L'arte e la scienza della piegatura della lamiera

Un supporto per il motore. Una custodia robusta. Una staffa da 43,7°. L'hacking medio richiede almeno una parte metallica angolata e lo strumento migliore per realizzarne una è ancora la buona vecchia pressa piegatrice. La piegatura delle parti richiede alcune riflessioni extra nella progettazione e nel layout dei modelli piatti, quindi se vuoi conoscere le tolleranze di piega, la detrazione di piega e come piegare parti precise anche senza pressa, continua a leggere.

I metodi di piegatura più comuni, ma sicuramente non gli unici, sono la piegatura in aria e il fondo. Possono essere eseguiti sulla stessa pressa piegatrice e di solito non richiedono più di 25 tonnellate di pressione per l'uso generale in officina. Una pressa piegatrice è inoltre dotata di un registro posteriore manuale o controllato da CNC che consente di posizionare accuratamente la linea di piegatura. Proprio come tutte le macchine da stampa, le presse piegatrici sono un po’ ingannevoli riguardo al loro potenziale di pericolo. Sembrano calmi e si muovono lentamente, ma nel momento in cui la loro forza colpisce il materiale, le cose possono accadere molto velocemente.

Tuttavia, se non riesci ad accedere a una pressa piegatrice, non sei completamente sfortunato. Esistono tecniche di scanalatura, in cui il materiale viene indebolito sulla linea di piegatura quanto basta per posizionare una bella piega in acciaio fino a 1/4 di pollice utilizzando nient'altro che una morsa da banco.

La piegatura in aria utilizza uno strumento di punzonatura e una matrice inferiore spesso a forma di V. Il profilo del punzone definisce il raggio di piega mentre la profondità della corsa definisce l'angolo di piega. Poiché la profondità della corsa è regolabile sulla macchina, la piegatura in aria consente di piegare il materiale in fogli con un angolo arbitrario senza sostituire la matrice o gli strumenti di punzonatura. L'apertura della matrice inferiore deve essere scelta adeguatamente in base allo spessore del materiale e al raggio di curvatura e una buona regola pratica è da 6 a 12 volte lo spessore del materiale. Ciò garantirà buoni risultati e una lunga durata dell'utensile. Tuttavia, noterai subito che anche le officine professionali utilizzano la fustella con fondo da 3/4“ per qualsiasi cosa, e questo è tutto. Dopo che il punzone viene rilasciato, il materiale ritorna leggermente indietro, cosa che deve essere compensata piegandolo eccessivamente. La piegatura in aria non è eccezionale in termini di precisione angolare, ma può adattarsi a materiali, spessori di materiale e angoli di piega diversi senza riattrezzamento.

Proprio come la piegatura in aria, il fondo utilizza un punzone e una matrice inferiore a forma di V. Tuttavia, il punzone premerà il materiale contro le superfici interne della matrice inferiore, quindi l'angolo dell'utensile inferiore definisce l'angolo di piegatura. Pertanto, il metodo richiede matrici inferiori separate e riattrezzamenti per ogni angolo di piegatura, nonché una pressione significativamente maggiore. Tuttavia, è più preciso e ha un ritorno elastico inferiore rispetto alla flessione in aria. Ciò che di solito troverai in un'officina generica o in uno spazio di produzione è una pressa piegatrice dotata di una matrice inferiore a 90° per il fondo e per qualsiasi angolo di piega inferiore a 90° la stessa matrice verrà utilizzata per la piegatura in aria. Tuttavia, poiché toccare il fondo richiede forze maggiori, è anche più importante utilizzare gli stampi giusti. Una regola pratica dice che 8 volte lo spessore del materiale corrisponde ad una buona apertura della matrice inferiore. Tuttavia, poiché l'apertura geometricamente corretta dipende anche dal raggio di curvatura, esistono metodi migliori per calcolare la larghezza dell'apertura.

Per definire la regione di piegatura e ridurre la forza necessaria per piegare una parte di lamiera fino a qualcosa che può essere maneggiato senza una pressa freno, è possibile tagliare delle fessure sulla linea di piegatura per indebolire selettivamente il materiale. È simile alla piegatura del taglio, ma meno fragile. La scanalatura è un'ottima tecnica per ottenere involucri e telai metallici personalizzati per piccoli progetti robotici e persino grandi strutture senza carico. Tuttavia, poiché indebolisce ovviamente il materiale, è un no per le parti portanti pesanti che fanno affidamento sull'integrità strutturale della regione di piegatura. Esistono anche metodi brevettati che utilizzano determinati modelli di scanalatura e, anche se l'idea alla base è abbastanza semplice, possono essere piuttosto ingegnosi.

A seconda dell'angolo e del raggio di piegatura, il materiale nella zona di piegatura si deforma. Per ottenere le dimensioni finali della parte a cui miriamo, dobbiamo tenerne conto in anticipo. La maggior parte degli strumenti CAD professionali, come Solidworks o Rhino, faranno tutti i calcoli per te, ma sfortunatamente molti altri buoni strumenti, come Fusion 360, OpenSCAD o FreeCAD richiedono che tu ottenga plug-in aggiuntivi, utilizzi calcolatori online o fai i conti a mano.