Che si tratti di Holmes e Watson o di Batman e Robin: questi duo si completano grazie alle loro
diverse abilità e caratteristiche e per questo motivo sono particolarmente di successo e amati. "Allo stesso modo, i due materiali ceramica e acciaio per la costruzione di forme si comportano, solo che questo duo dinamico è ancora piuttosto un consiglio segreto rispetto ai suoi modelli popolari!", sorride Stephen Rapp, Product Manager presso la ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH. "E questo è ciò che vogliamo - la BCE Special Ceramics GmbH, la KRAMSKI GmbH e ZECHA - cambiare in un progetto comune, poiché vediamo il potenziale con cui la costruzione di stampi per iniezione e l'intero settore potrebbero trarre vantaggio da una maggiore quantità di ceramica!"
KRAMSKI GmbH - Hightech dalla città dell'oro
La KRAMSKI GmbH a Pforzheim è un fornitore globale di soluzioni per tecnologie di stampaggio e iniezione tecnologicamente avanzate con circa 700 dipendenti in tutto il mondo. L'azienda contribuisce in modo essenziale all'economicità dei suoi clienti, ponendo l'accento sulla precisione e sulla consulenza personale. Con il continuo sviluppo di prodotti e tecnologie degli utensili, KRAMSKI affronta le sfide di domani con il suo reparto di costruzione di utensili altamente modernamente attrezzato.
I settori di attività comprendono l'industria della mobilità, l'elettronica di potenza, la tecnologia medica, le telecomunicazioni, la tecnologia energetica e ambientale, nonché varie applicazioni industriali. Jörg Carle, Direttore Tecnico della KRAMSKI GmbH: "Produciamo circa tre miliardi di pezzi all'anno con la massima precisione, per la maggior parte contatti a spina per l'industria automobilistica, ma anche pezzi molto piccoli e delicati per apparecchi acustici o misuratori di glicemia e simili nella tecnologia medica."
La ceramica non è un materiale sconosciuto per KRAMSKI, al contrario. "Tra l'altro, per gli utensili di iniezione, dove ad esempio le adesioni dei materiali possono diventare un problema, facciamo ricorso a rivestimenti in ceramica. Da qui ci aspettiamo che, durante i tentativi comuni con BCE e ZECHA, si possa fare affidamento direttamente su inserti in ceramica e risparmiare così il processo di rivestimento", rivela Jörg Carle.
Naturalmente, l'usura è anche un grande tema nella costruzione di forme - non da ultimo nell'uso di materie plastiche rinforzate con fibra di vetro. "Anche se lavoriamo con acciai superiori a 54 HRC, ci sono spesso enormi usure nei punti di iniezione. Questo porta alla formazione di bave sul pezzo, che devono essere assolutamente evitate, poiché alla fine portano a manutenzioni eccessive delle attrezzature. Per lo strumento a 16 cavità che vogliamo ottimizzare nel progetto attuale, pianifichiamo di realizzare una cavità in ceramica e di effettuare esperimenti", spiega Jörg Carle. E un esperto con esperienza in ceramica come la BCE Special Ceramics GmbH è il partner ideale.
BCE, gli esperti in ceramica tecnica
La BCE Special Ceramics GmbH ha sede a Mannheim ed è specializzata nella produzione di ceramica tecnica. Vengono realizzati esclusivamente componenti complessi su misura per il cliente in ceramiche ad alte prestazioni - anche in piccole quantità. L'azienda è stata fondata nel 1986 da Hermann Bertsch, quindi è attiva con successo sul mercato da quasi quattro decenni e si è sviluppata in un'azienda solida e di medie dimensioni con circa 30 dipendenti. BCE dispone di tecnologie moderne di produzione e misurazione ed è certificata dal 2001 secondo la norma attualmente in vigore DIN ISO 9001:2015.
Vengono lavorate sia ceramiche ossidiche come l'allumina (Al2O3) e lo zirconia (ZrO2), sia i loro ossidi misti ATZ (Allumina Toughened Zirconia) e ZTA (Zirconia Toughened Alumina). La scelta del materiale giusto in relazione all'applicazione specifica del cliente e alle possibilità di produzione è una parte essenziale della consulenza. "Da noi non si produce ciecamente secondo il disegno del cliente, ma ci chiediamo cosa il pezzo debba e possa fare per il cliente e, soprattutto, quali condizioni prevalgano lì. In questo senso, prima di tutto, la geometria della richiesta viene esaminata e valutata se ha senso produrre il pezzo in ceramica. Eventualmente rivediamo la geometria con il cliente e infine proponiamo la ceramica adatta. Perché il gruppo di materiali 'ceramica' è altrettanto variegato quanto le materie plastiche o i metalli. Solo noi di BCE possiamo scegliere tra circa 20 tipi o qualità di ceramica", spiega Torsten Prescher, tecnico applicativo della BCE Special Ceramics GmbH. Inoltre, l'azienda ha stabilito da oltre 10 anni la piena competenza in ceramica ai vertici aziendali con un totale di tre ingegneri dei materiali diplomati, tutti provenienti dai settori della ceramica o della metallurgia.
Serie MARLIN 3D Laser - Lavorazione di materiali ultra-duri
Specificamente per applicazioni impegnative nella lavorazione di ceramica sinterizzata e carburo, la ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH ha sviluppato il MARLIN 3D. Grazie alla tecnologia laser all'avanguardia, materiali da taglio estremamente duri come PKD e CVD possono essere dotati di geometrie di utensili finora non realizzabili. Grazie all'uso dei laser, queste geometrie possono essere progettate in modo ancora più delicato, preciso e complesso. Poiché la geometria viene regolata in modo estremamente preciso, si ottiene una maggiore efficienza, che si riflette in un'eccellente formazione dei bordi, misure e forme precise e un'ottima qualità superficiale del pezzo. Ad esempio, fresatori toroidali di 6 mm di diametro e con 42 taglienti possono essere realizzati all'interno della serie MARLIN 3D Laser e sono solo un esempio delle quasi infinite possibilità offerte dalla tecnologia laser.
"Con i nostri fresatori MARLIN 3D si presentano anche alcuni vantaggi per il settore della ceramica: non siamo più limitati solo alla levigatura nella lavorazione. Piuttosto, ora possiamo ottenere superfici a specchio o contorni delicati nell'area del micrometro attraverso una lavorazione fresante", afferma Stephen Rapp. Particolarmente interessante in un progetto del genere è che si possono vedere gli utensili nel caso d'uso concreto, rendendo possibili cose che portano vantaggi significativi al cliente - come ad esempio tempi di vita più lunghi ma anche tempi di ciclo ridotti grazie a un raffreddamento più veloce dello stampo per iniezione.
„Quello che ho visto finora delle fresatrici 3D MARLIN è impressionante e porta la lavorazione della ceramica a un nuovo livello. Poiché la maggior parte delle varietà di ceramica non è conduttiva e quindi non può essere lavorata tramite erosione a tuffo, la lavorazione fresata in stato sinterizzato rappresenta un enorme progresso e apre nuovi mercati, come ad esempio le applicazioni nella costruzione di stampi. Dobbiamo ripensare completamente, passando dalla rettifica con dischi diamantati alla tecnologia di fresatura con taglienti definiti e, soprattutto per quanto riguarda i parametri di lavorazione, dobbiamo ancora approfondire – ma ripongo grandi speranze nelle prestazioni degli strumenti 3D MARLIN di ZECHA”, afferma Torsten Prescher. Anche Jörg Carle vede l’uso degli strumenti ZECHA come un grande vantaggio: “Quando lavoriamo con la massima qualità superficiale con precisione micrometrica sulla fresatrice, possiamo già risparmiare tempo e, in ultima analisi, denaro nella produzione dei inserti per stampi!”
Sfruttare ulteriormente il potenziale nella costruzione di stampi
I tre partner del progetto sono convinti: la costruzione di stampi offre ancora molto più potenziale di quanto si possa supporre dall'uso esclusivo di acciai. Grazie all'uso mirato di elementi ceramici, i tempi di inattività e la sicurezza del processo possono essere portati a un nuovo livello, il che porta a un chiaro vantaggio in termini di conoscenza e a una maggiore efficienza. “Siamo curiosi di vedere lo sviluppo di questo progetto e siamo certi che ci mostrerà una nuova strada per portare la moderna costruzione di stampi al prossimo livello evolutivo”, dichiarano i partner all'unisono. E così sperano di completare con successo il progetto all'inizio del 2025 e poi di poter riferire dettagliatamente sui progressi e sui risultati. “Non appena avremo completato il progetto, condivideremo ovviamente i nostri risultati con il pubblico – perché siamo più che un po' orgogliosi della nostra idea e della sua realizzazione”, offre una prospettiva entusiasta Stephen Rapp.
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