Quando teniamo i nostri percorsi di formazione presso le aziende di piegatura della lamiera ci accorgiamo subito quali sono i temi più “scottanti” per le coloro che partecipano:
- UFFICI TECNICI DI PROGETTISTI E DISEGNATORI:
sono generalmente più attenti su tutto ciò che riguarda gli studi di fattibilità e il calcolo degli sviluppi.
- OPERATORI DELLA LAMIERA:
(specie se novizi) hanno a cuore la lettura del disegno tecnico, la scelta degli utensili e le sequenze di piegatura.
- COSTRUTTORI DI MACCHINE:
hanno principalmente in mente quello che per loro è lo spinoso effetto del ritorno elastico.
La piegatura della lamiera si rivela essere una lavorazione fondata totalmente su previsioni a differenza, per esempio, dei processi ad asportazione dove, pur tra mille difficoltà specifiche, si parte da un pieno da “scavare” fino alla dimensione desiderata ottenendo anche precisioni davvero eccellenti.
Ma parlando di piegatura della lamiera si deve prevedere la dimensione dello sviluppo del pezzo piano giacché, una volta piegato, ormai è tardi se non si è considerato quale materiale lo costituisce, qual è il suo spessore e quali saranno gli utensili con cui verrà deformato. Il tutto, poi, subendo l’azione di una pletora di fattori di variabilità della materia prima! Si deve prevedere il punto morto inferiore della macchina (la quota fino a dove deve scendere la traversa) per permettere all’operatore della lamiera di raggiungere la gradazione desiderata e, possibilmente, nella maniera più precisa possibile. Cosa, questa, tutt’altro che semplice!
IL RITORNO ELASTICO:
IL NEMICO SILENZIOSO DI CUI NON PUOI SBARAZZARTI
Hai presente il pongo? Uno dei giochi più divertenti per coloro che hanno qualche decade sulle spalle.
Bastava deformare il panetto per fargli assumere una nuova forma statica. Come sarebbe bello se la lamiera facesse altrettanto! Magari, se bastasse raggiungere i 90° geometrici con un colpo e il materiale rimanesse perfettamente in posizione. Purtroppo, però, non accade nulla di tutto ciò.
Anzi, esiste una zona interna al materiale costituita da fibre che vorrebbero tornare allo stato originario e che sono le responsabili di quello che viene chiamato “ritorno elastico”. Tale ritorno elastico fa sì che il pezzo venga deformato, ma il suo angolo tenda a riaprirsi una volta tolta la forza del punzone.
Il ritorno elastico si contrasta con una tecnica chiamata “over bending“ (Figura 1), letteralmente “piegare oltre l’angolo desiderato” ed è un’operazione che il piegatore della lamiera compie senza nemmeno farci caso, interessato com’è dalla correttezza della piega a deformazione terminata.
Figura 1
Ad esempio: se volessi raggiungere una piega di 90° ma devo chiuderla fino a 87,5° significa che si è manifestato un ritorno elastico di 2,5°.
DA COSA DIPENDE IL RITORNO ELASTICO?
Ormai è cosa ben nota, se segui questo blog, che sono molti i fattori che influiscono negativamente sulla ripetibilità dei risultati in piegatura della lamiera. Possiamo sicuramente dichiarare che il ritorno elastico dipende strettamente dal raggio interno, che a sua volta deriva dalla resistenza del materiale e dalla larghezza della matrice utilizzata.
ATTENZIONE:
Quando parlo di raggio sto semplificando! Il raggio di piegatura è perfetto solo nei CAD 3D, nella realtà è quasi sempre una curva molto irregolare: più stretta in centro e gradualmente molto più ampia ai lati della deformazione. Già da ciò si evince che la questione si fa complessa.
Aggiungiamoci le variabili della materia prima che rendono la previsione del controllo numerico ancor più difficile, ma, per prima cosa, troviamo la differenza di spessore.
Per ogni grado di piegatura si compie una corsa estremamente ridotta. Tanto per avere un’indicazione di massima, c’è una vecchia regola che dice che 1° equivale a circa la larghezza della matrice V/200.
Significa che su una matrice con V di 16 mm sono sufficienti 0,08 mm per compiere un grado: per avere potenzialmente un pezzo buono o un pezzo da rilavorare! Bastano quindi piccole differenze di spessore per avere grandi differenze di angolo.
Aggiungiamo l’anisotropia, cioè la differente resistenza dovuta dal senso di laminazione, specie su alcuni materiali. Lo stesso articolo, tagliato dallo stesso foglio, ma disposto trasversalmente rispetto ad un altro identico generano due raggi più o meno diversi con l’effetto di avere angoli differenti a parità di tutte le condizioni di lavoro.
Ma non finisce nemmeno qui!
Lo stesso materiale, ma proveniente da lotti differenti, può avere composizioni chimiche non analoghe così come resistenze difformi e ancora una volta siamo punto e a capo.
CONTROLLO DELL’ANGOLO: LA RESA INTELLIGENTE
Assodate tutte le tristi condizioni di cui sopra, ben conosciute dai costruttori di presse piegatrici, è logico che la strada delle “analisi predittive” sui materiali è irta di difficoltà davvero enormi.
Personalmente ho assistito a studi molto approfonditi riguardanti l’analisi dei materiali prima di piegarli in modo da far trovare la piegatrice “pronta” con i parametri adattati via via alle condizioni sempre mutate.
Tutti argomenti estremamente interessanti, ma di difficile gestione.
C’è chi ha svolto numerosi studi su come analizzare le caratteristiche meccaniche delle lamiere già in fase di taglio, creando dei campioncini ad hoc, ma poi si è scontrato con la fattibilità della pratica nella quotidianità della produzione.
Per questo l’approccio migliore è ancora quello di “alzare le mani” e svolgere un controllo a valle, direttamente in macchina. A dire la verità, esistono marchi molto noti che svolgono una piccola, ma efficace, analisi del pezzo subito prima che venga piegato. Mi riferisco alla rilevazione dello spessore attraverso un apposito calibro sul centratore, in caso di cella robotizzata, su un riscontro, in caso di piegatura manuale o, con particolari a partire da una certa dimensione, direttamente dalla discesa della traversa. Tuttavia, sono pratiche abbastanza rare, seppur molto interessanti.
Tutto il controllo… viene svolto successivamente.
Mi piace pensare, ironizzando, che i costruttori si siano arresi all’evidenza della presenza di troppi fattori che inficiano la ripetibilità degli angoli di piega e per questo abbiano scelto la strada più empirica e, allo stesso tempo, più efficace. Sto parlando, ovviamente, dei sistemi di controllo dell’angolo.
TANTI MODI PER CONTROLLARE E UN SOLO OBBIETTIVO
La fantasia dei progettisti ha permesso di lanciare su mercato differenti sistemi: ottici dotati di telecamera e raggi laser, a tastatori inseriti all’interno degli utensili o su appositi carrelli scorrevoli longitudinalmente alle matrici, all’interno dei sistemi di sicurezza, validi soprattutto nei casi in cui si disponga di macchine molto piccole. Ognuno di essi presenta limiti e possibilità come è normale che sia!
Ma c’è di più: il desiderio di ripetibilità nel controllo dell’angolo ha coinvolto anche il mondo del retrofitting, con la nascita di soluzioni “portatili” per presse piegatrici già esistenti come quello in Figura 2.
Figura 2
In definitiva: la piegatura della lamiera è il classico argomento che inganna e forse è proprio questo il suo fascino! Un concetto estremamente semplice, e affinato solo nell’ultimo secolo, presenta in realtà un mare di complicazioni e presta il fianco a innumerevoli interpretazioni.
Articolo pubblicato sulla rivista Lamiera edizioni Tecniche Nuove Maggio 2025.
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