Uno dei mondi più affascinanti, specie per chi ha un’insolita passione per la piegatura della lamiera, è senza dubbio quello degli acciai altoresistenziali.

Ma perché dovrebbe essere più attraente se già ci incanta la piegatura?

Beh, perché la formabilità degli acciai altoresistenziali in piegatura della lamiera ha aperto scenari inesplorati in molti settori, che vedono proprio questo processo un vero e proprio protagonista che cerca addirittura di sostituirsi alla saldatura…per quanto possibile.

Andiamo per ordine:

Innanzitutto, la parola acciai “altoresistenziali” può essere fuorviante ed è del tutto generica. Non esiste, infatti, una classificazione precisa tale che definisca un acciaio come tale o meno!

Addirittura, un paio di volte mi è capitato di sentir parlare con naturalezza di acciai altoresistenziali anche da alcuni esperti operatori della lamiera in ambito imbutitura, laddove a tutto si penserebbe tranne che a materiali super tenaci.

Per chi invece progetta elementi che poi andranno in taglio ed eventualmente piegati, saldati, ecc… le tre macroaree più indicative sono:

• gli acciai AD ALTO LIMITE ELASTICO;
• gli acciai ANTI-USURA;
• gli acciai BALISTICI.

L’aspetto più affascinante di questa “triade” è che ha consentito di spingere di gran lunga in avanti i limiti di progettazione di manufatti ormai considerati maturi e pensati da decenni allo stesso modo. Ci basta attraversare l’autostrada A4 verso nord-est e imbatterci nell’enorme cantiere dell’alta velocità: quelle auto-gru dotate di sbracci che talvolta superano di slancio i cinquanta metri sono una delle espressioni più evidenti dei risultati ottenuti grazie all’impiego degli acciai altoresistenziali.

Nella fattispecie, di quelli ad alto limite elastico. Uno sbraccio con quelle caratteristiche sarebbe stato impensabile solo pochi decenni fa!

L’industria del sollevamento è stata la prima a cogliere le opportunità fornite dagli acciai altoresistenziali, seguita dalle macchine agricole e dall’automotive.

Pensiamo ad un camion da cava che, grazie al ribaltabile in acciaio antiusura, permette prestazioni straordinarie a fronte di una massa molto ridotta rispetto ad un tempo.

Pesare meno significa caricare di più e cioè, in soldoni, meno viaggi per trasportare lo stesso materiale e da ultimo maggiore risparmio economico e minore impatto ambientale.

In generale, potremmo dire, che i vantaggi principali sono maggiori prestazioni a fronte di un minor peso.

Una cosa curiosa è che la “rivoluzione” è stata possibile grazie all’affinamento dei trattamenti termici e non grazie a formulazioni esotiche di componenti chimici.

Se un tempo, infatti, per ottenere un acciaio più resistente del classico strutturale al carbonio la scelta obbligata era inserire elementi leganti che, di rimando lo avrebbero reso anche più fragile, adesso ci si concentra su un trattamento termico specifico partendo da una base di qualità, ma non molto differente da quella degli acciai “standard”.

E la piegatura della lamiera?

Beh, si può dire che la saldatura sia il punto critico per quanto riguarda gli acciai altoresistenziali, in quanto, se sottoposti a fatica, tendono a ridurre drasticamente le proprie straordinarie caratteristiche proprio nelle zone di giunzione. Va da sé che per evitare di saldare sia necessario ottenere geometrie complesse mediante piegatura, ed è qui che si compie la “magia”!

Gli acciai altoresistenziali presentano una deformabilità a freddo sconosciuta fino a qualche decennio fa con materiali aventi prestazioni simili. Ovviamente, ed è bene ricordarlo, in quanto non tutte le carpenterie ne sono al corrente, materiali dalle prestazioni straordinarie richiedono accorgimenti progettuali e lavorazioni straordinarie.

Parlando dunque appunto di piegatura della lamiera, infatti, sono necessarie le corrette conoscenze e attrezzature oltre all’importantissima attenzione nel seguire scrupolosamente le specifiche del produttore. Non è raro, infatti, incontrare operatori della lamiera anche esperti in molte aziende che dichiarano con una certa sicurezza estrema cose come: “L’acciaio anti-usura (ad esempio) non si può piegare!”

Vero, ma solo perché si deve essere preparati e non limitarsi a trattarlo come un acciaio al carbonio strutturale tipo l’S235… Per poterlo piegare è necessario disporre di tre componenti fondamentali:

• Matrici con V adeguatamente larghe e sufficientemente “profonde” per poter contrastare il grande ritorno elastico che si genera. Basti pensare che, indicativamente, l’arcinoto Hardox ha bisogno di un overbendong di circa un grado per ogni 100 MPa di resistenza a trazione! Ed è così che si raggiungono facilmente ritorni elastici tra i 15 e 18°, contro valori estremamente più bassi dei materiali più convenzionali.

• Una pressa piegatrice con una forza sufficientemente adeguata allo scopo.

• Ma, soprattutto, punzoni con raggi molto ampi.

È doveroso essere a conoscenza del fatto che nelle specifiche rilasciate dai produttori le dimensioni delle matrici sono consigliate, quelle dei punzoni sono tassative. Il perché è presto detto: da dati sperimentali (letteratura SSAB) la riduzione del 50% della larghezza della matrice comporta un aumento di tensioni interne al materiale di circa il 16%.  La stessa riduzione, ma applicata al punzone, porta a incrementi dell’ordine di oltre il 40%, quindi davvero un grande rischio che è bene non correre!

Purtroppo, poi, per i diffusissimi operatori della lamiera per così dire “praticoni” non sono consentite le scorciatoie. O meglio, possono essere dannose, se non del tutto inutili.

La più classica è la pratica di scaldare con il cannello la parte da piegare. Così facendo non si ha l’accortezza di cosa si stia facendo subire al materiale che potrebbe non rispettare più le specifiche del produttore.

L’altra è quella di applicare del lubrificante tra la matrice e la lamiera, condizione che riduce la forza necessaria a molto meno di quanto non si creda.

Da ultimo, esiste anche la pratica di ottenere il completo angolo di piega procedendo in maniera incrementale, ossia dando dei piccoli colpi di piega ripetuti nello stesso posto. Anche qui, da ricerche mirate, è emerso che la curva della forza di piegatura non cambia. Sostanzialmente interrompere la piegatura della lamiera, che vede il suo sforzo massimo già nelle sue prime fasi, non serve a nulla: per ogni “colpo” non si sta facendo altro che riprendere esattamente il lavoro da dove lo si era lasciato.

 In sintesi, l’universo degli acciai altoresistenziali non ammette improvvisazioni, ma ripaga lo sforzo con risultati un tempo impensabili. Abbandonare i vecchi miti d’officina e le scorciatoie empiriche non è più solo una scelta tecnica, ma un cambio di mentalità obbligato per chiunque voglia cavalcare il futuro della carpenteria moderna. Solo unendo una progettazione rigorosa alla fedele osservanza delle regole del materiale – e dimenticandosi una volta per tutte del cannello – è possibile trasformare la complessità in un vantaggio competitivo reale.

La vera “magia” della piegatura della lamiera, dopotutto, sta proprio qui: nel saper governare una forza formidabile per dare forma a strutture più leggere, resistenti e performanti, spostando sempre più oltre i limiti delle possibilità di progetti e realizzazioni.