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Anche quest’anno, MECSPE si conferma il punto di riferimento per l’industria manifatturiera e, tra i protagonisti dell’evento, la nostra azienda porterà l’eccellenza della tranciatura e della costruzione  stampi. 

Stampo progressivo per cerniere di oblò: precisione ed efficienza 

Nel nostro stand presenteremo uno stampo progressivo di ultima generazione, progettato per la realizzazione di cerniere in lamiera da 3mm di spessore. Grazie a tecnologie avanzate e componenti ad alte prestazioni, lo stampo garantisce: 

• Alta precisione dimensionale, fondamentale per l’assemblaggio della cerniera ed il corretto accoppiamento con il perno di rotazione; 

• Maggiore efficienza, grazie a camme meccaniche multi direzionali che garantiscono elevata produttività ed una riduzione dei tempi di setup; 

• Dimensioni contenute, nonostante le dimensioni importanti dello stampo (1200x600mm), è stato possibile ridurre notevolmente gli ingombri rispetto a stampi che producono pezzi analoghi; 

• Nessuna necessità di lavorazioni di ripresa: il particolare che esce dallo stampo è pronto per essere assemblato, previa zincatura, senza necessità di lavorazioni secondarie. 

Stampo progressivo o “a passo”

 

Dalla progettazione dello stampo alla fornitura dei particolari tranciati: il nostro approccio integrato 

L’esperienza maturata nel settore dello stampaggio lamiera ci permette di seguire ogni fase del processo, dalla costruzione dello stampo alla fornitura dei particolari tranciati. Occupandoci anche della manutenzione stampi, siamo in grado di offrire una soluzione chiavi in mano al cliente 

In particolare, la Gima S.p.A. è specializzata nella costruzione di stampi di tranciatura e piegatura progressivi, nonché di stampi transfer per imbutitura e lavorazioni più complesse. 

Vieni a trovarci a MECSPE 2025! 

Ti aspettiamo al nostro stand per mostrarti dal vivo il funzionamento dello stampo progressivo e confrontarci sulle migliori soluzioni per le tue esigenze produttive. MECSPE è l’occasione perfetta per scoprire le novità del settore e valutare insieme le tecnologie più innovative per la tranciatura e la costruzione stampi. 

 

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Gli acciai inox sono leghe ferro-carbonio più altri alliganti che ne garantiscono un’ elevata resistenza alla corrosione. L’aggiunta di cromo in percentuali superiori al 10% fa sì che sulla superficie si formi un film protettivo invisibile di ossido di cromo, che protegge il materiale da agenti corrosivi. Esistono centinaia di leghe diverse, alcune per resistenza estrema alla corrosione, altre per far fronte a temperature elevate. Molto spesso vengono aggiunti alla lega altri elementi, come il nichel, per conferire al materiale determinate caratteristiche.

Tipi di acciai inossidabili

• Acciaio austenitico: questa lega è solitamente utilizzata per imbutitura profonda. Ha un basso contenuto di carbonio, il che la rende adatta per la produzione di prodotti per cucina ed altri particolari soggetti a deformazioni importanti. Questo grado di materiale non può essere indurito tramite trattamento termico, ma solo tramite deformazione a freddo. Queste leghe hanno il più alto grado di deformabilità di tutti gli acciai inossidabili. I tipi più conosciuti ed utilizzati sono l’AISI 304 e 304L, AISI 316 e 316L. La lettera “L” sta per ridotto contenuto di carbonio. Dato che queste leghe sono caratterizzate dalla presenza di fase austenitica, esse sono non magnetiche.
• Acciaio ferritico: questo tipo di acciaio inox è diffuso nell’industria automobilistica, in quanto in grado di far fronte a corrosione e temperature elevate. In base alla presenza di altri elementi alliganti, il grado ferritico può possedere discrete caratteristiche di formabilità. Diversamente dagli acciai austenitici, questo grado non contiene nichel e sono magnetici. Tipiche applicazioni sono scarichi di autovetture o parti per lavatrici ed asciugatrici. Una delle leghe più utilizzate è l’AISI 430.
• Acciaio martensitico: gli acciai inox martensitici sono simili ai ferritici, ma contengono più carbonio. Questa caratteristica consente di eseguire trattamenti termici ed aumentarne la durezza. Ecco perchè questo tipo di acciaio viene utilizzato per la produzione di strumenti da taglio e chirurgici. Questa lega non è adatta per operazioni di imbutitura, essendo molto duro ma anche fragile e difficile da deformare. Un comune acciaio inox martensitico è l’AISI 420.

Come progettare uno stampo per acciaio inox

1. Prevedere elevati sforzi di taglio e piegatura

Gli acciai inossidabili hanno solitamente un maggior carico di snervamento e di rottura rispetto rispetto agli acciai dolci. Sarà pertanto necessaria una pressa con un tonnellaggio adeguato.
Come regola generale, derivata dall’esperienza, si può considerare che le forze in gioco siano il doppio rispetto al caso di acciai a basso tenore di carbonio. Anche il premilastra, pertanto, dovrà esercitare una forza adeguata.

2. Aspettarsi un elevato ritorno elastico

Il ritorno elastico è la tendenza di un materiale a tornare alla sua forma originale dopo essere stato deformato. Dato che gli acciai inox sono più resistenti e si incrudiscono maggiormente, gli angoli di piega e le deformazioni devono essere maggiorate in modo da ottenere la forma desiderata. L’ammontare di questo “overbending” va valutato in base al tipo di acciaio, allo spessore e alla geometria. Ecco perché spesso si deve far ricorso a camme anche solo per ottenere pieghe a 90°.

3. Evitare deformazioni troppo severe

Durante la piega o l’imbutitura, gli acciai inossidabili sono soggetti ad indurimento. Ciò li rende molto suscettibili alla formazione di cricche superficiali e rotture. In alcuni casi sono necessari passaggi di ricottura tra una lavorazione e l’altra.

4. Scegliere la giusta velocità

Come regola generale, una deformazione più lenta garantisce una maggiore qualità dei particolari. Per tranciatura e piegatura è possibile utilizzare presse meccaniche con velocità moderate, mentre per imbutiture profonde sono preferibili presse idrauliche dato che solitamente non va superata la velocità di 300mm/min.

5. Scegliere il giusto materiale per gli utensili

L’acciaio inossidabile è molto abrasivo a causa della sua composizione chimica. Spesso è utile rivestire gli utensili per aumentare la resistenza all’abrasione e all’usura adesiva.
E’ importante scegliere un acciaio che abbia ottima tenacità e resistenza all’usura. Occorre far attenzione ad acciai per utensili con elevato contenuto in cromo, dato che esso può interferire con il cromo presente nella lamiera causando saldature a freddo. Questo problema può comunque essere risolto con rivestimenti PVD o CVD.
Un ottimo materiale per realizzare camme o superfici di piega è il bronzo all’alluminio, essendo completamente diverso da un punto di vista chimico.

6. Utilizzare un gioco tra punzone e matrice più elevato

Nella maggior parte dei casi, la luce tra matrice e punzone va dal 12% al 15% dello spessore del materiale. Per acciai molto duri si può arrivare fino al 20%. In generale, maggiore è la durezza del materiale, maggiore è il gioco.

7. Scegliere il lubrificante adeguato

Solitamente le superfici in acciaio inox sono molto lisce, il che richiede in alcuni casi l’aggiunta di agenti bagnanti al lubrificante. Per imbutiture profonde si utilizzano solitamente oli contenenti cloro o zolfo. Questi additivi sono attivati dal calore e riducono l’attrito quando aumenta la temperatura.

Lo stampaggio lamiera Gima S.p.A.

L’acciaio inox non è necessariamente più duro di un acciaio al carbonio, ma si comporta diversamente. Va prestata attenzione al tipo di materiale e alle sue caratteristiche chimiche e meccaniche. La comprensione di questi aspetti è la chiave per una buona riuscita del processo.

La Gima S.p.A. di Recanati è specializzata nella progettazione e costruzione di stampi progressivi per la lavorazione di lamiera in acciaio dolce e in acciaio inox. Nello stabilimento dedicato allo stampaggio, un parco macchine di 28 presse è asservito da un’officina specializzata con centri di lavoro ed elettroerosioni per la costruzione e manutenzione degli stampi.

Lo stampaggio di particolari in acciaio inox richiede, oltre agli aspetti sopra citati, la necessità di valutare caso per caso quali sono gli accorgimenti ideali per ottenere particolari di qualità e garantire un’elevata prestazione degli stampi nel tempo.

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Tra tutte le tolleranze geometriche nei particolari tranciati, la planarità è una delle più difficili da mantenere durante le operazioni di stampaggio lamiera. Quando la tolleranza di planarità è molto stretta, realizzare un particolare tramite stampo di tranciatura può rappresentare una vera e propria sfida, con lo stesso grado di complessità di una imbutitura profonda con forme complesse e acciaio ad alta resistenza.

Ottenere una buona planarità dipende da diversi fattori:

• La severità delle operazioni di taglio e deformazione
• Le caratteristiche di resistenza meccanica della materia prima
• La planarità della materia prima di partenza ovvero del coil di lamiera
• Lo spessore del materiale da lavorare
• Le tensioni interne residue provenienti dalle lavorazioni precedenti

Quando si parla di particolari che richiedono alti livelli di planarità, le prime soluzioni che si tendono a considerare sono:

• Stampi a blocco con estrazione meccanica
• Tranciatura con contro-pressione applicata
• Operazioni speciali come tranciatura fine o altri metodi proprietari

Spesso però, adottare una di queste soluzioni può comportare costi elevati e, in base alla geometria del particolare e alle operazioni richieste, potrebbe non essere fattibile. Molto spesso è quindi necessario garantire una buona planarità su pezzi ottenuti tramite stampi progressivi utilizzando metodi di tranciatura convenzionali.

Come viene persa la planarità del materiale?

Per capire quali sono le soluzioni da adottare, bisogna prima identificare quali sono le cause che compromettono la planarità:

• Operazioni di tranciatura: il taglio perimetrale o la semplice realizzazione di fori tramite punzoni possono comportare uno stress elevato. Prima che il materiale si stacchi infatti, la lamiera subisce una deformazione plastica, come spiegato più nel dettaglio nell’ articolo relativo ai punzoni di tranciatura.
  Il gioco, anche detto luce, tra punzone e matrice, influenza lo stress subito dal materiale. Tagli importanti possono portare a grandi zone con tensioni interne elevate. Il risultato è un ritorno elastico non uniforme, il che comporta una perdita di planarità.

• Operazioni di piegatura: piegare la lamiera in modo permanente introduce stress nel particolare. Eseguire una piega infatti, significa applicare uno sforzo di compressione alla sezione di materiale in prossimità del raggio interno, e viceversa, uno sforzo di trazione in prossimità del raggio esterno. Questa tensione interna al materiale causa un inarcamento dello stesso, se non è compensato da una geometria che garantisce un sufficiente modulo di resistenza, come ad esempio una flangia sufficientemente lunga.

Quali sono i metodi per migliorare la planarità?

Un metodo che potrebbe venire in mente è quello di realizzare preventivamente una curvatura nella direzione opposta. Questa soluzione in realtà non è consigliabile in quanto il procedimento per determinare in che modo bisogna deformarla è estremamente dispendioso e fortemente sensibile alle piccole variazioni delle caratteristiche meccaniche e quindi del ritorno elastico della materia prima.

Pertanto, esclusa questa possibilità, rimangono altre alternative:

• Come anticipato, la planarità sia nella direzione longitudinale che trasversale della materia prima può essere determinante. In alcuni casi, per tolleranze non eccessivamente ristrette e per materiali poco elastici, come ottone o alluminio, può essere sufficiente una efficace raddrizzatura della lamiera in ingresso nello stampo. Inoltre è possibile orientare il coil in modo che la curvatura trasversale sia orientata in direzione opposta (lato convesso) rispetto alla direzione di taglio dei punzoni.

• Coniare la lamiera: una coniatura piana, comprimendo il pezzo con una forza elevata, può essere una soluzione, ma solo per particolari di spessore elevato e con superfici ridotte. Questa operazione comporta infatti degli sforzi enormi per la pressa, spesso sono necessarie presse a ginocchiera specifiche per coniatura, con tempi ciclo elevati. E’ necessario infatti ottenere una deformazione plastica comprimendo il materiale, per la quale è necessario un tonnellaggio elevato. Materiali con spessori sottili o ad alta resistenza non possono subire questo trattamento.

Queste due soluzioni sono dunque efficaci solo in condizioni particolari.
Dato che la perdita di planarità, come visto in precedenza, è data dalle tensioni interne al materiale, la soluzione è quella di “interrompere” queste zone di tensione nei punti critici o in aree equamente distribuite, ponendo in compressione le zone di trazione e viceversa.

Punzone per incisione

Questo metodo pertanto risulta efficace qualora si è disposti ad accettare delle incisioni sulla superficie del pezzo. E’ possibile agire in due modi:

• Realizzare una incisione in prossimità del raggio esterno di una piega
  Coniare un piccolo dente in prossimità del raggio di piega può interrompere o invertire lo stato tensionale del materiale che viene generato dalla deformazione. La profondità del dente va determinata in modo sperimentale.

• Realizzare delle incisioni con un pattern uniformeUna volta che il pezzo è stato tranciato o piegato, è possibile ripristinare la planarità incidendo tramite una coniatura un motivo uniforme, ad esempio a croce, sulla superficie del pezzo. Questa incisione interrompe le tensioni interne e la “memoria” del particolare, facendolo rimanere piano. La profondità ed il passo dell’incisione dipendono dalle caratteristiche meccaniche del materiale e dallo stress generato in precedenza.

L’importanza del processo produttivo

Quando le tolleranze di forma diventano critiche ai fini della funzionalità del particolare, è necessaria una grande attenzione all’intero processo produttivo e alla progettazione e costruzione dello stampo.

La Gima S.p.A., grazie alla grande esperienza sia nello stampaggio conto terzi, con un reparto di 29 presse, che nella costruzione stampi, con un’officina specializzata, può garantire un processo affidabile e particolari in lamiera di alta qualità, rispondenti alle caratteristiche dimensionali e geometriche richieste.

Lamiera con coniatura a pattern

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Esistono tre tipi di alimentatori:

• Pneumatico
• Meccanico
• Elettronico

Avanzamento pneumatico

L’avanzamento pneumatico è il tipo più diffuso, grazie al suo costo relativamente basso ed alla sua versatilità che ne consente l’utilizzo con materia prima di diversi spessori. Esso è costituito da due pinze, una fissa ed una mobile. La pinza fissa ha il compito di bloccare il nastro durante la lavorazione. In fase di apertura della pressa, la pinza mobile fa avanzare la lamiera per una lunghezza che corrisponde al passo dello stampo. La regolazione del passo viene solitamente effettuata tramite una ghiera filettata.

Sia la chiusura delle pinze che l’avanzamento sono affidati a pistoni pneumatici, che possono essere azionati da valvole a comando pneumatico o elettrico. Nel primo caso, la sincronizzazione tra la pressa e l’avanzamento è solitamente effettuata tramite camme meccaniche poste sull’albero della pressa. Nel secondo caso invece, la sincronizzazione può essere effettuate tramite PLC ed encoder, il che consente un controllo più preciso.

Gli avanzamenti pneumatici non sono estremamente precisi, il peso e la tensione del nastro possono causare delle leggere variazioni nel passo. Questo problema può essere in parte compensato aprendo la pinza fissa in fase di chiusura dello stampo, così da permettere ai punzoni pilota di centrare la bandella.

In lavorazioni dove la velocità di stampaggio è alta e dove la sincronizzazione tra l’alimentazione e le altre fasi è critica, l’avanzamento pneumatico può rappresentare un limite in quanto l’azionamento ad aria introduce sempre un piccolo ritardo.

Avanzamento meccanico

Gli avanzamenti di tipo meccanico sono solitamente utilizzati per produzioni ad alto volume, dove la velocità è un fattore critico. La movimentazione del nastro avviene tramite rulli, il cui moto deriva dall’albero della pressa tramite dei cinematismi.

Vengono solitamente forniti dal produttore insieme alla pressa e consentono di raggiungere velocità di stampaggio e precisione di passo molto elevate.

Avanzamento elettronico

Gli alimentatori elettronici possono essere molto costosi, ma sono decisamente i più versatili e consentono di lavorare con una grande varietà di spessori e larghezze nastro.

Essi possono memorizzare un numero elevato di programmi i quali vengono poi richiamati in fase di setup, riducendo notevolmente i tempi di attrezzaggio.

Gli avanzamenti elettronici sono relativamente veloci, ma non quanto quelli di tipo meccanico. Ovviamente maggiore è il passo stampo, più tempo sarà necessario per completare la fase di avanzamento.

Uno dei grandi vantaggi è la possibilità di sincronizzare alla perfezione l’avanzamento con la posizione della pressa, il che permette di ottimizzare i tempi ciclo, specialmente su stampi che includono meccanismi automatizzati per operazioni ausiliarie.

Un altro vantaggio è la possibilità di regolare finemente il passo e quindi la progressione bandella in run-time, senza fermare la produzione.

Esistono inoltre degli avanzamenti elettronici a zig-zag, ovvero con movimentazione su due assi, che consentono di ottimizzare l’utilizzo del materiale, riducendo lo sfrido fino al 13%. Questo tipo di alimentazione è spesso utilizzata per imbutiture progressive in stampi transfer dove l’operazione iniziale è la tranciatura di un disco in lamiera.

In ultima analisi, uno dei grandi benefici è la sua sensibilità alla forza richiesta per far avanzare il nastro. Se si verifica un problema o una rottura nello stampo, l’alimentatore è in grado di rilevare l’anomalia e torna al passo precedente. In questo modo, anche se l’inerzia della pressa non consente lo stop immediato, possono essere evitate rotture critiche dello stampo e degli utensili. Questo può risultare un grande vantaggio sia per quanto riguarda i costi diretti di riparazione che nei tempi di fermo macchina.

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La tranciatura dei metalli è l’operazione di formatura a freddo più severa che possa essere eseguita con uno stampo.
Durante il taglio mediante punzoni di tranciatura, la lamiera viene inizialmente deformata ed in seguito tranciata, ecco perché viene utilizzato il termine formatura e non semplicemente “taglio”. Quando il punzone entra in contatto con la lamiera, esso compenetra nel materiale e ne causa la deformazione, generando sul bordo del particolare una sezione dall’aspetto lucido, detto zona di tranciatura. Quando il punzone penetra di una certa quantità, la sezione resistente si assottiglia e viene raggiunto il carico di rottura del materiale il quale cede all’istante generando, sul bordo, una zona di frattura dall’aspetto opaco e ruvido.

Schianto e bava di tranciatura

La tranciatura non solo richiede uno sforzo maggiore rispetto alle altre operazioni di formatura come piegatura e imbutitura, ma produce anche maggiori shock e vibrazioni, i quali devono essere assorbiti dallo stampo e dalla pressa senza che ci siano rotture o danni ai componenti. Va da se che più il carico di rottura della lamiera è elevato, maggiore sarà lo sforzo di tranciatura.

Come facilmente intuibile, i punzoni, ovvero gli utensili che agiscono sulla lamiera compenetrando in una forma complementare detta matrice, devono far fronte a sforzi molto elevati, ed oltre alla normale usura per attrito possono essere soggetti a rotture o scheggiature.

La pressa: qual è la giusta macchina da utilizzare?

La scelta di una pressa adatta alla lavorazione da effettuare è fondamentale: assicurarsi sempre che la pressa in sia buone condizioni di lavoro e che subisca minime flessioni e vibrazioni quando sotto carico.

Se si devono eseguire delle piegature semplici o tagli a basso tonnellaggio può essere sufficiente utilizzare una pressa a collo di cigno, ma se il lavoro necessità di una forza maggiore o quando il gioco tra punzone e matrice è minimo, questa tipologia non è adatta.

Con l’aumentare del tonnellaggio, è preferibile utilizzare una pressa monolitica, la cui mazza scorre su 4 montanti, la quale è in grado di far fronte a sollecitazioni e vibrazioni più elevate.

Inoltre, per applicazioni di alta precisione e ad alta velocità, è possibile ricorrere a presse speciali, con azionamento a leverismo e mazza guidata su 4 colonne, particolarmente adatte anche per l’impiego di utensili in metallo duro.

La scelta dei materiali per punzoni

I punzoni di tranciatura, oltre ad avere una buona resistenza all’usura, il che richiede elevata durezza, devono essere abbastanza tenaci per resistere a scheggiature e rotture. Esistono degli acciai fortemente legati adatti allo scopo, come ad esempio l’acciaio da bonifica 1.2080 o 1.2379.

Una caratteristica fondamentale per la buona riuscita del taglio è la scelta del gioco tra punzone e matrice: essa dipende principalmente dal tipo e dallo spessore di materiale da tagliare. Per i fori, va tenuto conto che man mano che il diametro da ottenere diminuisce e si avvicina allo spessore del materiale, il gioco deve aumentare.

Trattamenti termici e taglio con elettroerosione a filo

I punzoni vengono prodotti tramite taglio con elettroerosione a filo da un blocco di acciaio che è stato sottoposto a trattamento termico di bonifica, ovvero tempra più rinvenimento. E’ pertanto fondamentale che la materia prima sia uniforme in termini di durezza e non presenti tensioni interne. In alcuni caso potrebbe essere necessario tener conto dell’anisotropicità del materiale dovuta ai processi di fabbricazione.

Il processo di elettroerosione (wire EDM – Electrical Discharge Machining) può causare dei danni che causano rotture premature. A livello microscopico, le scariche elettriche che eseguono il taglio danno origine a delle micro fusioni e fessurazioni sulla superfice del punzone. Dato che questo processo avviene in acqua, il metallo subisce localmente uno shock termico che lo rende duro e fragile in superfice. In alcuni casi, può essere utile effettuare un rinvenimento post-EDM per ripristinare la tenacità del punzone.

La fisica della tranciatura, consente ai costruttori di stampi di prendere giuste decisioni, basate su dati e sull’esperienza, durante la fase di ingegnerizzazione e risoluzione problemi di uno stampo di tranciatura.

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Figura 1: interno di uno stampo progressivo

L’avanzamento della lamiera è solitamente effettuato tramite dispositivi pneumatici, meccanici o elettronici. Ad ogni colpo della pressa, l’alimentatore fa avanzare il nastro per una lunghezza che corrisponde al passo dello stampo. Un errore di alimentazione fa sì che punzoni e matrici agiscano su una porzione di lamiera diversa da quella per i quali sono stati progettati, sollecitando in maniera imprevista gli utensili.

D’altro canto, un errore di alimentazione può essere sia causa che conseguenza di una rottura, pertanto è indice che si è verificata una condizione critica e che è quindi necessario fermare immediatamente la pressa.

In questo articolo vedremo quali sono le tecniche utilizzate per ridurre al minimo il rischio di rottura dovuto ad errori di avanzamento nastro.

I tre metodi principali per rilevare gli errori di alimentazione

1. Pilota salva stampo
   I punzoni pilota nello stampo hanno la funzione di posizionare con precisione la lamiera durante la fase di chiusura dello stampo, agendo su dei fori eseguiti solitamente nei primi passaggi. In base al diametro dei punzoni pilota, essi sono in grado di far fronte a piccoli scostamenti della lamiera, solitamente nell’ordine di qualche decimo di millimetro (in funzione anche del tipo di alimentatore utilizzato). Quando lo scostamento è superiore, il pilota non riesce a posizionare la lamiera.
   È tuttavia possibile dedicare ad un pilota la funzione di “salva stampo”, installandolo con una molla di rientro anziché come punzone pilota rigido. Quando lo stampo si chiude, se il pilota salva stampo trova la lamiera piena anziché un foro, esso rientra agendo su un interruttore (normalmente chiuso) che ferma la pressa.

2. Tonnellaggio della pressa
   La maggior parte delle presse moderne hanno la possibilità di impostare un limite di sicurezza al tonnellaggio, oltre il quale la pressa si ferma. Pertanto, se durante l’operazione di stampaggio la forza richiesta supera quella prevista, la macchina andrà in allarme.

3. Sensore micron
   È possibile installare un sensore che misura con precisione l’altezza alla quale lo stampo si chiude. Se un errore di alimentazione causa l’ingobbamento della lamiera nello stampo, lo stampo si chiude prima ed il sensore interviene aprendo un contatto.

4. Interruttore a leva/flessibile
   È possibile installare, all’ingresso dello stampo, un sensore in grado di rilevare se la lamiera si ingobba a causa dell’impossibilità di avanzare. Questo metodo è adatto per passi stampo elevati e spessori lamiera bassi, ovvero nei casi in cui un impedimento all’avanzamento fa sì che il nastro si incurvi. Questa soluzione, similmente alla precedente, non è in grado di rilevare avanzamenti scarsi dovuti esclusivamente a problemi dell’alimentatore, come può essere lo scorrimento del nastro tra le ganasce.

Il sistema più adatto va scelto in base al tipo di stampo e all’esperienza del costruttore. Va però detto che il limite di tutti questi metodi risiede nell’inerzia della pressa: fermare la mazza non è un’operazione istantanea, viste le masse in gioco, pertanto, una volta rilevato l’errore di avanzamento, potrebbe essere già troppo tardi.

Il metodo del pilota salva stampo può risultare efficace per velocità di stampaggio basse e su presse con una bassa inerzia, oltre ad essere di facile implementazione.

La misura del tonnellaggio della pressa, invece, avviene a stampo completamente chiuso, pertanto non permette di evitare il primo colpo critico, ma solo i successivi. Può essere comunque utile nel caso in cui bisogna valutare condizioni che causano un progressivo aumento degli sforzi di stampaggio.
Anche il micron di posizione, in modo simile al pilota salva stampo, non può garantire lo stop in tempo utile della macchina.

Qual è dunque la soluzione definitiva?

Per operazioni veloci e complesse, occorre essere in grado di controllare che l’avanzamento sia stato effettuato correttamente quando la pressa è ancora in fase di ascesa, o comunque, ancora in prossimità del punto morto superiore, in modo da poterla fermare in tempo.

Per fare ciò, è necessario conoscere la posizione della pressa, la durata della fase di alimentazione e la posizione esatta della lamiera. Per le prime due si fa solitamente ricorso a PLC più encoder in modo da sincronizzare con precisione l’avanzamento nastro ed il controllo salva stampo con la posizione della mazza.

La parte più critica è conoscere la posizione della lamiera all’interno dello stampo. Per fare ciò, si può ricorrere a degli interruttori di fine corsa che agiscono direttamente, o tramite leverismi, su degli intagli ricavati sulla bandella. In alcuni casi è possibile progettare lo stampo in modo che, le geometrie generate dai tagli progressivi, possano essere sfruttate in tal senso. Quando ciò non è possibile, va previsto un punzone che realizzi un intaglio dedicato, sul quale va posizionato il sensore al passo successivo.

Figura 2: intaglio dedicato alla funzione di salvastampo

Come visibile nell’immagine, a volte ciò comporta l’utilizzo di una materia prima di maggior larghezza, occorre pertanto sempre valutare il rapporto costi/benefici, tenendo a mente che, in molti casi, il maggior costo del materiale è compensato dalla minor manutenzione e dai minori fermi macchina dovuti a rotture dello stampo.

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I principali stampi utilizzabili per lavorare la lamiera sono quelli a passo e quelli transfer. Nei primi, la lamiera entra sotto forma di nastro nello stampo e viene sottoposta a lavorazioni consecutive, finché il particolare finito non viene distaccato all’ultimo passaggio. Con i secondi, utilizzati principalmente per le lavorazioni di imbutitura, il semilavorato in lamiera è messo in movimento da un transfer che, ad ogni colpo della pressa, porta avanti il pezzo. In sostanza, la differenza di base tra i due riguarda il modo in cui il pezzo viene fatto avanzare tra una fase e l’altra della lavorazione.

In un progetto di lavorazione così complesso e che richiede dei software sempre più all’avanguardia è fondamentale il calcolo della forza nello stampaggio progressivo, che permette di ottimizzare la realizzazione degli stampi stessi e di scegliere una pressa adeguata per la lavorazione.

Come si calcola il tonnellaggio nello stampaggio progressivo?

Si deve calcolare la quantità totale di lavoro svolto dalla pressa ad ogni progressione (passo) dello stampo, includendo: tranciatura dei fori pilota, forza del premilamiera, forza degli estrattori, forza del cuscino in azoto, camme, taglio degli scarti, oltre ovviamente alle operazioni principali di tranciatura, imbutitura, piegatura, coniatura. Una volta registrato il carico per ogni operazione si sommano per ottenere il tonnellaggio totale necessario per lo stampaggio. Gli aspetti fondamentali per calcolare il tonnellaggio della pressa sono:

• l’energia: fondamentale per definire le dimensioni della pressa, in quanto si può avere abbastanza tonnellaggio, ma non abbastanza energia. L’energia insufficiente è una causa comune di blocco della pressa al punto morto inferiore (PMI). Per ottenere un calcolo accurato è necessario convertire tutti i valori in unità di misura omogenee (millimetri e newton). Questo passaggio permette di ottenere tutti i dati necessari per il secondo calcolo: l’energia richiesta in Joule.
• Proprietà del materiale metallico: ovvero lo spessore del materiale in millimetri, la resistenza al taglio,  alla deformazione ed il carico di rottura del materiale in N/mm².
• Schema delle progressioni: per particolari che richiedono un elevato numero di passi, è consigliabile avere un layout della bandella con una striscia di progressione su carta su cui possono essere applicati dei codici-colore e si possono segnare i carichi di ogni lavorazione. In questo modo si è sicuri di non aver trascurato nulla che possa creare un carico aggiuntivo. Il layout-bandella aiuta anche a calcolare il baricentro degli sforzi e quindi la corretta posizione dello stampo sulla pressa. In questo modo è possibile massimizzare la durata degli utensili prima di ogni raffilatura, assicurando anche una migliore qualità dei pezzi.

Formula per calcolare lo sforzo di tranciatura piana:

Perimetro [mm] * Spessore materiale [mm] * Resistenza del materiale al taglio [N/mm²] = Forza di tranciatura [N]

Utilizzando lo spessore totale del materiale si effettua un’approssimazione per eccesso della forza, dato che lo spessore effettivo di tranciatura, visibile sul bordo della parte tagliata, è inferiore allo spessore del materiale. Tuttavia, in questo modo si compensa l’eventuale usura di punzoni e matrice.

Si può inoltre ridurre il tonnellaggio della pressa introducendo un angolo di taglio tra punzone e matrice di tranciatura. Si noti però che ciò va fatto in maniera scientifica e non diminuisce l’energia della lavorazione.

Formula per calcolare lo sforzo di imbutitura:

Perimetro [mm] * Spessore materiale [mm] * Carico di rottura del materiale [N/mm²] = Forza di imbutitura [N]

Una volta calcolate le forze di lavorazione e aggiunte quelle ausiliare come premilastra, estrattori, camme ecc., è importante determinare:

• La posizione, relativamente alla corsa della pressa tra punto morto superiore ed inferiore, degli sforzi. In questo modo è possibile calcolare l’energia necessaria.
• La distribuzione degli sforzi relativamente al piano della pressa, per posizionare correttamente lo stampo.

Perché è importante affidarsi a dei professionisti dello stampaggio

Il lavoro di stampaggio lamiera di diversi metalli è un’operazione delicata che non può e non deve essere improvvisata. Un lavoro ben fatto conferisce una maggiore qualità al prodotto e permette di risparmiare sui costi di lavorazione e manutenzione successivi.

Per questo motivo è importante affidarsi alla professionalità, all’affidabilità e alla precisione di chi di questi lavori ne fa da tempo un’arte. Gima Spa, oltre ad occuparsi di lavori di torneria e tranciatura, è da sempre attiva nel campo della progettazione stampi proponendo anche altri tipi di stampi: stampi a blocco e di ripresa.

Forte della sua storia, di un intenso sviluppo tecnologico ottenuto grazie ad una costante attenzione al panorama scientifico ed alla formazione del proprio team di lavoro, Gima Spa mette a disposizione dei suoi clienti professionalità, attenzione al dettaglio ed una vasta gamma di servizi personalizzati.

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