Stampi progressivi: caratteristiche, vantaggi e applicazioni nella produzione in serie

Nel panorama dello stampaggio dei metalli a freddo, gli stampi progressivi rappresentano senza dubbio una delle soluzioni tecnologiche più efficienti per la produzione in serie di componenti metallici ad alta precisione. Grazie a questa tecnologia è possibile  integrare più operazioni di lavorazione all’interno di un unico processo continuo e ciò la rende particolarmente adatta a contesti industriali in cui volumi elevati, precisione, ripetibilità e controllo dei costi sono requisiti fondamentali o addirittura imprescindibili. Bisogna, però, sottolineare che quando si parla di stampaggio progressivo non si fa riferimento a una scelta standardizzata. Risulta, infatti, necessario partire da un’accurata progettazione dello stampo che si affianca a una profonda conoscenza del materiale da lavorare e a un’attenta valutazione delle geometrie del pezzo e dei suoi requisiti funzionali. 

Cosa si intende per stampaggio progressivo

Per stampaggio progressivo si intende un processo di lavorazione della lamiera in cui una striscia metallica proveniente da un nastro in rotoli viene fatta avanzare progressivamente in uno stampo e il pezzo formato viene staccato dalla stessa solo al termine del processo. All’interno di uno stampo progressivo detto anche stampo a passo si possono compiere numerose operazioni tipiche dello stampaggio: 

• tranciatura
• piegatura,
• imbutitura,
• coniatura
• calibratura,
• filettatura

Ad ogni colpo di pressa ogni stazione/utensile esegue la propria operazione, mentre al termine di un colpo e prima del suo successivo la striscia avanza di un passo con grande precisione . Il pezzo si viene cosi a formare progressivamente, con un’elevata produttività e ripetibilità dimensionale. Infatti da ogni colpo di pressa esce un pezzo finito indipendentemente dal numero di lavorazioni eseguite e stazioni impiegate.

Le fasi del processo di stampaggio a freddo

Il processo di stampaggio a freddo, che avviene quindi a temperatura ambiente, si basa sulla deformazione plastica controllata della lamiera mediante l’azione combinata di stampo e pressa, senza che sia necessario riscaldare il materiale. In questo modo si ottengono geometrie precise e superfici di qualità senza essere alterate dal riscaldamento e dalla sua inevitabile ossidazione

Le fasi del processo

Il ciclo di stampaggio a freddo in Minifaber si articola in una sequenza di fasi integrate: Progettazione dello stampo Questa è la prima fase strategica del processo. Il team tecnico interno sviluppa lo stampo partendo dalle specifiche del cliente, valutando geometria del pezzo, materiale, volumi produttivi e requisiti funzionali. L’obiettivo è ottimizzare il processo già in fase virtuale, prevenendo criticità di formatura e garantendo stabilità produttiva. 

Realizzazione dello stampo
La fase di realizzazione dello stampo è anch’essa fondamentale. Questo viene costruito internamente nel reparto dedicato, utilizzando macchine utensili a 3 e 5 assi ad alta precisione, macchine a elettroerosione e altre tecnologie avanzate. La scelta dei materiali per la costruzione degli stampi è determinante. Da essa dipende la qualità del pezzo stampato, la produttività, la durata nel tempo dello stampo. Per la costruzione degli stampi vengono utilizzati acciai convenzionali altolegati al carbonio, che devono avere caratteristiche elevate di durezza e tenacità. 

Spesso la scelta cade sui più performanti acciai rifusi o da metallurgia delle polveri fino ad arrivare al metallo duro in carburo di tungsteno. E’ altrettanto importante il trattamento termico di questi materiali per migliorare ulteriormente le caratteristiche, poi la lucidatura e per finire i rivestimenti superficiali in PVD che oltre che incrementare la durezza superficiale, migliorano il coefficiente di attrito, le caratteristiche anti abrasione e anti adesione con il materiale da lavorare e la resistenza alla scheggiatura.  Questo approccio consente un controllo diretto su qualità, tempi e performance dello stampo nel tempo. 

Scelta e controllo del materiale da lavorare 

Quelli che sono i materiali da utilizzare per la realizzazione del pezzo sono generalmente forniti sotto forma di nastri in rotoli provenienti da coil di acciaieria. Fogli, dischi o bandelle vengono invece impiegati per stampi singoli. Tutto viene verificato attentamente sotto il profilo meccanico, chimico e dimensionale, poiché le caratteristiche del materiale influenzano direttamente il comportamento in fase di deformazione e sulla qualità del pezzo finale. 

Stampaggio a freddo

In questa fase si entra nel vivo dello stampaggio a freddo. Il materiale viene deformato tramite pressa, meccanica o servopressa di ultima generazione, utilizzando parametri di processo accuratamente definiti: forza, velocità, corsa, lubrificazione e avanzamento. La corretta scelta del lubrificante e del suo dosaggio è fondamentale per garantire qualità superficiale, durata dello stampo e stabilità del processo. 

Finitura e trattamenti successivi

Nel momento in cui viene richiesto dal cliente, i pezzi stampati possono essere sottoposti a ulteriori lavorazioni come sbavatura, lavaggio, zincatura, verniciatura o altri trattamenti superficiali e/o termici, in funzione delle specifiche applicative. 

Controllo qualità
Tutto il processo produttivo è costantemente monitorato per garantire la conformità alle specifiche tecniche concordate con il cliente. 

Minifaber realizza stampi progressivi, per lo stampaggio a freddo della lamiera particolarmente indicati per la produzione in serie di componenti metallici ad alta precisione.

I vantaggi dello stampaggio progressivo nella produzione in serie

L’adozione degli stampi progressivi è particolarmente diffusa nei contesti industriali orientati alla produzione in serie, grazie a una serie di vantaggi tecnici ed economici.

Elevata produttività e continuità del processo

Una volta avviato, lo stampaggio progressivo consente di avere una continuità del ciclo che riduce i tempi di produzione e rende il processo particolarmente efficiente per grandi volumi.

Riduzione dei costi unitari

Sebbene vi siano dei costi iniziali di progettazione e costruzione dello stampo, nella fase successiva il costo unitario del pezzo si riduce significativamente all’aumentare delle quantità prodotte. Questo rende lo stampaggio progressivo una soluzione altamente competitiva nel medio-lungo periodo.

Qualità costante del prodotto

La sequenza guidata delle lavorazioni e il controllo meccanico del processo consentono di mantenere una qualità uniforme lungo tutta la produzione, riducendo scarti e rilavorazioni.

Ottimizzazione delle fasi produttive

L’integrazione di più lavorazioni all’interno di un unico stampo consente di eliminare fasi intermedie, riducendo movimentazioni, tempi di attesa e rischi di danneggiamento dei semilavorati. Inoltre in Minifaber le presse utilizzate per gli stampi progressivi sono in linea con impianti di lavaggio a tunnel e successiva stazione di imballaggio. In questo modo e secondo i principi della Lean Manufacturing da un rotolo di materiale metallico esce dalla linea pressa-lavaggio un pezzo finito, sgrassato lavato e imballato pronto per essere spedito sulle linee di montaggio del cliente.

Materiali utilizzati negli stampi progressivi

Gli stampi progressivi possono essere utilizzati con per lavorare un’ampia gamma di materiali, tra cui:

• acciai al carbonio e materiali ferrosi anche rivestiti: prezincati e preverniciati
• acciaio inox,
• alluminio e sue leghe,
• rame e leghe di rame, come ottone e cupronichel.

Come sottolineato, la scelta del materiale ideale è importante, dato che questa influisce direttamente sulla progettazione dello stampo. Valutare correttamente quelle che sono le caratteristiche meccaniche e chimiche del materiale è fondamentale già nelle fasi iniziali del progetto. E’ altrettanto importante il controllo delle materie prime in ingresso che devono rispecchiare i requisiti indicati all’ordine.

Applicazioni industriali degli stampi progressivi

Grazie alla loro efficienza e versatilità, gli stampi progressivi trovano applicazione in numerosi settori industriali, in particolare dove sono richiesti volumi elevati e standard qualitativi costanti. Tra i principali ambiti applicativi rientrano:

• settore elettromeccanico,
• elettrodomestico,
• vending,
• professional lighting,
• robotica e automazione,
• distribuzione gas.
  
   

In tutti questi contesti, lo stampaggio progressivo consente di realizzare componenti affidabili, ripetibili e conformi alle specifiche tecniche più stringenti.

Quando conviene scegliere lo stampaggio progressivo

Lo stampaggio progressivo risulta particolarmente indicato quando:

• la produzione è destinata a medie e grandi serie,
• il componente richiede più operazioni integrate,
• sono necessarie elevata precisione e ripetibilità dimensionale,
• è fondamentale ottimizzare tempi e costi di produzione,
• il processo deve essere facilmente automatizzabile.

Per produzioni limitate o prototipali, possono invece risultare più adatte soluzioni alternative, come stampi singoli o altre tecnologie di formatura da valutare insieme al team tecnico.

Stampi progressivi e progettazione: un elemento strategico

L’efficacia dello stampaggio progressivo dipende in larga misura dalla progettazione dello stampo. Una progettazione accurata consente di:

• prevenire criticità di funzionamento dello stampo,
• ottimizzare l’utilizzo della materia prima, riducendo i costi del pezzo prodotto,
• aumentare la durata dello stampo,
• aumentare la velocità della pressa e quindi la produzione oraria  
• garantire stabilità e continuità produttiva.
• Garantire nel tempo le performance richieste a disegno dal cliente in termini di qualità e requisiti 
  
   

In questo senso, lo stampo progressivo non è solo uno strumento di produzione, ma una vera e propria leva strategica per l’efficienza industriale.