Struttura della geometria di base

Lo stampo è realizzato in legno, acciaio, alluminio, PVC, silicone, poliammide o una combinazione di questi materiali. I criteri principali per la scelta del materiale adatto sono:

• numero previsto di fusioni da produrre con uno stampo,
• l’accuratezza richiesta e la qualità della superficie dei componenti della colata minerale
• dimensione, peso,,
• varianti previste nella fusione,
• costi e tempi.

Il design, il calcolo e la costruzione dello stampo vanno di pari passo con la costruzione della parte. E' necessario considerare i criteri di design dello stampo per assicurare l’accuratezza geometrica e l’alta rigidità statica e dinamica:

• Il design delle principali superfici funzionali dello stampo è cruciale per assicurare l’accuratezza.
• Gli stampi sono per lo più realizzati da piastre. La geometria di base è un design da elementi semplici.

Integrazione dei componenti meccanici

Inserti filettati, piastre in acciaio, ancoraggi per il trasporto, cavi e condotti, e celle vuote possono essere fusi direttamente nel composto della colata minerale poiché si tratta di un processo di fusione a freddo.

Per assicurare che le condizioni operative siano ottimali anche in seguito, tutti i componenti meccanici devono essere fissati in modo sicuro poiché la loro posizione non può più essere corretta successivamente e durante la procedura di fusione si sviluppano forze di sollevamento notevoli che potrebbero modificare la posizione se il fissaggio non è abbastanza sicuro. Bisogna assicurare quando il componente è in fase di progettazione e, cosa ancora più importante, successivamente con la costruzione dello stampo, che l’inserto non ostruisca il flusso del materiale o la ventilazione dello stampo.

Se i fori filettati sono troppo vicini al bordo o il componente della colata minerale ha uno schema a fori con fori combacianti, vengono pre-modellate speciali parti di fusione. Queste parti di fusione speciali (stampi, piastre) sono ancorate al componente della colata minerale con viti a testa esagonale.

Superfici operative

Come descritto nel capitolo sull’accuratezza, un’accuratezza massima di circa +/- 0,1 mm/m si può ottenere con stampi di buona qualità. Molti componenti, però, hanno una superficie di accoppiamento per altre parti che, chiaramente, richiedono un’accuratezza maggiore, per esempio per il fissaggio di sistemi a guida lineare, superfici di scorrimento o di montaggio. Pertanto è imperativo integrare queste superfici funzionali per ottenere le tolleranze specifiche. Oggi SCHNEEBERGER usa essenzialmente quattro procedure come di seguito spcificate, per creare le superfici necessarie:

• Lavorazione meccanica della colata minerale - con questa procedura la colata minerale è versata in eccesso e successivamente lavorata alla dimensioni adeguate attraverso fresatura o affilatura.
• Lavorazione meccanica delle parti fuse - con questa procedura, le parti metalliche come piastre in acciaio o ghisa sono gettate nella colata minerale e lavorate dopo che la gettata si è indurita.
• Replicazione - con questa procedura la colata minerale è versata sottodimensionata di circa 2 mm. Dopo aver rimosso lo stampo, c’è una seconda fase di gettata in cui materiale molto sottile è fuso con una guida di posizionamento precisa.
• Successiva fusione di parti metalliche - con questa procedura parti fuse ad alta precisione sono fuse in modo preciso dopo la rimozione dello stampo usando calibri di posizionamento.

Analisi FEM

Usando la FEM (metodo degli elementi finiti), si possono eseguire calcoli di diverse caratteristiche della geometria del componente e dei design della macchina. Un uso tipico è il calcolo delle deformazioni su basi o componenti della macchina e la derivata della geometria ottimizzata da questi risultati. Inoltre, oggi possono essere definite in modo molto accurato dinamiche della temperatura e risposta alla vibrazione.

Alcuni esempi pratici, la diminuzione di deflessione dei componenti di una macchina tessile (Cetex) o la riduzione di un effetto rigenerativo sui torni girevoli (Boehringer Werkzeugmaschinen GmbH) grazie al migliore assorbimento della colata minerale in confronto a design saldati o fusi o l’ottimizzazione del comportamento termico (SCHNEEBERGER AG).

Trasporto e installazione

Trasporto

I componenti della colata minerale devono essere fissati in modo sicuro durante il trasporto. Per il trasporto si usano gru, muletto e camion. Inoltre devono essere previsti ancoraggi e binari adatti.

Installazione

In linea di principio, si applicano regole simili alle basi di acciaio o ghisa grigia per l’installazione di rastrelliere di colata minerale. Sono molto importanti basi speciali in particolare per le macchine grandi perché, nella tipica costruzione adatta come una base per motore con il 70-90% della massa totale di una macchina, esse garantiscono un’alta rigidità torsionale complessiva con alta massa inerziale ed è possibile raggiungere la necessaria accuratezza grazie al funzionamento corretto della macchina.

Allo stesso modo un sostanziale dimensionamento della base della macchina è di grande importanza particolarmente con parti componenti estremamente pesanti e/o una forza lavoro similmente significativa o con carichi a impatto improvviso, perché altrimenti il risultato sarebbe inevitabilmente il parziale collasso della macchina e pertanto le accuratezze geometriche tipiche di oggi non sarebbero più ottenute in tutto lo spazio di lavoro. Macchine con una configurazione a tre punti sono l’eccezione a questa regola, perché la loro accuratezza non dipende dalla base.

Un materiale creato su misura per i vostri progetti

I nostri esperti della SCHNEEBERGER Mineralgusstechnik sanno sviluppare diverse combinazioni, create su misura per i progetti/le applicazioni dei nostri clienti. In questo modo possono sempre garantire la combinazione ottimale di vantaggi tecnici e prezzi vantaggiosi.

Ghisa minerale e le loro settori di applicazione

SCHNEEBERGER Mineralgusstechnik si occupa di una gamma molto ampia di prodotti in vari settori, come si può vedere da questi esempi.

Presenza: Abbiamo i nostri stabilimenti di produzione locali, sia sul mercato europeo sia su quello asiatico ed i nostri uffici vendite si trovano nella maggior parte dei paesi industriali. 

Settori: Il numero di aree dove la ghisa minerale offre prodotti competitivi è in rapida evoluzione. Ecco alcuni dei settori principali dove siamo attivi:

• Industria macchine utensili 
• Pick & Place 
• Industria dell’imballaggio
• Industria Laser
• Industria elettronica
• Industria ottica
• Tecnologia medicale
• Industria Alimentare
• Flat panel (sistemi di ispezione)

Prodotti: Le nostre applicazioni ricoprono una vasta gamma di campi. Ecco alcuni esempi per vari settori.

Fusione singola.

La fusione minerale di SCHNEEBERGER offre vantaggi imbattibili, ad esempio nell’industria ottica.

Chiunque lavori con componenti e superfici ottiche, ad es. per lenti per applicazioni industriali o lenti per occhiali, sa che non può fare concessioni quando si tratta di qualità della superficie, precisione e produttività. Si tratta infine della visione dei clienti e della capacità competitiva dei produttori di macchine per l’industria ottica. Vi sono macchine che possono produrre fino a 100 lenti per occhiali in un’ora con livelli di qualità perfettamente riproducibili. Per realizzare le caratteristiche dinamiche e di geometria del prodotto mantenendo la massima precisione, i costruttori delle macchine hanno bisogno di un supporto che fornisca un ammortizzamento ottimale delle vibrazioni e la massima stabilità termica, caratteristiche che possono essere ottenute solo con la fusione minerale. Ciò significa che siamo un partner indispensabile per i costruttori di attrezzature di produzione, non solo per l’industria ottica, ma anche per lenti per occhiali. SCHNEEBERGER produce la ghisa minerale con un processo di fusione a freddo, utilizzando minerali e resina epossidica. Grazie al sistema di produzione perfezionato, riusciamo a ottenere superfici di copertura lisce e parallele, sia per binari o altri componenti di precisione come aste o guide di misurazione. Da quando SCHNEEBERGER realizza prodotti in fusione minerale e guide lineari, riesce a regolare le superfici di trasporto in modo che siano perfettamente adeguate a ogni tipo di guida e all’applicazione specifica. Ciò garantisce la massima linearità, parallelismo e planarità nei movimenti lineari, con soluzioni tecniche ed economiche ottimali.

Applicazioni

Storia

Ghisa minerale e geometria dei prodotti

Uno dei vantaggi più significativi della colata minerale è che le strutture/basi più geometricamente complesse possono essere realizzate senza bisogno di ulteriori lavorazioni. Questo necessita di uno strumento accurato (stampo), che può essere di solito ammortizzato in un breve periodo. Gli inserti filettati, le piastre di montaggio, gli accessori di mandrino, ecc. sono pre-fusi come parti pre-modellate e forniti nella fase di progettazione dello stampo, eliminando così il bisogno di qualsiasi rifinitura o lavorazione complesse e costose. Questo, naturalmente, vuol dire tempi di risposta ridotti, il che gioca un ruolo sempre più importante al giorno d’oggi.

Agente legante

L’agente legante, detto anche matrice, è costituito da resina e indurente e quando la ricetta viene accordata – l’applicazione- sono aggiunti filler specifici. Si usa la resina epossidica invece della resina metacrilata e le resine di poliestere mostrano minore contrazione (diminuzione del volume) e un tempo di lavorazione migliore. Quando viene versato, l’agente legante agisce anche da lubrificante tra gli elementi del filler migliorando, così, le caratteristiche di flusso. Non può esserci alcuna reazione chimica tra il filler e l’agente legante. Le parti fuse contenenti resine epossidiche come gli agenti leganti non sono adatte a temperature di esercizio oltre gli 80°C.

Vantaggi delle resine epossidiche

• Bassa viscosità che conferisce buone caratteristiche di flusso
• Garanzia che il filler utilizzato sia ben lubrificato
• Tempi di gelatinizzazione lunghi
• Indurimento per precipitazione lento combinato con basse reazioni esotermiche
• Buone caratteristiche meccaniche (tensione, compressione, flessione, modulo elastico, espansione termica)
• Buone caratteristiche chimiche, vale a dire resistenza ai liquidi aggressivi.
• Buona reazione a lungo termine
• Le resine epossidiche sono certificate per il settore alimentare

   

Rocce di quarzo come filler

I filler, noti anche come aggregati, formano la base della ghisa minerale. Varie ricette o miscele sono disponibili presso SCHNEEBERGER, questo assicura e determina le proprietà ottimali di ogni prodotto in ghisa minerale che soddisfa le richieste dell’applicazione specifica del cliente.. Viene utilizzata una roccia di quarzo naturale di varia granulometria. Poiché le caratteristiche della colata minerale sono determinate in particolare dalle caratteristiche di questi filler, esistono requisiti specifici per la loro densità, resistenza a tensione e compressione, moduli elastici, coefficienti di espansione termica e conduttività termica.

E' possibile aggiungere in parte anche additivi non minerali ai filler.

Vengono utilizzati ciottoli di quarzo caratterizzati da elevata purezza e ottime caratteristiche meccaniche.