LA COSTRUZIONE DELLO STAMPO

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1 LA COSTRUZIONE DELLO STAMPO Per realizzare qualsiasi oggetto in materiale composito, sia per colata che per stratificazione, occorre uno stampo sul quale modellare il manufatto che si vuole costruire. Il punto di partenza per la costruzione di uno stampo è il modello originale, che dovrà essere realizzato in grandezza naturale, identico al pezzo che si vuole ottenere. Su questo modello si costruisce lo stampo femmina, normalmente in vetroresina, oppure in alcuni casi si può ricorrere al gesso. COSTRUZIONE DEL MODELLO Nel decidere come costruire il modello bisogna tener conto delle sue dimensioni e configurazione; in base a questi elementi scegliere il materiale più adatto e facile da lavorare purché abbia una discreta solidità e una superficie compatta. I materiale normalmente usato è il legno; altri materiali sono il gesso, o poliuretano espanso rigido. Come modello si può utilizzare anche un pezzo già esistente che si voglia riprodurre. In questo caso volendo si possono apportare modifiche con dello stucco metallico da carrozzeria. In ogni modo il modello dovrà essere rifinito con estrema cura, altrimenti ogni minimo difetto verrà riprodotto dallo stampo e lo stesso difetto apparirà poi nel pezzo finito. E' importante ricordare che ogni irregolarità o asperità superficiale è un appiglio che ostacolerà il distacco. E' più semplice porre cura nel rifinire il modello, che è in positivo, che intervenire poi nello stampo lavorando sul negativo. Occorre stuccare accuratamente ogni giunzione, arrotondare gli angoli o spigoli vivi. Il modello dovrà essere poi carteggiato e trattato con una vernice turapori. Infine, dopo il posizionamento, come vedremo più avanti, dovranno essere rifiniti con una vernice poliuretanica bicomponente, in modo da rendere la sua superficie lucida e compatta, e consentire una efficace azione degli agenti distaccanti. I modelli in gesso dovranno essere completamente asciutti e rifiniti anche questi con vernici turapori, allo scopo di ottenere una superficie idonea. Anche in questo caso rifinire con una vernice a base epossidica o poliuretanica bicomponente, tipo da carrozzeria. Lo stampo deve staccarsi facilmente dal modello, possibilmente senza danneggiarlo; per un errore di costruzione, o per altri motivi, potrebbe sorgere la necessità di dover rifare lo stampo, in questo caso occorre che il modello rimanga integro. Alcune tecniche però prevedono comunque la distruzione del modello, in questo caso è necessario avere molta cura nella costruzione dello stampo. Nel preparare il modello occorre tener conto di come sarà realizzato lo stampo: semplice a conchiglia, per oggetti svasati, oppure in più parti per ottenere il tutto tondo o nel caso che il modello abbia dei sottosquadro. Nel caso di oggetti semplici, che possono essere sformati da uno stampo singolo monovalva, è necessario che il modello abbia le pareti verticali svasate, o tronco coniche con un angolo di almeno 5E per consentire l'estrazione. Altrimenti, anche se vi è un leggero sottosquadro, si è costretti a eseguire uno stampo multiplo. posizionamento del modello modelli semplici per stampi monovalva Il modello deve essere fissato e avvitato su un piano con superficie liscia, come ad esempio un laminato, in modo che rimanga un bordo perimetrale di 5 cm. attorno al modello L'angolo di raccordo deve essere arrotondato con un raggio di almeno 2 mm. con dello stucco metallico.

2 Se il bordo del pezzo non è in piano occorre sagomare un lamierino che ne segua la linea, fissandolo con stucco metallico. Il lamierino deve formare una sorta di falda di almeno 5 cm. ad angolo retto con il modello, per tutto il suo perimetro. Dopo di ciò si applica la vernice finale su tutto il modello, compreso il bordo, in modo che la finitura ricopra tutta la superficie senza soluzione di continuità. Il modello è pronto a ricevere il trattamento distaccante e dopodiché si può iniziare la stratificazione dello stampo. Modelli con sottosquadro per la costruzione di stampi in più parti Se il modello ha una configurazione complessa o presenta dei sottosquadro, è necessario suddividere lo stampo in più parti per consentirne la sformatura. Se il modello ha una base d'appoggio, si fissa su un piano, come indicato nel capitolo precedente e si applica la mano di finitura a tutta la superficie. Mentre se deve essere riprodotto a tutto tondo, occorre comunque creare un appoggio provvisorio, una sorta di piedistallo alto 20 cm. collocato nel punto più opportuno, in modo da mantenere il modello sollevato e poter accedere a tutte le sue parti. In questo caso la mano di finitura va applicata prima del posizionamento. Esaminando la figura del modello si stabiliscono la linea ideale di divisione dello stampo, che può essere in due o più elementi, in modo che possano liberarsi dal modello senza incontrare ostacoli dovuti a sottosquadro, e si tracciano con un pennarello. Per la divisione delle varie parti dello stampo si utilizza il sistema dei lamierini divisori. Con questo procedimento i vari elementi vengono eseguiti uno alla volta. In corrispondenza della linea tracciata si posiziona una lamina divisoria, perpendicolare al modello, per delimitare una porzione dello stampo. Come divisorio si può utilizzare un lamierino di alluminio, o una plastica che si possa tagliare e piegare facilmente, ma che rimanga abbastanza rigida. Si ritagliano delle strisce alte circa 5 cm, seguendo perfettamente il profilo del modello, e si posizionano seguendo la linea, fino a contornare la prima porzione di stampo che si deve costruire. Nelle parti curve si taglia il lamierino in più segmenti e si posizionano a ventaglio, facendo combaciare le giunzioni di testa; evitare sovrapposizioni e allinearle con nastro adesivo sul retro. La lamina divisoria si fissa al modello con un grosso cordone di plastilina dura, premuto con le dita, dalla parte esterna della zona delimitata; evitare di usare stucco metallico, altrimenti sarà poi difficile staccarlo dalla superficie del modello senza danneggiarlo. Rimuovere l'eventuale plastilina che sia debordata sotto la lamina verso la parte delimitata, in modo che rimanga un netto angolo retto. A questo punto si può procedere con il trattamento distaccante a tutta la zona delimitata, compresa la superficie del lamierino: una mano di Polivinol e poi le varie mani di cera. COSTRUZIONE DELLO STAMPO Come già accennato gli stampi si costruiscono generalmente in vetroresina; la loro costruzione richiede impegno, perizia e ore di lavoro, e si giustifica per gli oggetti complessi o se vengono sfruttati per la produzione di più pezzi. Per oggetti semplici e piatti si possono realizzare stampi in gesso. Bisogna tener conto però che lo stampo in gesso ha una durata limitata. Un'altra categoria sono gli stampi monolitici a struttura rigida, eseguiti esclusivamente in epossidica. Il supporto non è in stratificato, ma è un blocco compatto costituito da un impasto di resina caricata con inerti.

3 Con questo procedimento si ottengono stampi estremamente resistenti e viene adottato sia per stampi di piccoli oggetti, piatti e svasati che nel settore industriale, per la schiumatura del poliuretano o per l'imbutitura di laminati metallici, come il rame o l'argento nella riproduzione di oggetti e figure a sbalzo o cesellate. Gli stampi in vetroresina sono composti da uno specifico gel coat per stampi, che risulta la superficie interna, e da una struttura esterna in resina poliestere e fibre di vetro. La struttura deve avere uno spessore adeguato alle dimensioni per assicurarne la stabilità ed evitare deformazioni. 1) APPLICAZIONE DEL GEL COAT Il gel coat poliestere da stampi R-21 di colore rosso amaranto. Si catalizza la quantità desiderata con il 2% di MEKP e si mescola (vedi capitolo gel coat) Si applica a pennello o a spruzzo in una o due mani direttamente sul modello con uno spessore totale di 0,5-1 mm. Attendere almeno 4 ore che il gel coat sia sufficientemente indurito prima di procedere con la stratificazione. In questo frattempo si procede con l'arrotondamento degli spigoli vivi. Se il modello presenta spigoli, rientranze o dettagli, occorre addolcire gli angoli con un impasto preparato al momento, composto dallo stesso gel coat caricato con microsfere per addensarlo. Si applica l'impasto a pennello sulla mano di gel coat appena indurito ma ancora appiccicoso, in modo da arrotondare gli angoli e colmare le eventuali piccole rientranze dei dettagli. Altrimenti quando si stratifica, le fibre del mat non riusciranno a penetrare nei dettagli o seguire gli angoli vivi, con il rischio che vi rimangano delle zone vuote o delle bolle d'aria racchiuse dietro il leggero strato di gel coat che potrebbe cedere poi con la minima pressione. 2) STRATIFICAZIONE DELLA STRUTTURA Per evitare che la fibra del mat segni la superficie del pezzo, cioè che guardando il pezzo finito con luce radente mostri il segno delle fibre, è consigliabile iniziare con un mat di superficie. Anche perché essendo molto morbido questo si adatta meglio alla superficie creando un cuscino: un buon aggancio ai successivi strati di mat Per la struttura dello stampo si utilizza la resina poliestere 601, catalizzata con 2% di MEKP. Il pot-life della miscela è breve, catalizzare piccole quantità di resina alla volta, che possano essere applicate entro 15 minuti. Per l'impregnazione delle fibre si utilizza un rullino di pelo rasato per le superfici più estese, ed un pennello per raggiungere i punti difficili e rifinire i bordi. Si inizia applicando uno strato di resina su una porzione dello stampo. Vi si adagia il mat di superficie, meglio se tagliato in piccoli frammenti per facilitarne l'adattamento alle forme e si impregna picchiettando con il pennello o passando ripetutamente il rullo imbevuto di resina, fino alla completa saturazione delle fibre. Subito di seguito si inizia ad applicare il mat pesante da 300 gr. anche questo strappato in frammenti, facendoli rimontare uno sull'altro per creare un reticolo uniforme, impregnandoli con la resina. Si prosegue fino a coprire tutta la superficie e senza interruzione si posano gli altri strati di mat. Per uno stampo di medie dimensioni occorrono 3-4 strati di mat da 300 gr/mq in modo da raggiungere uno spessore di circa 3 mm. Tutt'attorno nel bordo è consigliabile aumentare lo spessore, aggiungendo delle strisce di mat, allo scopo di creare una robusta flangia che servirà per la congiunzione dei vari elementi dello stampo; questa flangia perimetrale contribuirà inoltre all'irrigidimento di ogni singolo guscio. Lo stratificato in eccesso che sporge oltre il bordo verrà poi rifilato dopo indurito.

4 Nei gusci di grosse dimensioni è consigliabile applicare delle ulteriori costole di rinforzo esterni per irrigidire lo stampo, evitando così di aumentare eccessivamente lo spessore dello stratificato. Ultimata la stratificazione, si posizionano, nei punti più opportuni nell'estradosso del guscio, dei pezzi di tubo in plastica del diametro di mm. i quali poi si ricoprono con strisce di mat in modo da creare delle nervature ad omega, collegate allo stratificato. Non usare listelli in legno perché a causa del leggero ritiro della resina poliestere, il legno essendo rigido potrebbe lasciare il segno nella superficie interna dello stampo. Quando il primo guscio è indurito, si toglie il lamierino da uno dei lati, lasciando però il guscio al suo posto e si delimita la zona adiacente con dell'altro lamierino, per la costruzione del seconda parte. Quindi si procede con il trattamento distaccante, ricordando di estenderlo anche alla flangia in resina del primo guscio che era coperta dal lamierino divisorio, perché la seconda porzione dello stampo va costruita direttamente a ridosso della precedente, quindi vi combacerà perfettamente. Dopodiché si procede come per il primo guscio: applicazione del gel coat, arrotondamento degli angoli e infine con la stratificazione. Quando lo stampo è completato in tutte le sue parti, prima di disarmare si praticano dei fori, distanziati circa 15 cm. uno dall'altro, attraverso le due flange accoppiate, che serviranno alle viti di collegamento degli elementi nel riassemblaggio, che così avverrà con perfetta corrispondenza. Dopo 12 ore si può staccare lo stampo. Si fa leva con delle spatole o cacciavite tutt'attorno nel bordo, facendo attenzione a non danneggiare ne graffiare lo strato di gel coat. Se lo strato di gel coat interno mostrasse delle imperfezioni, si può rimediare con dello stucco metallico da carrozziere. Poi si carteggia con grana fine e si lucida con pasta abrasiva. Una buona lucidatura a tutta la superficie è comunque consigliabile per eliminare eventuali residui del distaccante e ottenere una superficie più lucida e regolare possibile. Stampi rigidi: Per particolari applicazioni si ricorre agli stampi rigidi. Questi vengono eseguiti esclusivamente con sistema epossidico, sia perché richiede elevate doti di resistenza meccanica, che per l'assenza di ritiro. La struttura è costituita da un impasto di resina e inerti, come microsfere o sabbia di quarzo, compattato in un cassero metallico. Questo sistema viene adottato nella costruzione di stampi che debbono resistere a forti sollecitazioni, come per la schiumatura dei poliuretani, o per l'imbutitura mediante pressa di laminati metallici, come il rame e l'argento, che richiede elevata resistenza all'urto e all'abrasione. Questo sistema si rivela molto pratico e di facile realizzazione nella costruzione di piccoli stampi di oggetti semplici, in alternativa al gesso, con il vantaggio di essere estremamente resistenti e duraturi. Qui di seguito è indicato il procedimento per uno stampo del genere, mentre per la costruzione di stampi più complessi per il settore industriale vi è un capitolo a parte con tutte le specifiche. Si fissa il modello su un pianetto abbastanza ampio, in modo che rimanga un bordo perimetrale di almeno 10 cm. e si tratta con i distaccanti. Si applica una mano a pennello di gel coat epossidico Duraloid. Appena inizia ad indurire ma ancora appiccicoso si applica una seconda mano dello stesso gel coat. Subito di seguito si posizionano delle sponde in legno che creano un contorno. Questo contorno è un telaio fatto di tavolette, una sorta di cornice che poggia sul pianetto e deve circoscrivere il modello, lasciando uno spazio di 3 cm. tutto attorno. Il bordo del contorno deve avere un'altezza di almeno 5 cm. superiore al rilievo massimo del modello.

5 Si posiziona il telaio, appoggiato sul gel coat ancora fresco, facendo attenzione a centrare bene la figura. Si prepara un impasto con il formulato epossidico E-227 caricato con microsfere cave. L'impasto deve avere un'alta percentuale di carica, le microsfere devono risultare sciolte ma umide di resina. Evitare un impasto vischioso, ricco di resina per mantenere basso il picco esotermico. Versare l'impasto nel telaio, direttamente sopra la seconda mano di gel coat ancora fresca e costipare bene l'impasto fino a raso del bordo. In questo modo l'impasto formerà un corpo unico con il gel coat stampi in gesso Il gesso alabastrino è il materiale che consente di realizzare stampi per oggetti semplici e di piccole dimensioni in maniera semplice ed economica. Si possono riprodurre piccoli carter, coperchi e prese d'aria di forma semplice, per scocche di auto e moto, ecc. purché siano di basso spessore, con bordi laterali arrotondati e svasati. Il modello deve essere preparato e posizionato come spiegato in precedenza. Naturalmente si può usare come modello un pezzo esistente. in questo caso si può proteggere con una mano di Polivinol per non danneggiare l'originale. Dopodiché si danno tre passate di cera Gloss. Si prepara un impasto di gesso alabastrino abbastanza fluido da poter essere applicato a pennello, e si ricopre il modello, compreso il bordo, con uno strato sottile, di qualche millimetro, così la superficie nell'interfaccia risulterà compatta e senza bolle. Si attende che rapprenda, e poi si colma con un impasto gesso più denso fino ad ottenere uno spessore di 2-3 cm. comunque adeguato all'ampiezza. Quando il gesso è ben indurito, si stacca facendo molta attenzione a non danneggiarlo e si lascia asciugare per almeno 2 giorni. A questo punto si possono seguire due sistemi: il più semplice è saturare la porosità del gesso, nella parte interna dello stampo con ripetute passate di cera Gloss, in modo da ottenere una superficie completamente ricoperta da uno strato di cera; poi applicare un velo di Polivinol. Oppure, se si vuole uno stampo più duraturo, occorre trattare la parte interna, compreso il bordo, con una o due mano di gel coat epossidico Duraloid, il quale creerà una superficie lucida e molto compatta, la quale agevola l'azione degli agenti distaccanti, e permette inoltre un maggior numero di tirature senza danneggiarsi, specialmente se vi sono dei dettagli. Il gel coat Duraloid è un prodotto bicomponente di colore rosso ossido di viscosità elevata. Si applica a pennello in strati sottili per evitare colature. L'indurimento avviene dopo 6-8 ore in ambiente riscaldato. La seconda mano va applicata appena la prima sia sufficientemente indurita, ma ancora appiccicosa. Fare indurire possibilmente al caldo per almeno 2 giorni prima dell'utilizzo. Qualora vi fossero delle colature, si possono eliminare con carta abrasiva fine e poi lucidare con pasta abrasiva da carrozzeria. SFORMATURA DEI PEZZI: In molti casi l'estrazione del pezzo dallo stampo, così come la sformatura dello stampo dal modello, può risultare difficoltosa. Ecco alcuni accorgimenti per agevolare l'operazione: Fare leva tutt'attorno con utensili possibilmente non metallici, usare leve o cunei in plastica o legno, in modo da non graffiare il gel coat. Inserire i cunei e lasciare in tensione, dopo qualche minuto noterete che i due elementi iniziano a staccarsi. In molti casi, specialmente nei grossi manufatti bisogna ricorrere all'aria compressa, anche perché vi è l'effetto ventosa che contribuisce ad ostacolare il distacco. Si pratica in piccolo foro in una zona centrale sul retro dello stampo, con una punta da 1-2 mm. e si immette aria compressa. Il sistema è molto efficace e generalmente risolve il problema.

6 Bisogna fare attenzione di forare solo lo spessore dello stampo senza bucare anche il pezzo. Vi è un'altro sistema, più estremo, che può funzionare solo se è stato applicato il Polivinol. Allargare una fessura nel bordo tra i due elementi inserendo dei cunei, attraverso questa apertura versare acqua tiepida, e continuare a versare man mano che scende. L'acqua scioglie il velo di Polivinol, e per effetto della capillarità tende a insinuarsi tra le parti a contatto favorendone il distacco. Attendere per qualche ora che l'acqua faccia il suo lavoro, e si prova ad estrarre facendo leva.