Approfondendo l’argomento dello scorso articolo di blog, ovvero Piegatura della lamiera: molti modi per schiacciare, andremo qui di seguito a vedere un altro aspetto sempre riguardante la lavorazione piega-schiaccia. Nel precedente testo, di infatti, abbiamo visto una panoramica di quelli che sono gli utensili che permettono di effettuare il processo di piega-schiaccia in due fasi: piegatura e ribattitura della lamiera. Qui, invece, ci addentreremo nel tema del calcolo dello sviluppo della lamiera, sia utilizzando un approccio basato su valori espliciti di ΔL, sia applicando un valore di Fattore K se si utilizza un CAD tridimensionale.
PREMESSA SULLA LAVORAZIONE PIEGA-SCHIACCIA
La lavorazione della lamiera detta piega-schiaccia è molto diffusa ed ha il suo impiego su spessori sottili per conferire più resistenza o per rendere i profili non taglienti. Generalmente la lavorazione piega-schiaccia riguarda spessori che vanno dai 0,6mm ai 2mm, raramente 3mm (ma non completamente) e in casi molto particolari si arriva anche ai 4mm.
Tutto ciò che vedremo è volto alla realizzazione di particolari con precisione molto elevata e standard ripetibili o, se si preferibile, senza che vi sia la necessità di un operatore esperto che “giocando” sugli errori di sviluppo, rende il pezzo incontestabile.
È pur vero che quasi sempre non sono richieste particolari precisioni sulle lunghezze dei bordi ribattuti; perciò, la tendenza è quella di calcolare gli sviluppi della lamiera attraverso una regola empirica di compromesso che garantisce nella maggioranza dei casi risultati più che soddisfacenti.
SVILUPPARE LE PIEGHE SCHIACCIATE: IL METODO CLASSICO
Uno dei metodi più utilizzati nelle officine è quello di mantenere un valore di ΔL pari a 0.
Ricordiamo che il ΔL rappresenta “il valore da aggiungere algebricamente alla somma dei lati esterni per calcolare lo sviluppo di un pezzo”.
Nell’esempio in Figura 1 avremo così uno sviluppo semplicemente pari a:
30+15-0= 45 mm
Figura 1
Tendenzialmente questa semplice via per sviluppare le pieghe schiacciate viene percorsa per tutti gli spessori e materiali indipendentemente dal grado di ribattitura della lamiera: sia essa parziale che completa.
In ufficio tecnico si opterà per un valore di fattore K che generi un risultato simile.
PIEGA-SCHIACCIA: LA REALTÀ È DIFFERENTE
Se vogliamo aumentare il livello di precisione e ripetibilità della piega-schiacciata nei manufatti è tuttavia necessario tenere conto di tutte le variabili che concorrono in un risultato piuttosto che in un altro meno desiderato, per così dire.
Figura 2
Le variabili da considerare quando si vuole eseguire una lavorazione piega-schiaccia sono:
- Spessore della lamiera.
- Altezza H (Figura 2), cioè il grado di ribattitura o, se preferite, l’ampiezza della “goccia”.
- Materiale della lamiera.
- Larghezza V della matrice utilizzata per la prima fase: quella di piegatura.
In particolare, quest’ultima variabile è interessante, in quanto, la forma della goccia (più o meno ampia) è data dalla resistenza del materiale combinata alla larghezza della V.
Un materiale con una resistenza relativamente alta piegato su una matrice larga genera un raggio molto ampio per essere ribattuto con la conseguenza di potenziali difetti finali.
I TEST SULLA LAMIERA DI AdP
Per cercare di disporre di un quadro il più completo possibile riguardo il comportamento delle lamiere lavorate in differenti condizioni, abbiamo effettuato una considerevole serie di test.
Tutti i risultati e i relativi grafici possono essere consultati nel volume “La lavorazione piega-schiaccia“, ossia il Volume 2 della collana “Le guide di Accademia della Piegatura” disponibili su Amazon (“Il disegno tecnico per il piegatore” – Volume 1 e “La piegatura tangenziale” – Volume 3).
Figura 3
Vediamo nella Figura 3 alcuni risultati ottenuti tramite una serie di campioni variando materiale, larghezza V per la fase di piegatura e altezza H.
L’esempio riportato riguarda la lamiera di spessore 1mm, Aisi304 con piega su V=8 mm con altezze di H via via inferiori fino alla ribattitura completa (H=2 S).
Tali campioni sono stati piegati ad una distanza di 15 mm dal bordo.
È molto interessante notare come la differenza tra la situazione con H massima (4 mm) e minima (2 mm) sia di quasi 1 mm (0,89 mm, per l’esattezza)! Ciò comporta, in sostanza, incorrere in un errore potenzialmente non trascurabile, specie se il pezzo presenta due o più ribattiture.
LA NECESSARIA SEMPLIFICAZIONE DEL CAD 3D
Nella tabella riportata in Figura 3 si nota come il valore del Fattore K abbia un incremento tutto sommato lineare contestuale alla diminuzione del valore di H.
Ma non è affatto sempre così!
In altri campioni di lamiera il valore del Fattore K ha un andamento discontinuo e “imprevedibile” e tutto ciò ha una spiegazione. Sappiamo infatti che i software di disegno CAD tridimensionali funzionano attraverso calcoli geometrici parametrici. Ciò significa che, comprensibilmente, necessitano di una semplificazione delle condizioni reali che permettono al sistema di lavorare su forme geometriche perfette.
Non si considera dunque che la “goccia” ottenibile mediante la piega-schiaccia non ha un raggio costante e che, man mano che la ribattitura aumenta la sua intensità diminuendo il valore di H entrano in gioco altri fattori come la collisione dei lembi che porta a scorrimenti asimmetrici differenti, e così via.
Preso atto di ciò, gli sviluppi di particolari che presentano la lavorazione piega-schiaccia potranno essere svolti con precisione semplicemente applicando i relativi raggi interni e i K.
UN SEMPLICE ESEMPIO
Prendiamo il particolare disegnato in Figura 4 e supponiamo che sia in Aisi 304, precedentemente piegato con una matrice V=8 prima della ribattitura completa con H=2 mm.
Figura 4
Applicando i dati tabellari della Figura 3, lo sviluppo della lamiera sarà:
SVILUPPO = 15 + 50 + 15 – (0,36 x 2) = 79,28 mm
Si noti come, se avessimo applicato il metodo tradizionale, avremmo uno sviluppo errato di ben oltre 0,7mm. Certo, si può agire accorciando la lunghezza dei lembi ribattuti per raggiungere una quota centrale corretta, ma supponiamo che il particolare presenti dei fori concentrici e che il loro interasse debba essere perfettamente rispettato a pezzo concluso: sarebbe praticamente impossibile raggiungere il risultato!
Figura 5
Lo stesso identico sviluppo lo si otterrà qualora il nostro strumento per il calcolo delle fosse un CAD 3D. In questo caso basterà applicare al modello un raggio pari a 0, valore che corrisponde alla ribattitura completa, e un fattore K da tabella pari a 0,522.
Inquadrando o cliccando il codice QR qui sotto è possibile vedere passo-passo tutte le fasi e il confronto tra i due metodi di calcolo dello sviluppo della lamiera che restituiscono lo stesso risultato.
Clicca o inquadra il QR code
CONCLUSIONE
Ho conosciuto molte realtà più o meno strutturate dove l’approccio dell’ufficio tecnico sembra fare a cazzotti con quello della produzione. Talvolta si assiste ad una costante battaglia tra esperienza pratica (efficace quasi sempre tanto quanto basato sul “secondo me“) e i calcoli tecnici (che se vengono fatti su presupposti lontani dalla realtà hanno un valore decisamente scarso…).
Il consiglio di Accademia della Piegatura è: non serve conoscere necessariamente ogni segreto della lavorazione della lamiera o essere tecnici progettisti, oppure ancora, avere competenze extra spinte; basta comprendere le dinamiche del processo di pressopiegatura eseguendo dei test con umiltà, coinvolgimento dei reparti e tanta collaborazione, al fine di creare le regole ed applicarle sotto forma di procedura interna.
Articolo pubblicato sulla rivista Lamiera edizioni Tecniche Nuove Ottobre 2025.
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