un raggio non sufficientemente riempito può quindi dipendere da un flusso insufficiente del metallo e non soltanto dal grado del materiale.
Che cosa cambia con il filo profilato quadrato?
In questo caso Creation Group ha sviluppato un filo profilato quadrato SWRCH10A da 13.80 mm invece di utilizzare filo tondo convenzionale. Il cambiamento principale riguardava la sezione iniziale, non la resistenza del materiale.
Prima ancora di entrare nello stampo, la sezione è già più vicina alla geometria finale. Lo stampo non deve quindi effettuare l'intera trasformazione dal cerchio al quadrato e poi ai raggi; una parte maggiore del suo lavoro può limitarsi alla formatura locale.
Questo può accorciare il percorso del metallo, ridurre la resistenza al flusso, migliorarne l'uniformità e facilitare il riempimento degli angoli.
Quali miglioramenti tecnici sono possibili?
Nello stampaggio a freddo, il cambiamento essenziale riguarda il percorso del flusso del materiale. I possibili vantaggi comprendono un migliore riempimento dei raggi, una fibratura più continua, minori tensioni locali nello stampo, carichi di formatura più uniformi, maggiore durata degli utensili, migliore costanza dimensionale e aspetto più stabile.
Questi vantaggi dipendono dall'applicazione e non costituiscono una garanzia per ogni componente. Il filo profilato non è intrinsecamente superiore al filo tondo. Geometria del pezzo, sequenza e progettazione delle stazioni, fibratura, carichi sugli utensili e costo complessivo devono essere valutati insieme. Risparmi di materiale, tempi ciclo, durata degli utensili e percentuali di pezzi conformi richiedono dati specifici del progetto e validazione mediante prove.
Perché si considera il filo profilato nelle applicazioni automobilistiche?
Elementi di fissaggio automobilistici, collegamenti di precisione e componenti complessi stampati a freddo considerano sempre più il concetto Near Net Shape, ossia la formatura prossima alla geometria finale. L'idea centrale è avvicinare il materiale iniziale alla forma del prodotto.
Il filo profilato può concretizzare questo approccio. Nel caso descritto, l'obiettivo non è soltanto risparmiare materiale o ridurre le lavorazioni per asportazione di truciolo, ma migliorare l'intero processo di stampaggio a freddo adattando la sezione iniziale.
Il punto di vista di Creation Group
Resta necessario rispettare la norma applicabile al materiale. Creation Group considera anche il comportamento del materiale durante la formatura.
Per fili tondi, quadrati, esagonali e altri profili, la valutazione va oltre composizione chimica e proprietà meccaniche. Comprende il flusso del metallo, i carichi sullo stampo, la formazione del pezzo e la stabilità del processo. L'obiettivo è aiutare il cliente a ottenere componenti corretti attraverso una combinazione adeguata di materiale e processo.
Conclusione
Per dadi quadrati con requisiti elevati, il riempimento dei raggi dipende da più fattori del solo grado dell'acciaio. Contano anche la sezione iniziale e la sua adeguatezza allo stampaggio a freddo.
Il passaggio dal filo tondo al profilo quadrato modifica il percorso del flusso e le condizioni di formatura, influenzando potenzialmente il risultato finale. Avvicinare il materiale alla geometria del prodotto può integrare l'ottimizzazione degli utensili.
Non è stata identificata una norma pubblica che imponga universalmente filo profilato quadrato per un determinato dado quadrato. Questo articolo presenta un'analisi tecnica riferita a specifiche condizioni del pezzo e del processo. L'idoneità deve essere confermata mediante il disegno del cliente e i risultati delle prove.