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Perni dell'espulsore:

per spingere i vostri pezzi sul mercato
Gate and ejector pins illustration
Figura 1 - Un esempio dell'illustrazione che Proto Labs fornisce subito nel processo di progettazione dello stampo, cosicché l'ubicazione e la misura sia dell'accesso(i) che dei perni dell'espulsore possano essere approvate.

I perni dell'espulsore sono i "buttafuori" del mondo dello stampaggio a iniezione. Applicano una forza per espellere il pezzo dallo stampo e in alcuni casi lasciano il segno. Per ridurre al minimo l'effetto provocato dagli estrattori, Proto Labs progetta e inserisce dei perni, stabilendone anche la posizione, che sarà poi approvata dai clienti prima che l'ordine venga finalizzato.

I perni sono posizionati sul Lato B dello stampo, cioè sulla parte su cui resterà il pezzo una volta aperto lo stampo. All'apertura dello stampo, i perni si estendono nell'impronta dello stampo, spingono il pezzo in fuori e si ritirano, facendo richiudere lo stampo, che potrà essere riempito nuovamente.

Proto Labs utilizza perni rotondi, la cui disposizione dipende da diversi fattori. Uno di questi è naturalmente la forma del pezzo (vedi Figura 1). Fattori come l'angolo di spoglia e la goffratura delle pareti laterali o la profondità delle pareti e delle nervature possono aumentare la probabilità che alcune aree del pezzo restino attaccate allo stampo. Anche la scelta della resina può influire sulla posizione o sulla misura dei perni. Alcune resine sono più "appiccicose" e richiedono l'applicazione di una forza maggiore per staccare il pezzo dallo stampo. Resine più morbide potrebbero richiedere ugualmente l'impiego di un numero maggiore di perni o di perni più larghi per distribuire meglio la forza ed evitare che la plastica, una volta raffreddata, si fori o si rovini.

Figura 2 - Il punto di iniezione a paletto permette di iniettare la resina attraverso un foro del perno dell'espulsore. Dopo l'espulsione, sul pezzo resta un piccolo "palo" di plastica nel punto in cui è stato posizionato il perno dell'espulsore

Nel processo di Proto Labs, le estremità dei perni dell'espulsore sono piatte e perpendicolari alla direzione di movimento del perno. Per essere efficaci, i perni devono avere un "cuscinetto" piatto contro cui spingere e la cui superficie sia perpendicolare alla direzione di movimento del perno. Se in quel punto la superficie del pezzo è goffrata, la superficie liscia del cuscinetto sarà più visibile. E se la superficie del pezzo non è parallela all'estremità piatta del perno dell'espulsore, l'effetto sarà ancora più evidente a livello estetico.

Per un tradizionale utensile di produzione in acciaio, è possibile fresare l'estremità del perno in modo da adattarla alla sagoma della superficie del pezzo quando questa non è perpendicolare alla direzione di movimento del perno. Si produce, così, un perno sagomato. Il processo di Proto Labs, però, non supporta la produzione di perni sagomati. Se un perno deve agire su una superficie che non è parallela alla sua estremità, sarà necessario utilizzare un cuscinetto, purché questo sia sullo stesso piano dell'estremità del perno (e non sullo stesso piano della superficie del pezzo). Trovandosi su un piano diverso rispetto a quello della superficie del pezzo, il cuscinetto potrebbe essere leggermente rialzato oppure leggermente incassato su un margine rispetto alla superficie del pezzo. L'impostazione predefinita per perni su superfici sagomate prevede un cuscinetto leggermente incassato nella superficie del pezzo.

Il punto di iniezione a paletto rappresenta un esempio estremo di cuscinetto rialzato dell'espulsore (vedi Figura 2). Quando non è possibile utilizzare un accesso sul margine, la resina viene iniettata attraverso l'estensione di un canale del perno. Una volta che il pezzo si è raffreddato, il perno dell'espulsore preme contro il paletto residuo e, durante il processo, si sgancia dal canale di colata. In genere il paletto viene rimosso dal pezzo finito durante un'operazione secondaria.

Nella maggior parte dei casi, i cuscinetti dell'espulsore (o le tracce lasciate dalla loro rimozione) si trovano sul lato non visibile dei pezzi. Ma ciò non è sempre possibile. Si prenda, ad esempio, una grappa formata utilizzando un maschio passante (vedi Figura 3). In questo caso, la grappa fa aumentare la superficie di quel lato del pezzo, perciò la superficie del "lato grappa" aderirà con maggiore forza alla sua metà dello stampo. Questo semistampo diventa, quindi, il Lato B. La grappa si trova in genere sul lato visibile (estetico) del pezzo, ma la sua presenza impone che su quel lato del pezzo si trovino anche i cuscinetti dell'espulsore.

Figura 3 - Il fondo del "gancio" della grappa e il lato blu dell'asse della grappa saranno formati da un maschio passante (rappresentato dalle linee gialle) del Lato A dello stampo, che sporge attraverso un foro alla base del pezzo. Il resto della grappa è formato dal Lato B dello stampo.

Tutti i casi illustrati sopra si basano sulla presenza di superfici contro cui i perni possano spingere per espellere i pezzi dallo stampo. Alcuni progetti, però, sono privi di superfici di questo tipo. Si pensi, ad esempio, a una griglia, in cui tutte le facce del Lato B dello stampo sono parti superiori di nervature. Se i margini delle nervature non garantiscono una superficie sufficiente su cui i perni possano spingere, il progettista dovrà aggiungere alcune borchie, che funzioneranno da cuscinetti dell'espulsore.

Nella maggior parte dei casi, la posizione del perno dell'espulsore non costituisce una questione particolarmente rilevante per le prime fasi della progettazione del pezzo. Proto Labs propone la disposizione dei perni nel momento in cui viene effettuato l’ordine e sottopone all'approvazione del cliente il layout dei perni e dei punti di iniezione. A quel punto, Proto Labs risponde a eventuali domande o dubbi e apporta le dovute modifiche, quando necessario, per soddisfare le richieste del cliente.

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