DF ed il processo di coniatura

Prima parte

Con Sergio Franzoia di DF srl, azienda leader nella produzione di componenti e semilavorati in metallo, affrontiamo il tema dello stampaggio a freddo, in particolare della coniatura.

Parlaci nei dettagli di questo importante processo.
Partendo dal progetto o da un prototipo in base alla tipologia e alla geometria del componente si valuta il materiale piu’ adatto e la sua forma, ovvero se puo’ essere un filo, una lamiera, un semilavorato martellato o un profilo, a seconda di quelli che sono gli ingombri del particolare.
Molti clienti non sono esperti della nostra tipologia di lavorazione e quindi vengono affrontate con loro le varie possibilita’ con lo scopo di ottenere la soluzione piu’ idonea ed economica.

Si passa quindi alla fase della progettazione.
Si parte con un disegno in 3D del componente per poi realizzare quello dello stampo calcolando i punti esatti in cui si deve scaricare, tra punzone e matrice il materiale in eccesso perche’ l’eccedenza deve “scorrere via”. Questo materiale in eccesso prodotto dalla coniatura andra’ quindi eliminato tramite tranciatura, ovvero tramite l’utilizzo di un secondo stampo di trancia.
Ricordiamo che la coniatura del metallo comporta una pressione nell’ordine delle 30 tonnellate per stampare un naso per arrivare alle 400 tonnellate per stampare un frontale o una barra.

Come si comporta quindi il materiale di fronte a queste sollecitazioni?
Se non ha vie di fuga in fase di coniatura, comprimendosi, il materiale può aumentare di volume ma se sono state calcolate bene le uscite in fase di progettazione dello stampo e lo stesso e’ ben rifinito il materiale fluisce correttamente. Nel caso di grandi differenze di volume bisogna effettuare più passaggi di coniatura fino ad ottenere le misure richieste.
Tra questi passaggi di coniatura potrebbe essere necessario ricuocere i semilavorati o rifilare per togliere l’eccessiva bava.

L’esperienza e’ fondamentale in queste fasi e decenni di attivita’ specifica in questo campo non sono poca cosa. Qual’e’ la migliore condizione del materiale per lo stampaggio?
Il materiale ovviamente si comporta meglio se meno resistente e per ottenere cio’ i semilavorati vengono sottoposti a processi di ricottura. Dopo la coniatura il materiale torna ad incrudirsi e quindi ad avere buone caratteristiche meccaniche. Quando si utilizzano materiali temprabili come ad esempio il niclafor, dopo il processo di stampaggio, si effettua un trattamento termico di tempra che porta ad avere delle caratteristiche meccaniche simili all’acciaio.

Quali sono le materie prime maggiormante utilizzate nella coniatura?
Sicuramente sono l’alpacca, il monel, l’alluminio, il niclafor, il bronzo, l’acciaio ed il titanio.

Torniamo allo stampo, quali sono i suoi componenti fondamentali?
Lo stampo per coniatura e’ composto da 2 pezzi, il punzone e una matrice oltre al porta stampo, si tratta in sostanza di 2 matrici in acciaio temprato di solito K110 o K340. Si realizzano tramite fresatura con centri di lavoro o tramite elettroerosione. Con i particolari piccoli conviene creare un elettrodo e con la elettroerosione a tuffo ricavare la matrice incidendone l’impronta.

Cosa sono quindi gli elettrodi?
Sono dei componenti in rame che riproducono il pezzo finito, vengono prodotti mediante fresatura con centro di lavoro e vengono poi utilizzati per ricavare la matrice. Di solito per ogni prodotto ne servono almeno 2, una inferiore ed una superiore. Successivamente ci sono lavorazioni manuali di rettifica per raggiungere le dimensioni prestabilite. Intervengono poi operazioni di lucidatura manuale e rifinitura. La manualita’ e’ fondamentale in queste fasi.

La pressione della macchina e’ regolabile?
A seconda del pezzo e della sua conformazione si utilizzano presse eccentriche o presse idrauliche diverse e si puo’ regolare la pressione a seconda della necessità.Se servono 100 tonnellate regolo la pressione di 100 tonnellate anche se la macchina ne potrebbe disporre di 300.

Nel prossimo numero di Spex! continueremo con Sergio di Df ad approfondire questo importante processo.