Stampaggio a semi-caldo: caratteristiche e vantaggi

Cos’è lo stampaggio?
Lo stampaggio è un processo che consente lavorazioni principalmente primarie realizzate partendo da uno spezzone di filo metallico, opportunamente dimensionato, fino al raggiungimento di uno sbozzato caratterizzato da una geometria ben definita.
Nel caso dello stampaggio a freddo, ad esempio, lo spezzone viene progressivamente deformato da una pressa progressiva, attraversando una serie di stampi opportunamente sagomati [per approfondire a questo link è disponibile un nostro articolo].

Questione di temperatura
I processi di deformazione sono classificati a seconda dell’operazione (primaria o secondaria) e della temperatura d’esercizio.
Definita la temperatura di ricristallizzazione come la temperatura in corrispondenza della quale si ha una completa formazione di nuovi grani non deformati in un’ora circa, si definiscono lavorazioni a freddo le lavorazioni che vengono condotte al di sotto di questa temperatura e si definiscono lavorazioni a caldo le lavorazioni che vengono condotte al di sopra di essa. Come dice il nome stesso, le lavorazioni a tiepido sono lavorazioni condotte a temperature intermedie e rappresentano quindi un compromesso tra le lavorazioni a freddo e quelle a caldo.

Lo stampaggio a semi-caldo
Le lavorazioni di formatura a semi-caldo (Warm Forming) appartengono alle lavorazioni a tiepido. In particolare, in un ampio intervallo superiore a circa 0.4 volte la temperatura di fusione della lega metallica, espressa in Kelvin (solitamente nell’intorno dei 500°C per gli acciai inox), si ha un fenomeno denominato recupero dinamico che comporta l’annichilazione e la riorganizzazione dei difetti cristallini interni (dislocazioni) in configurazioni a minor energia. Ne consegue quindi una diminuzione dell’incrudimento e della resistenza meccanica del materiale a fronte di un aumento della duttilità e della formabilità dello stesso.
Il processo è caratterizzato da un’elevata produttività (lotti di media e grande entità) e viene utilizzato per la produzione di componenti di piccole/medie dimensioni con caratteristiche meccaniche e superficiali di qualità. Questo processo è inoltre particolarmente apprezzato nella produzione di componenti meccanici per il settore automotive, in quanto l’industria automobilistica richiede componenti con forme e geometrie piuttosto complesse.

Lo stampaggio a semi-caldo, per alcune tipologie di componenti, può essere sfruttato per conservare i vantaggi intrinseci dello stampaggio a freddo e aggiungere dei vantaggi rispetto a questo ma anche rispetto allo stampaggio a caldo.

Vantaggi rispetto allo stampaggio a freddo:

• maggiore duttilità e formabilità nella lavorazione;
• possibilità di stampare materiali con scarsa stampabilità a freddo (es. acciaio inox, titanio);
• possibilità di realizzare forme geometricamente più complesse e ottenere deformazioni maggiori negli acciai stampabili a freddo;
• minore incrudimento del materiale e minori tensioni residue (vantaggioso soprattutto a fronte di lavorazioni successive);
• non vi è praticamente necessità di ricottura;
• minori forze e potenze richieste durante il processo produttivo.

Vantaggi rispetto allo stampaggio a caldo:

• migliori proprietà meccaniche;
• maggiore precisione dimensionale e migliore finitura superficiale;
• assenza di porosità significative, tipiche dello stampaggio a caldo;
• minori costi di gestione.

Perché stampare a semi-caldo?
La scelta di una tecnica rispetto ad un’altra è dettata sia dal materiale che dal tipo di prodotto da realizzare. Ad esempio, utilizzando il Warm Forming si riescono a stampare alcune leghe d’acciaio inox (normalmente non lavorabili a freddo) nel rispetto delle rigide specifiche imposte dal cliente (caratteristiche del settore automotive). Si ottengono inoltre componenti con ottime proprietà meccaniche e si ha una maggiore ottimizzazione dei costi di produzione rispetto ai processi di produzione tradizionali.