Stampo per iniezione di materie plastiche: che cosa ne determina il costo

Lo stampo a iniezione è un utensile su misura, lavorato per un solo pezzo. Il suo costo si somma al prezzo di ogni pezzo stampato: prezzo del pezzo = costo dello stampo ÷ quantità totale + costo di stampaggio per pezzo, quest’ultimo comprensivo di tempo di ciclo sulla pressa, materiale, finiture, controllo e imballaggio. Lo stampo è un investimento iniziale, spesso la prima voce di un progetto di trasformazione delle materie plastiche.

Uno stampo si compone di due semistampi: la parte fissa, lato ugello della pressa, e la parte mobile, lato espulsione. Tra le due, l’impronta dà forma al pezzo; gli espulsori lo spingono fuori dallo stampo e i circuiti di raffreddamento smaltiscono il calore. Dopo la lavorazione, lo stampo viene provato in pressa, corretto e poi validato: preveda almeno un ciclo di ritocchi, che ha un costo e richiede tempo.

A titolo indicativo, uno stampo costa da qualche migliaio di euro per una piccola attrezzatura semplice a diverse decine di migliaia di euro, o anche più, per uno stampo in acciaio a più impronte con cassetti e canali caldi. I tempi seguono la stessa logica: da qualche settimana a diversi mesi, comprese prove e ritocchi. Questi ordini di grandezza non sostituiscono un preventivo: solo il pezzo, il materiale e il volume previsto permettono di precisarli.

La tabella classifica i fattori che incidono sul prezzo dell’attrezzatura; le sezioni seguenti approfondiscono i più costosi.

Il numero di impronte

Uno stampo a più impronte produce più pezzi a ogni ciclo: il costo di stampaggio per pezzo scende, ma l’attrezzatura costa di più e richiede una pressa con maggiore forza di chiusura. Per un volume modesto, quasi sempre basta una impronta; lo stampo multi-impronta si giustifica con volumi annui elevati.

Acciaio o alluminio

L’acciaio, pretrattato o temprato a seconda della durata prevista, resiste alle lunghe serie e ai materiali caricati con fibre di vetro, abrasivi. L’alluminio si lavora in fretta, smaltisce bene il calore e costa meno: è adatto a prototipi e piccole serie, con una durata più breve, da qualche centinaio a qualche migliaio di pezzi, talvolta di più per un pezzo semplice in materiale non caricato. La classificazione SPI, riferimento comune, va dalla classe 105 (prototipo, qualche centinaio di cicli) alla classe 101 (oltre un milione di cicli).

La durata

Comunichi allo stampista i Suoi volumi totali sulla vita del prodotto: orientano la scelta dell’acciaio, dei trattamenti e dei componenti soggetti a usura. Uno stampo sovradimensionato costa inutilmente; uno sottodimensionato si consuma prima della fine della serie. La scelta dell’acciaio incide anche sui ritocchi: un acciaio temprato si modifica con più difficoltà di uno pretrattato, il che rende più costose le correzioni dopo le prove.

Uno stampo si apre in una sola direzione. Qualsiasi forma che impedisca la sformatura in quest’asse (foro laterale, intaglio, gancio, filettatura) è un sottosquadro. Per liberarlo, lo stampista aggiunge un cassetto (nucleo scorrevole), un espulsore inclinato o un meccanismo di svitamento: altrettanti componenti da lavorare, regolare, guidare e manutenere, e spesso un ciclo più lungo. Ogni cassetto lascia inoltre sul pezzo una linea di separazione visibile.

Prima di pagare un cassetto, chieda al trasformatore se la forma può cambiare: orientare un’apertura nell’asse di apertura dello stampo, sostituire un foro chiuso con un intaglio aperto, spostare una clip. L’angolo di sformo, cioè l’inclinazione delle pareti nel senso di estrazione, è la regola di base: un valore dell’ordine di 1° – 2° è comune, maggiore sulle superfici con texture. Senza sformo, il pezzo si blocca o si graffia.

Il materiale raggiunge l’impronta attraverso dei canali. Con i canali freddi si solidifica in questi canali e viene espulso insieme al pezzo: l’attrezzatura è più semplice e meno cara, ma la materozza e i canali rappresentano una perdita di materiale, in certi casi macinato e riutilizzato, in altri scartato. Con i canali caldi, un blocco riscaldato mantiene il materiale fuso fino all’impronta: nessuno scarto di canali e talvolta un ciclo più breve, ma il sistema è un’apparecchiatura da acquistare, regolare e manutenere.

I canali caldi si giustificano soprattutto per volumi elevati, resine costose e stampi multi-impronta. Per una piccola serie, i canali freddi restano in genere la scelta giusta. I materiali sensibili al calore e i frequenti cambi di colore complicano l’uso dei canali caldi.

L’esempio seguente è fittizio: illustra il meccanismo, non una tariffa. Ipotesi: uno stampo da 12.000 € e un costo di stampaggio di 0,60 € a pezzo (ciclo, materiale, imballaggio).

Per confrontare con un altro metodo, divida il costo dello stampo per il risparmio ottenuto su ogni pezzo. Se, in questo esempio fittizio, un pezzo stampato in 3D costasse 8 €, il risparmio sarebbe di 7,40 € a pezzo e lo stampo si ammortizzerebbe intorno ai 1.600 pezzi. Preveda anche la manutenzione (pulizia, sostituzione di espulsori e guarnizioni, lucidatura), che si fattura sull’arco della vita dello stampo. Precisi infine per iscritto chi è il proprietario dello stampo, chi lo mantiene e lo assicura, dove è custodito e come può recuperarlo: vedere la protezione dei disegni e delle attrezzature.

Esistono anche inserti per stampi stampati in 3D per serie molto piccole, con limiti di materiale, pressione di iniezione e durata. Un prototipo validato in un materiale vicino a quello della serie conferma la forma e l’assemblaggio, ma non il comportamento allo stampaggio (ritiro, linee di giunzione, deformazioni): solo uno stampo lo mostra. Vedere dal prototipo alla serie, stampa 3D o lavorazione CNC e la scelta della materia plastica tecnica.

• Il modello 3D (STEP) e un disegno con le quote funzionali e le tolleranze.
• Il materiale: designazione, carica di fibre, colore (RAL o Pantone), requisiti particolari (contatto alimentare, resistenza al fuoco, UV).
• I volumi: quantità per lancio, volume annuo e vita del prodotto, perché dimensionano lo stampo.
• L’aspetto: facce visibili, lucidatura, texture, marcatura.
• Lo stampo: proprietario, manutenzione, custodia, restituzione.
• Le prove: numero di campioni richiesti e criteri di accettazione dello stampo (quote, aspetto).
• Due voci di prezzo: lo stampo, costo non ricorrente, e il pezzo per scaglione di quantità, con i tempi dello stampo e poi dei primi pezzi.

Su Meaflow, pubblicare una richiesta è gratuito e senza commissioni: dei trasformatori di materie plastiche possono inviarLe la loro proposta, stampo compreso, che Lei confronta prima di scambiare tramite messaggistica. Per le piccole serie, veda anche la stampa 3D, la lavorazione CNC e il glossario sullo stampaggio a iniezione.