Perché uno stencil si rompe anche quando non è caduto niente

Perché uno stencil si rompe anche quando non è caduto niente

Il problema delle isole è quello famoso: un pezzo è completamente circondato da un foro, quindi cade a terra. Ed è anche quello facile, perché è una domanda a cui si risponde guardando. O una cosa è staccata o non lo è.

La maggior parte degli stencil che cedono non cede così. Non cade niente. Lo stencil esce dalla macchina che sembra perfetto, e poi una linguetta di materiale si piega sotto il rullo, oppure un collo si strappa al terzo utilizzo, oppure un bordo lungo e non sostenuto si solleva e lascia colare la vernice sotto. Ogni pezzo è ancora attaccato. Lo stencil è comunque rovinato.

Questo articolo parla di quella seconda categoria — i cedimenti che non si vedono contando i pezzi staccati — e di che cosa StencilVector misura oggi per intercettarli.

Quattro modi in cui uno stencil cede, e uno solo è un'isola

• Isole. Materiale completamente circondato dal foro. Cade durante il taglio. Risolto in automatico — vedi come funzionano i ponti automatici.
• Penisole. Materiale attaccato da un lato solo. Non cade mai, quindi non viene mai contato come isola — ma ruota attorno al suo collo, si arriccia sotto il rullo e si solleva all'estremità lontana. È il cedimento più frequente sul campo e il più difficile da vedere.
• Colli troppo sottili. Un legamento può essere piazzato benissimo ed essere comunque troppo stretto per il materiale che regge. Sopravvive al taglio e si strappa durante la scarnitura o al secondo utilizzo.
• Campate troppo lunghe. Un tratto di materiale senza nulla che lo tenga in mezzo. Si allontana dalla superficie e la vernice passa sotto il bordo.

Solo il primo è un'isola. Gli altri tre sono il motivo per cui uno stencil con un punteggio isole perfetto può essere comunque uno stencil sbagliato.

Il punto cieco, misurato

Quel disegno è volutamente semplice, e i numeri che ne escono meritano una seconda lettura:

• Isole trovate: zero. Punteggio isole: 1,00 — risultato perfetto.
• Analisi degli appoggi: 0,79. Cinque parti esaminate, tre sotto-appoggiate.
• La peggiore: una parte da 298 mm² tenuta da 0,8 mm di materiale dove ne servono 1,9 mm — rapporto 0,43, segnalata critica.

Ne seguono due conclusioni oneste. Primo: un conteggio isole a zero non è un verdetto sullo stencil, dice soltanto che non c'è niente di staccato. Secondo: StencilVector non si affida al solo conteggio delle isole — quando fai l'anteprima dei ponti, il punteggio che vedi è quello degli appoggi, non il rapporto delle isole.

Di che cosa è fatto davvero il punteggio che vedi

Nell'anteprima dei ponti ogni parte dello stencil viene confrontata con gli appoggi che ha, e il punteggio è la media pesata per area di min(1, appoggi ÷ richiesti) su tutte le parti. Ogni isola vale zero. Una parte grande e tenuta male tira giù il numero molto più di una piccola, che è esattamente il comportamento che serve.

Il rapporto isole più semplice — uno meno cinque volte la frazione che galleggia — esiste ancora ed è quello che riporta la prima conversione, prima che venga messo un solo ponte. I due numeri rispondono a domande diverse: c'è qualcosa di staccato contro è tutto tenuto abbastanza bene.

Quanti appoggi bastano, in millimetri

Di solito questa è la parte lasciata al gusto. Non lo è. La larghezza di appoggio richiesta per una parte è:

• W = 10 mm × √(A ⁄ 2500) × ((L + 10) ⁄ 40)^1,2 × (D_rif ⁄ D)^1/3

dove A è l'area efficace della parte in mm² (compreso tutto ciò che le pende addosso), L è la leva — la distanza massima a cui la parte arriva dai suoi appoggi — e D = E·t³ è la rigidità flessionale, riferita al PET da 0,5 mm. Non restituisce mai meno di 1 mm.

Eseguila e ottieni una tabella su cui si può davvero progettare:

• parte da 100 mm² (un dettaglio piccolo), leva 10 / 30 / 60 mm → 1,0 / 2,0 / 3,9 mm di appoggio in PET da 0,5 mm.
• parte da 400 mm² (una lettera media), leva 10 / 30 / 60 mm → 1,7 / 4,0 / 7,8 mm.
• parte da 2500 mm² (un pannello 50×50), leva 10 / 30 / 60 mm → 4,4 / 10,0 / 19,6 mm.

E le stesse tre parti con leva 30 mm, per materiale:

• PET flessibile 0,5 mm: 2,0 / 4,0 / 10,0 mm
• PET 1,0 mm: 1,0 / 2,0 / 5,0 mm — la metà, perché la rigidità va col cubo dello spessore
• inox 0,8 mm: 1,0 / 1,0 / 2,5 mm — circa un settimo della plastica sottile

Un'avvertenza detta chiaramente, perché spiega perché questi numeri sembrano grandi: la sola gravità sarebbe circa cento volte meno esigente. Uno stencil non cede stando fermo appeso in una stanza; cede mentre lo stacchi dal supporto, lo trasporti, lo premi, lo spruzzi e lo pulisci. Il modello è tarato sul maneggio, non sul peso.

Perché la leva è il numero che frega tutti

Rileggi la riga dei 100 mm²: 1,0 mm di appoggio con leva 10 mm, 3,9 mm con leva 60 mm. La parte non ha guadagnato un solo millimetro quadrato. È cambiato solo quanto lontano arriva dal punto in cui è tenuta — e la richiesta è quasi quadruplicata.

È la matematica della penisola. Una forma compatta tenuta vicino al centro è facile. La stessa quantità di materiale allungata in una linguetta, tenuta solo alla radice, è un altro oggetto strutturale. Se da questo articolo porti via una sola abitudine: guarda lo sbraccio non sostenuto più lungo, non il dettaglio più piccolo.

Parti e legamenti: dove passa la linea

Prima di poter misurare qualunque cosa, lo stencil va diviso in ciò che viene tenuto e ciò che tiene. La regola è una soglia di larghezza: il materiale localmente più stretto di 3,5 mm è trattato come legamento, tutto ciò che è più largo come parte.

La conseguenza è l'intuizione utile. Un ponte che hai aggiunto tu e un collo stretto che c'era già nel disegno sono lo stesso oggetto per l'analisi, perché sono lo stesso oggetto fisicamente. Il tuo disegno è già pieno di ponti che non hai disegnato; alcuni portano carico, e alcuni sono troppo sottili per il compito.

Il minimo assoluto di un collo

Indipendentemente da ciò che regge, un legamento ha un pavimento fissato dallo spessore del materiale: 2 volte lo spessore fino a 0,6 mm, e 2,5 volte oltre.

• PET 0,5 mm → 1,0 mm di legamento minimo
• inox 0,8 mm → 2,0 mm
• PET 1,0 mm → 2,5 mm

Nota che va al contrario dell'intuito: il materiale più spesso vuole il collo più largo, non più stretto. Un collo spesso ma corto in sezione si comporta come una cerniera e cede alla piega, e il moltiplicatore stesso sale sopra gli 0,6 mm.

La mappa di criticità, e che cos'è davvero

La mappa colorata va descritta con precisione, perché è facile darle per scontato qualcosa che non è. Non è un diagramma delle tensioni. Quello che calcola è il percorso più economico da ogni punto di materiale fino al bordo pieno del foglio, dove il costo di attraversare un punto è uno diviso quanto è largo lì il materiale.

Detto altrimenti: quanto sei lontano da qualcosa di solido, contando la strettezza come distanza? Un punto appena dietro un collo da 1 mm è, strutturalmente, lontanissimo anche se in linea retta dista 2 mm dalla cornice. È esattamente l'intuizione di chi taglia da anni, espressa come numero. I colli sotto i 5 mm ricevono una penalità aggiuntiva, e la mappa viene poi scalata in base al materiale.

La scala nell'immagine qui sopra è la parte onesta: geometria identica, punteggio 0,94 in plastica flessibile e 1,00 in metallo rigido. Se cambi materiale alla fine del progetto, l'analisi fatta all'inizio non vale più.

Che cosa è gestito per te oggi, e che cosa no

Detto chiaramente, perché la differenza conta:

• Gestito in automatico: le isole vengono trovate e ponticellate; le schegge troppo piccole per un ponte vengono rimosse; ogni parte viene confrontata con gli appoggi che le servono e il risultato confluisce nel punteggio che vedi; la mappa di criticità viene generata per il materiale che hai scelto.
• Lasciato a te: decidere quale punto debole correggere, e correggerlo. Oggi il punteggio ti dice che lo stencil è sotto-appoggiato e la mappa ti mostra dov'è il guaio, ma la distanza la colmi a mano — ispessisci un collo o aggiungi un collegamento col pennello, oppure cambi dimensione o metodo di conversione perché il problema non nasca. Non esiste un comando che dica «rinforza questa penisola».

Dove sta andando

È esattamente questa la classe di problemi che l'editor vettoriale, che internamente chiamiamo Vector Studio, viene costruito per affrontare: vedere i punti deboli sul vettoriale finito e correggerli lì — eliminare una penisola, ispessire un collo, aggiungere un collegamento dove la campata è troppo lunga — con la conseguenza strutturale che si aggiorna mentre lavori. È in collaudo chiuso e non è ancora disponibile sul sito, e preferiamo dirlo piuttosto che descrivere uno strumento che non puoi aprire. Verrà annunciato qui quando sarà pronto per tutti.

Fino ad allora l'analisi qui sopra gira su ogni stencil, e il consiglio pratico è poco affascinante ma efficace: prima di tagliare, guarda la mappa, trova lo sbraccio non sostenuto più lungo e allarga il collo che lo tiene.

Da leggere anche: il design dei ponti per i principi, e come funzionano i ponti automatici per l'algoritmo di posizionamento e i numeri che ci stanno dietro.

Prova lo Stencil Maker gratuito e guarda la mappa di criticità prima di mandare il file alla macchina.