La produzione additiva (AM) sta già facendo forti progressi nel settore dello stampaggio ad iniezione grazie alla sua capacità di ridurre i costi e migliorare le prestazioni degli stampi utilizzati nel processo. Ciò che stiamo iniziando a vedere è un numero crescente di aziende e servizi mirati specificamente a sfruttare l’ingegneria assistita da computer e AM per interrompere il mercato dello stampaggio ad iniezione. Una di queste società è Next Chapter Manufacturing (NXCMFG).
Prima di fondare NXCMFG, Jason Murphy ha lavorato nel settore della produzione di stampi, utilizzando processi tradizionali come macchine a controllo numerico, fresatura e perforazione per realizzare utensili per lo stampaggio a iniezione. Alla fine ha fondato un’azienda di stampi che ha gestito per circa 10 anni prima di venderlo. Murphy si è poi spostato sul lato della plastica nel settore, dove ha lavorato nella lavorazione della plastica per altri 10 anni. Ritiene che l’industria della costruzione di stampi si sia in qualche modo orientata, dimenticando di cercare innovazione nello spazio. Per questo motivo, ha fondato NXCMFG.
NXCMFG è una società di utensili che utilizza AM per produrre inserti e utensili in metallo da utilizzare nello stampaggio a iniezione di materie plastiche e pressofusione di metalli, nonché maschere, dispositivi e altri strumenti. Sebbene non possa eseguire da sé una produzione ad alto volume, NXCMFG realizza le parti che realizzano le parti realizzate attraverso tecnologie di produzione ad alto volume. I clienti vanno dalle piccole imprese alle società di stampaggio ad iniezione Fortune 500.
L’hardware è costituito da sistemi Farsoon Metal Direct Metal Sintering (DMLS) in metallo, che hanno le prestazioni, la risoluzione e il costo necessari per aziende relativamente piccole come Murphy per produrre stampi o inserti completamente nuovi per stampi esistenti. E, mentre i progetti tipici consistono in stampe una tantum, in genere l’azienda costruisce più parti per più progetti contemporaneamente. Secondo Murphy, la sua è l’unica azienda negli Stati Uniti in grado di stampare acciaio per utensili H13 e acciaio inossidabile 420 utilizzando un processo DMLS in metallo.
Tuttavia, probabilmente l’aspetto più interessante del lavoro di NXCMFG è l’uso del raffreddamento conforme e del design generativo per ottimizzare stampi e inserti per iniezione. A differenza dei tradizionali processi CNC utilizzati per integrare i canali di raffreddamento negli stampi, NXCMFG è in grado di includere canali conformi alla forma dello stampo, riducendo il tempo necessario per il raffreddamento dello stampo e l’avvio di un nuovo processo di stampaggio ad iniezione. Secondo Murphy, la sua azienda è in grado di introdurre un miglioramento dal 20 all’80% nel tempo di ciclo.
Mentre il raffreddamento conforme sta diventando sempre più utilizzato da numerose aziende additive nello spazio, NXCMFG sta progettando prese d’aria di raffreddamento per stampi.
Murphy ha spiegato: “Prima di iniettare la plastica, c’è aria all’interno dello stampo in modo che, quando si inietta la plastica, quell’aria deve andare da qualche parte. Non puoi avere un buco nello stampo perché tutta la plastica verrebbe fuori. Quindi, hai queste sottili fessure che sono circa un terzo della larghezza di un capello umano da cui deve sfuggire tutto quel gas. ”
Utilizzando AM, la società Murphy può incorporare fessure che misurano fino a un millesimo di pollice. Inoltre, NXCMFG sta lavorando a nuovi metodi di progettazione che cambiano effettivamente la densità degli stampi in acciaio che stanno stampando in modo che le aree a contatto con la plastica liquida siano porose come una spugna. Ciò comporterebbe uno spostamento del gas rapido e uniforme, nonché un raffreddamento più rapido per tempi di ciclo migliori. L’azienda utilizza anche un design generativo per ridurre il peso degli stampi, risultando in utensili dall’aspetto organico con materiale solo dove deve essere per una resistenza e prestazioni adeguate.
NXCMFG non utilizza solo queste esclusive funzionalità di progettazione nei nuovi stampi, ma anche inserti che possono essere utilizzati per modificare gli utensili più vecchi. Il team di Murphy è in grado di incorporare canali di raffreddamento e sfiato in un singolo inserto dello stampo, posizionando un design in acciaio poroso accanto a un canale di raffreddamento per le massime prestazioni con strumenti legacy. Ciò consente ai clienti di risparmiare i soldi che verrebbero utilizzati per creare uno stampo completamente nuovo.
Tutte queste funzionalità finiscono per essere redditizie per i loro clienti in vari modi. Riducendo i tempi di ciclo, gli stampatori ad iniezione possono produrre più parti più rapidamente, riducendo così le ore e la manodopera della macchina. Il processo riduce anche gli scarti di plastica poiché il raffreddamento e lo sfiato conformi riducono i difetti nelle parti in plastica.
“Siamo le uniche persone nel settore degli stampi per stampa 3D con una garanzia di milioni di colpi. Offriamo una garanzia che dice: “Guarda, i nostri utensili sono così robusti che dureranno un milione di cicli in produzione, che è lo standard del settore per gli utensili tradizionali”, ha detto Murphy.
Ciò che NXCMFG dimostra è che il settore degli utensili sta iniziando a risentire dell’impatto di AM. Essendo una delle aziende più innovative nello spazio, Murphy’s è in testa alla curva in termini di direzione degli stampi. Quando altri ne seguiranno l’esempio, NXCMFG potrebbe adottare metodi ancora più nuovi e più unici per migliorare le pratiche di fabbricazione in serie.
