Lo stampaggio a iniezione fa parte dell'industria della lavorazione della plastica. Ma il costo della produzione di stampi a iniezione può essere enorme. Sono molti i fattori che incidono sul prezzo degli stampi a iniezione. In questo lungo post del blog, spieghiamo e analizziamo i fattori che influenzano il prezzo degli stampi a iniezione. Queste informazioni possono essere molto utili per produttori di stampi a iniezione, ingegneri e dirigenti che acquistano questi strumenti.

Lo stampaggio a iniezione è un'attività importante nella produzione moderna. Può produrre una tonnellata di pezzi in modo molto veloce, con grande precisione e ripetibilità. Ecco come funziona: si forza un liquido o un semifluido ad alta pressione in una camera o in uno stampo e questo si indurisce nella forma desiderata. Il costo di gestione di uno stampo a iniezione è piuttosto basso, ma il costo dell'attrezzatura per lo stampaggio a iniezione è solitamente piuttosto elevato. Conoscere i fattori che determinano il costo di uno stampo a iniezione è fondamentale per controllare i costi e prendere la decisione migliore.

Quali variabili incidono sul costo degli stampi a iniezione?

Selezione del materiale

La scelta del materiale è un fattore importante per la determinazione del costo di uno stampo a iniezione. Materiali diversi possono costare molto di più o molto di meno e possono svolgere funzioni diverse ed essere utilizzati in modi diversi.

Tipi di materiale

1. Acciaio: L'acciaio è il materiale migliore da utilizzare per la costruzione di stampi perché è duro e dura a lungo. Gli stampi in acciaio sono ottimi per la produzione di molti pezzi perché possono essere utilizzati più volte senza che si usurino o si pieghino. Alcuni tipi di acciaio utilizzati per la produzione di stampi sono l'acciaio pre-temprato, l'acciaio temprato (come l'acciaio P20) e l'acciaio ad alta durezza (come l'acciaio 420). È importante scegliere il tipo di acciaio giusto da utilizzare perché può migliorare il costo di realizzazione dello stampo.

2. Alluminio: L'alluminio è tipicamente utilizzato per gli stampi dei prototipi e per le produzioni su piccola e media scala. Gli stampi in alluminio, come quelli in metallo leggero, sono leggeri, facili da lavorare e da modificare, quindi vengono utilizzati nei processi di fusione in cui sono necessarie modifiche frequenti. Gli stampi in alluminio non sono durevoli come quelli in acciaio e possono dover essere sostituiti prima, soprattutto quando si tratta di volumi di produzione più elevati.

3. Leghe di rame berillio: Anche le leghe di rame berillio sono ottime perché offrono un'elevata conducibilità termica e tempi di raffreddamento e ciclo minimi. Questo materiale viene normalmente utilizzato nelle costruzioni che necessitano di un raffreddamento più rapido negli stampi e di un'elevata efficienza produttiva. Sebbene il rame berillio possa richiedere un investimento maggiore in anticipo, la sua capacità di rendere più efficienti e di far risparmiare denaro nel tempo lo rende una buona opzione per alcuni usi.

Proprietà del materiale

Le proprietà fisiche e meccaniche di ciascun materiale dettano alcuni requisiti per la progettazione di stampi e pezzi, i metodi di produzione e le prestazioni. Per esempio, la durezza e la resistenza alla trazione dell'acciaio lo rendono perfetto per affrontare pressioni e temperature elevate durante lo stampaggio, mentre l'alluminio è più leggero e un miglior conduttore termico, il che lo rende perfetto per la prototipazione rapida e la produzione di piccole serie.

Impatto sui costi

Gli stampi in acciaio sono di solito più costosi perché sono un po' più resistenti e possono essere utilizzati per un periodo più lungo con alte tirature. Il costo inferiore e la facilità di lavorazione dell'alluminio lo rendono più interessante per gli investimenti iniziali, soprattutto in situazioni di bassi volumi e rapido sviluppo. Alcune leghe di rame berillio hanno una buona conducibilità termica, per cui il loro utilizzo può ridurre i tempi di produzione in alcuni casi e quindi garantire un risparmio a lungo termine.

Complessità della progettazione degli stampi

Più dettagliato è il progettazione di stampi a iniezionepiù costa la realizzazione. Quanto più complicato è il design, tanto più tempo, strumenti e macchine speciali sono necessari e quindi più costosi.

Geometria della parte

La geometria del pezzo è una delle prime cose da considerare quando si progetta uno stampo. Determina la complessità dello stampo. Le geometrie semplici non costano molto da progettare o realizzare. Le geometrie complesse richiedono più tempo per la progettazione e la realizzazione. I pezzi con forme e/o contorni intricati e/o con fori ciechi e così via richiedono una precisione di lavorazione molto elevata. Questo viene fatto con macchine più sofisticate e costose. Questo fa sì che il produzione di stampi a iniezione processo più costoso.

Numero di cavità

Gli stampi possono essere a cavità singola o a cavità multipla, per realizzare più pezzi in una sola volta. Gli stampi a più cavità consentono di produrre più pezzi più velocemente, ma sono anche più costosi e difficili da realizzare. La progettazione e la realizzazione di stampi a più cavità è un processo complicato che richiede molte competenze ingegneristiche e metodi di produzione ad alta precisione per garantire che tutte le cavità producano gli stessi pezzi.

Caratteristiche dello stampo

Esistono anche altre caratteristiche aggiunte alla progettazione dello stampo, ad esempio sottosquadri, filettature, azioni laterali che aumentano la complessità dello stampo. Tali caratteristiche sono solitamente utilizzate in prodotti che richiedono una lavorazione complessa e hanno più parti mobili come slitte, camme o dispositivi simili per produrre la forma e le dimensioni desiderate di un particolare componente o gruppo. Inoltre, contribuiscono alla complessità complessiva della progettazione e della produzione e aumentano i costi di manutenzione/operativi dei prodotti e/o dei sistemi risultanti.

Dimensioni e precisione dello stampo

Le dimensioni dello stampo e la precisione richiesta sono altri due costi importanti. Stampi più grandi e requisiti di precisione più elevati possono essere molto costosi.

Tolleranze

L'esattezza del pezzo finale dipende dalle tolleranze dello stampo. Una tolleranza inferiore significa maggiore accuratezza, ma è più costosa perché i processi di lavorazione devono essere più precisi e dettagliati. Questo perché gli stampi ad alta precisione richiedono macchine e strumenti più precisi, richiedono più tempo e prevedono più fasi di processo per assicurarsi che tutti i dettagli del prodotto siano conformi alle specifiche progettate.

Finitura superficiale

I requisiti di finitura superficiale dei pezzi stampati influenzano il trattamento dello stampo. Una qualità di finitura superficiale più elevata richiede ulteriori operazioni di finitura, che possono aumentare i costi. La finitura superficiale è importante in alcune applicazioni perché influisce sull'aspetto dello stampo e sulle prestazioni del pezzo.

Volume di produzione

Il costo e il tipo di stampo dipendono in larga misura dal volume di produzione. Le richieste di bassa e alta produzione sono considerate due scenari diversi che comportano esigenze diverse per quanto riguarda i requisiti degli stampi.

Produzione ad alto volume e produzione a basso volume

Quando si producono molti pezzi, è necessario uno stampo in grado di resistere alle sollecitazioni. Si vuole uno stampo che possa funzionare a lungo senza bisogno di manutenzione o di sostituzioni. Questi stampi sono solitamente realizzati in acciaio ad alta resistenza. Costano di più all'inizio, ma sono più convenienti nel lungo periodo se si producono molti pezzi dello stesso tipo.

Se si tratta di una produzione a basso volume, è meglio optare per stampi e materiali a basso costo, come l'alluminio o altri materiali a formatura rapida. Questi stampi richiedono meno tempo per la produzione, costano meno in anticipo e sono ottimi per la prototipazione rapida e i primi articoli. Vengono spesso utilizzati per la produzione di piccole serie e sono ottimi per la prototipazione rapida di iterazioni di design. Tuttavia, non durano a lungo, quindi è necessario sostituirli o sottoporli a manutenzione più spesso.

Impatto sui costi

Gli stampi per alti volumi sono costruiti per durare un numero significativo di cicli e incorporano caratteristiche di progettazione per migliorare l'efficienza, come cicli più rapidi, che richiedono meno manutenzione. Il prezzo iniziale può essere elevato, ma il costo di produzione si riduce nel tempo. Gli stampi a basso volume si concentrano sul costo iniziale dello stampo e non necessariamente sull'uso e l'usura a lungo termine dello stampo. Gli stampi a basso volume sono più adatti a progetti di breve durata o per lo sviluppo di prototipi.

Base dello stampo e componenti

Abbiamo imparato che la scelta della base dello stampo e dei componenti ha un grande impatto sui costi dello stampo. L'uso di basi per stampi standard e di componenti di alta qualità non solo fa sì che gli stampi funzionino meglio e durino più a lungo, ma costa anche di più in anticipo.

Basi per stampi standard e personalizzate

Le basi per stampi standard sono solitamente preconfezionate e disponibili in varie dimensioni. Sono più economiche delle basi per stampi personalizzate, che vengono realizzate appositamente per un determinato progetto. L'uso di basi per stampi standard ha il vantaggio di essere più economico e veloce da ottenere, mentre le basi per stampi personalizzate hanno più opzioni di design e possono essere più appropriate.

Qualità dei componenti

Il tipo e la qualità dei componenti dello stampo, come i perni di espulsione, i canali di raffreddamento e le guide, hanno un impatto diretto sulle prestazioni dello stampo e sulla sua vita utile. L'adozione di componenti di alta qualità e di lunga durata può aumentare il costo iniziale, ma vi farà risparmiare sui costi di manutenzione e di sostituzione. La scelta di buoni materiali può migliorare le prestazioni complessive dello stampo e aumentare l'efficienza della produzione, eliminando i costosi controlli di qualità, riducendo i tempi di fermo e aumentando la durata dello stampo.

Utensili e lavorazioni meccaniche

Il prezzo di uno stampo dipende dalla tecnologia scelta per realizzarlo. Esistono diversi modi per realizzare uno stampo e ognuno di essi prevede diverse modalità di realizzazione degli utensili e di lavorazione.

Lavorazione CNC

Produzione di stampi utilizza la tecnologia CNC perché è precisa e ripetibile. I costi dipendono dall'intensità e dai fattori di durata della lavorazione CNC. Le macchine CNC e i programmi di lavorazione che utilizzano frese ad alta precisione richiedono tempo e competenze maggiori, e quindi costi di produzione più elevati.

EDM (Lavorazione a scarica elettrica)

L'elettroerosione viene utilizzata per creare pezzi complessi e intricati, difficili da realizzare con i metodi di lavorazione tradizionali. Tuttavia, l'elettroerosione è lenta e costosa. L'elettroerosione richiede strumenti e tecniche speciali che richiedono competenze e attrezzature supplementari, con conseguente aumento dei costi di produzione del pezzo. Ma senza l'elettroerosione non si potrebbero realizzare alcuni dei pezzi complessi di cui si ha bisogno.

Fabbricazione additiva

Stampa 3D: L'ascesa della produzione additiva per prototipi e stampi. Va notato che questa tecnologia è ancora in fase di sviluppo e può essere utile per risparmiare sui costi in alcune applicazioni. L'AM facilita lo sviluppo rapido di geometrie e architetture complesse e la produzione veloce, con conseguente risparmio di tempi e costi di lavorazione, ma potrebbe essere meno conveniente per la produzione di massa.

Competenza dei costruttori di stampi

Le competenze e le conoscenze dello stampista sono fondamentali per determinare il costo e la qualità dello stampo. Scegliere lo stampista giusto vi assicurerà di ottenere uno stampo valido e funzionante.

Esperienza e reputazione

Il costo dello stampaggio dipende da molti fattori. Dipende da quanto è bravo lo stampista e da quanto è conosciuto. Più il produttore di stampi è bravo, più è costoso, ma fornisce una garanzia sullo stampo. Garantiscono che lo stampo funzionerà e che funzionerà a lungo. Se scegliete un buon stampista, non dovrete pagare per eventuali errori commessi o per il tempo extra impiegato per progettare e realizzare lo stampo.

Posizione

Il luogo in cui vengono prodotti gli stampi influisce sul prezzo da pagare. Gli stampi prodotti in Paesi con costi di manodopera inferiori saranno più economici, ma possono anche causare grossi problemi di qualità e tempi di consegna. Pertanto, nella scelta del fornitore, è necessario trovare un buon equilibrio tra i costi e i rischi legati alla qualità e alla logistica.

Tempi e requisiti di consegna

Anche i tempi e le specifiche di spedizione incidono sul costo complessivo degli stampi. Le consegne rapide o speciali possono comportare costi aggiuntivi.

Ordini urgenti

Alcuni lavori sono più urgenti di altri e devono essere consegnati in tempi più brevi, quindi comportano costi aggiuntivi rispetto ai normali orari e programmi di produzione. Alcuni clienti possono richiedere un ordine urgente che richieda la modifica del programma di produzione, il che può comportare costi più elevati per i produttori e persino influire sulla qualità del prodotto o sui tempi di consegna.

Tempi di consegna standard

I tempi di consegna standard impediscono un ulteriore aumento dei costi dovuto all'inefficienza della programmazione, con un risparmio per tutti. Tempi di consegna ragionevoli consentono inoltre ai produttori di avere il tempo di testare adeguatamente gli stampi e di confermare che le prestazioni dello stampo sono affidabili.

Manutenzione e durata

Quando si pensa al costo, bisogna anche pensare alla durata del prodotto. Gli stampi di buona qualità che durano a lungo non comportano una spesa eccessiva per la manutenzione e la sostituzione. Questo è un buon rapporto qualità-prezzo.

Durata di vita dello stampo

Un altro fattore molto importante è la durata media di uno stampo. Gli stampi con una maggiore durata possono attraversare molti cicli senza subire grossi danni e tendono ad avere un valore maggiore nel lungo periodo, anche se all'inizio possono essere costosi. La scelta di materiali e parti che possono durare a lungo contribuisce ad aumentare la durata delle unità e a risparmiare sui costi di manutenzione e sostituzione degli stampi.

Costi di manutenzione

Pertanto, è buona norma effettuare la manutenzione degli stampi. La frequenza e la quantità degli interventi dipendono dalla struttura dello stampo e dal materiale di cui è fatto, che incide sul costo dello stampo. Un buon piano di manutenzione può ridurre i tempi di fermo e le interruzioni della produzione, migliorando l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto.

Progressi tecnologici

Anche la tecnologia ha un ruolo importante quando si tratta di rendere gli stampi più efficienti e convenienti. Le grandi tendenze in costruzione di stampi a iniezione in questo momento sono l'automazione e gli strumenti software di fantasia che aiutano a gestire il processo di produzione.

Automazione

L'uso dell'automazione nella produzione di stampi, come la lavorazione robotizzata e il controllo qualità automatizzato, migliora l'accuratezza e la produttività, riducendo i costi di manodopera e gli errori. Le apparecchiature automatizzate possono funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e produrre pezzi di qualità superiore, aumentando i tassi di produzione, ma sono costose in partenza. L'automazione dei processi può far risparmiare denaro nel lungo periodo e migliorare l'efficienza produttiva complessiva.

Software e strumenti di simulazione

Gli strumenti CAD/CAM sono ideali per progettare e testare gli stampi prima di realizzarli. La progettazione e il collaudo degli stampi sono più semplici perché consentono di individuare e correggere gli errori prima di realizzare lo stampo. I moderni programmi informatici per la creazione di modelli 3D e per il collaudo degli stampi facilitano l'individuazione e la correzione degli errori, mostrando cosa non va e consentendo di testare il progetto al computer. L'acquisto di questi strumenti ha un costo, ma consentono di risparmiare denaro aiutandovi a realizzare stampi migliori.

Considerazioni ambientali e normative

Un altro elemento che può incidere sui costi della bonifica dalla muffa è rappresentato dai fattori ambientali e normativi. Sebbene possa comportare costi maggiori e richiedere molto tempo, può stimolare uno sviluppo sostenibile e portare benefici economici e sociali a lungo termine.

Costi di conformità

Essere conformi alle normative ambientali e di altro tipo costa di più. Ciò significa utilizzare materiali che siano buoni per l'ambiente, gestire i rifiuti e assicurarsi che i lavoratori siano sicuri e in buona salute. I costi di conformità sono rappresentati dal rispetto delle norme governative e di altri Paesi, dalle norme ambientali e dalle norme sulla sicurezza dei lavoratori. Anche se questi aspetti hanno un costo, contribuiscono a ridurre l'inquinamento e a far fare bella figura all'azienda.

Pratiche sostenibili

Alcune pratiche sostenibili possono avere dei costi nel breve periodo, tra cui i costi per l'utilizzo di materiali riciclati e la riduzione dell'uso di energia, ma questi costi possono essere compensati a lungo termine dai risparmi e dal miglioramento dell'immagine aziendale. La produzione sostenibile di stampi può ridurre al minimo o prevenire i rifiuti e l'uso di energia, le emissioni ambientali e può persino portare a promozioni governative (sussidi o crediti d'imposta).

Conclusione

Sono molti i fattori che incidono sul costo complessivo di stampi a iniezione. Questi fattori includono il materiale, il tipo di pezzo, la complessità del progetto, i volumi di produzione e la tecnologia. Questi fattori aiutano il produttore a decidere se investire nel costo iniziale dello stampo rispetto all'efficacia e all'efficienza a lungo termine.

Grazie alle informazioni contenute in questo articolo, potrete superare le sfide e la confusione della stima dei costi degli stampi, controllare i vostri budget e migliorare il vostro processo produttivo complessivo. Per quanto riguarda i costi, è necessario scegliere con cura i materiali e i progetti, utilizzare tecnologie innovative e attrezzature che consentano di risparmiare sulla manodopera e prestare attenzione alla longevità degli stampi.

In un mondo produttivo in rapida evoluzione come quello odierno, tenersi al passo con le nuove tecnologie e modalità di produzione, oltre a seguire le considerazioni ambientali e legali, vi aiuterà sicuramente a rimanere in gioco. Sono molti gli elementi che incidono sui costi degli stampi a iniezione e per poter realizzare uno stampaggio di successo a basso costo è necessario avere un controllo completo su questi aspetti.