Come ottimizzare un guscio per il costampaggio

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Hai anche tu un telecomando o semplicemente un oggetto disegnato in 2D ma devi ottimizzarlo in vista della produzione in serie da stampaggio ad iniezione?

Se è così questo case study può darti utili indicazioni!

Il controller su cui abbiamo lavorato è un dispositivo di controllo a distanza per macchine utensili dedicate alla lavorazione del legno.

Generalmente i progetti per lo sviluppo di nuovi prodotti iniziano con lo studio della forma da parte del nostro designer e proseguono con l’elaborazione delle matematiche 3D dopo aver ricevuto approvazione dal cliente. In questo caso il nostro committente ci ha fornito le tavole 2D abbastanza dettagliate con la forma, ingombri e componentistica interna.

Si è rivolta a noi per l’ingegnerizzazione dei gusci dal momento che il controller doveva rispondere ai requisiti IP65 e per questo la soluzione più idonea è stata l’inserimento di una guarnizione costampata. Il reparto di engineering di Coesum ha lavorato per l’ingegnerizzazione del dispositivo e la progettazione 3D delle singole parti del case, tutto per rendere il prodotto producibile tramite stampaggio a iniezione.

Il controller è composto da due gusci rigidi in ABS, uno anteriore ed uno posteriore che ospita anche la guarnizione costampata. Per congelare la forma definitiva il nostro cliente ha voluto realizzare vari kit prototipali. La tecnologia di prototipazione rapida additiva scelta è stata la stereolitografia SLA per raggiungere un ottimo livello di precisione ed anche un apprezzabile livello di finitura superficiale comprensivo di verniciatura.

Esistono varie tecnologie di prototipazione rapida additiva per realizzare prototipi in plastica e ciascuna si rivela adatta ad un tipo di prova o test specifico. Proviamo a riassumerle brevemente in uno specchietto:

  • Stereolitografia SLA = prototipi in resina epossidica. Ottimo livello di dettaglio e di precisione. Adatta per prototipi dai fini estetici e precisi
  • Sinterizzazione SLS e tecnologia MJF = prototipi in polvere di PA. Buon livello di precisione e dettaglio. Adatte per prototipi destinati a test funzionali, di resistenza meccanica o termica.
  • Fused deposition modelling FDM = prototipi in filamento di materiale definitivo. Ottima resa per la rispondenza al materiale definitivo in caso di test o certificazioni, meno adatto per fini estetici.

Grazie ai prototipi fatti in stereolitografia SLA abbiamo potuto fare dei test sul prodotto e apportare delle modifiche importanti ottimizzando l’assemblaggio con la componentistica interna e apportando revisioni anche al design per rendere più ergonomica la presa del controller da parte dell’operatore.

Il dispositivo ha due versioni, una wireless ed una wired, quindi collegabile anche ad una batteria e con un foro nel guscio per il collegamento tramite cavo. Questa speciale esigenza unitamente alla richiesta di realizzare un unico stampo per ciascun guscio nelle due versioni, wireless e wired, ha richiesto uno studio attento da parte del nostro reparto di ingegneria.

La soluzione finale adottata è stata quella di prevedere nello stampo di produzione del guscio anteriore dei tasselli intercambiabili per stampare l’una o l’altra versione. Mentre per il guscio posteriore la scelta finale è stata di realizzare due stampi separati per le due opzioni. Un quarto stampo completa tutto il dispositivo ed è quello dedicato al costampaggio della guarnizione di tenuta con il guscio posteriore, per entrambe le versioni. Anche questo stampo è stato progettato con due tasselli intercambiabili per realizzare o meno il foro di ingresso del cavo nella versione wired.

Nelle prime prove di stampaggio abbiamo utilizzato gomme di diversa durezza in modo che il cliente potesse decidere quella più adatta eseguendo le prove di resistenza a caduta necessarie per la certificazione del controller. La normativa difatti prevede che il dispositivo infatti deve poter cadere un certo numero di volte da altezze non inferiori ad 1 metro senza subire danni tali da comprometterne l’utilizzo.

I test effettuati hanno dato esito positivo dunque la fase di certificazione e collaudo è stata superata.

Gli stampi dei gusci in ABS contengono anche altre figure più piccole per realizzare alcuni componenti non strutturali ma inclusi nel controller come il fermacavo, le staffe di montaggio, manopole e tappi.

L’esperienza di Coesum nella progettazione 3D degli oggetti e degli stampi destinati alla produzione tramite stampaggio ad iniezione, insieme alla scelta di realizzare una serie di prototipi di valutazione preliminare si sono rivelati fattori determinanti per la riuscita del progetto. Hanno evitato di dover apportare modifiche sulle attrezzature che potevano impattare negativamente a livello economico e di time to market sull’intero progetto.

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