OLA

Studio di Casi: Inserto in Acciaio Maraging MS1 con Raffreddamento Conformale

Materiale: MS1 / 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5) | Processo: SLM + Invecchiamento | Stampo per Iniezione Plastica ad Alta Cavitazione

Studio di Casi di Stampa 3D Metallica

1. Contesto

Un stampatore di precisione per iniezione di plastica produceva un pezzo per imballaggi a parete sottile con 16 cavità su una pressa ad alta tonnellata. Il vecchio stampo utilizzava un nucleo in acciaio P20 con linee di raffreddamento forate in rettilineo, e la disposizione delle cavità rendeva impossibile forare le linee d'acqua vicino agli imbocchi. Risultato: il pezzo si deformava agli angoli, la percentuale di scarto raggiungeva l'8% e il tempo di raffreddamento dominava il ciclo di produzione. Era necessario un inserto con raffreddamento conformale in acciaio maraging — canali che seguono la geometria della cavità fino agli angoli, dove le trapanature convenzionali non arrivano — per portare sotto controllo il tempo di ciclo e la percentuale di scarto.

2. La Sfida

I requisiti di progettazione includevano:

· 16+ porti interni di raffreddamento conformale disposti attorno alla disposizione delle cavità, con canali che seguono il profilo della cavità fino agli angoli degli imbocchi

· Acciaio maraging MS1 (1.2709) — HRC 50–55 dopo invecchiamento, lucidabile a finitura speculare SPI-A3

· Precisione posizionale di ±0,05 mm su ogni porto interno rispetto alla superficie della cavità

· Canali senza segni di supporto sulla superficie bagnata (geometria autoportante durante la stampa)

· Capacità di indurimento completo — durezza uniforme dalla superficie della cavità al nucleo dell'inserto, senza punti morbidi

· Consegna in 3 settimane per le prove del primo articolo

3.La Soluzione

L'inserto dello stampo è stato ridisegnato con canali di raffreddamento conformali ottimizzati topologicamente che avvolgono il layout della cavità — inclusi gli angoli di ingresso delle canalizzazioni che le linee forate tradizionali non raggiungevano — e realizzato mediante Fusione Selettiva con Laser (SLM) in polvere di acciaio maraging MS1 (1.2709). Il processo SLM ha stampato la rete di canali complessa, l'ingresso principale centrale, le 16+ porte di uscita e la geometria rivolta verso la cavità in un unico processo di costruzione senza giunti brasati e senza linee forate. Tutti i canali sono stati orientati per auto-sostenersi durante la stampa, quindi la superficie a contatto con il fluido è realizzata così com'è — senza segni di supporto da rompere o da sigillare.

Dopo la stampa, l'inserto è stato sottoposto a trattamento di rilascio delle tensioni a 490 °C, trattamento di soluzione a 820 °C, invecchiamento a 480 °C per 5 ore per raggiungere HRC 50–55, poi finito fresato sulla faccia della cavità e lucidato a SPI-A3. L'acciaio maraging è stato scelto specificamente perché indurisce uniformemente dalla superficie al nucleo (senza rischio di decarburizzazione), mantiene la stabilità dimensionale attraverso l'invecchiamento (<0,05% di distorsione) e si lucida alla finitura ottica richiesta per le parti di packaging cosmetico.

 

Figura 1: Inserto di stampo in acciaio maraging MS1 (1.2709) stampato con SLM — ingresso principale centrale, 16+ array di porte di uscita, superfici a contatto con il fluido realizzate così com'è. Dopo l'invecchiamento, l'inserto ha raggiunto HRC 50–55 ed è stato lucidato a SPI-A3 sulla faccia della cavità.

4.Il Risultato

· Riduzione del tempo di ciclo del 35% — da 28 s a 18 s al primo ciclo ottimizzato

· Riduzione degli scarti del 50% — dall'8% al 4% — eliminata la deformazione angolare

· Durezza uniforme HRC 50–55 — assenza di punti morbidi, lucidatura a SPI-A3 sulla faccia della cavità

· Precisione della porta di ±0,05 mm — 16+ canali, ogni porta entro tolleranza rispetto alla cavità

· Canali autoportanti — superficie umida costruita, nessun segno di supporto da sigillare

· Tempo di consegna: 3 settimane — dal CAD all'inserto invecchiato, lucidato e pronto per l'installazione

“I canali conformali hanno raggiunto angoli a cui non avremmo mai potuto perforare. Il tempo di ciclo è diminuito del 35% sul primo pezzo, e l'acciaio maraging si è lucidato a finitura specchio senza punti morbidi.”

 

Materiale: MS1 / Acciaio Maraging 1.2709  |  Processo: SLM + Invecchiamento  |  Applicazione: Inserto per stampo con raffreddamento conformale