La pressa idraulica è un macchinario atto alla compressione e allo stampaggio, che sfrutta l’olio per trasmettere potenza e deformare materiali. Fu ideata nel 1795 dall’inventore inglese Joseph Bramah, sulla base della legge di Pascal. La pressione che questa macchina genera varia da qualche chilogrammo a molte migliaia di tonnellate al metro quadro. È formata da più parti: una pompa idraulica, un motore elettrico che serve per azionare la pompa, un serbatoio d’olio, un gruppo valvole, un pistone idraulico e, infine, una struttura che sostiene gli elementi in movimento ed il pezzo da deformare. La pompa invia l’olio al pistone tramite il gruppo valvole ed il pistone, collegato a una specifica piastra, agisce deformando o comprimendo il materiale.
Deformazione di Potenza e Imbutitura
La pressa idraulica è ideale per la deformazione di potenza, ovvero l'imbutitura profonda e profondissima. Questo processo trasforma un foglio di lamiera in un oggetto dalle più diverse geometrie, assumendo una forma concava o cilindrica. Con la pressa idraulica la lamiera diventa un oggetto dalle più diverse geometrie: può essere una pentola, una bombola gas, un estintore, un serbatoio in pressione, una cartuccia filtri di macchine industriali e off-highway.
«Sono tutti oggetti che, per essere realizzati, necessitano di potenze che possono essere soddisfatte da macchine che hanno una corsa lunga, che può variare da 700 a 1.500 millimetri, afferma Antonio Dentis, product line & sales manager di Galdabini. Nulla di comparabile alle presse meccaniche, tipicamente utilizzate in lavorazioni a corsa breve». Come dire, le presse idrauliche sono maratoneti che sanno liberare la massima sulla distanza, quando si deve esprimere la massima energia per ottenere la forma del pezzo desiderata.
Galdabini: Leader nel Settore
Galdabini è un'azienda leader nella produzione di presse idrauliche e raddrizzatrici, utilizzate in diversi settori industriali. I più noti brand del cookware made in italy sono clienti della Galdabini. Queste ultime, insieme alle presse, rappresentano una delle linee di business di punta dell’azienda e sono per lo più utilizzate nell’automotive. I più grandi gruppi le utilizzano in linea per la raddrizzatura di alberi a camme, cremagliere sterzo e semiassi. O, ancora, nell’oil & gas e nelle acciaierie, per raddrizzare tubi e barre. Macchine che possono arrivare a dimensioni e pesi monster. Tra i vari modelli anche le Heavy Duty, le più grandi raddrizzatrici al mondo con forza di 5.000 tonnellate.
L'Evoluzione delle Presse Galdabini
«Presse, raddrizzatrici. Quello che è cambiato è il modo in cui queste macchine vengono portate sul mercato. Più che di macchine stand alone, parliamo di macchine che devono essere parte di linee automatiche, che sono collegate a monte e a valle con altre macchine». «Da puri costruttori di macchine siamo gioco forza diventati esperti di processo, afferma Dentis. E’ questo il valore aggiunto che portiamo ai nostri clienti. Devo fare questo pezzo, ok, ma quali sono le macchine al contorno, come movimentare le sequenze, quanti pezzi al minuto? Insomma, calibrare la soluzione in funzione delle componenti a monte e a valle della singola macchina. Il fattore competitivo è la conoscenza che possiamo portare per realizzare al meglio la linea completa, poiché la pressa è ormai inserita in un processo produttivo».
Di fondamentale, importanza, quindi, saper stabilire alleanze con tutte quelle aziende che sono potenziali fornitori dell’utente finale. Per dirla in termini industriali, è vitale saper fare innovazione collaborativa e fare squadra. Anche le raddrizzatrici, che sono di fatto una speciale categoria di presse, sono inserite in un processo di produzione. Un classico caso è quello dell’automotive. «In buona sostanza è un ibrido tra una macchina che fa un controllo qualità e una macchina utensile, combina entrambe le funzioni, controlla ed eventualmente ripristina le caratteristiche geometriche, riducendo i passaggi in rettifica, che in assenza della raddrizzatrice diverrebbero molto più gravosi, complessi e time consuming, dice Dentis. Senza raddrizzatrice il tempo di rettifica si allungherebbe, processo che in una tipica linea di produzione lo si vuole contenere in un tempo non superiore ai 20 secondi».
Presse Idrauliche vs. Presse Meccaniche
Fino a 40 anni la pressa idraulica poteva essere utilizzata per un numero enorme di applicazioni, non aveva rivali. Poi sono arrivate le presse meccaniche. «La discriminate nell’utilizzo dell’una e dell’altra tecnologia è relativamente semplice: riuscire a mantenere la stessa forza per tutta la corsa di lavoro per operazioni di imbutitura», dice Dentis.
Innovazione e Sostenibilità
Le possibili evoluzioni? «L’attenzione è sempre e comunque rivolta ad una migliore gestione della potenza, sia in termini di forza che di corsa, sfruttando al meglio tutti i meccanismi degli assi, spiega Dentis. Idraulica per definizione. Galdabini non esclude possibili diversificazioni nelle tipologie di presse. «Stiamo valutando di trasformare la pressa idraulica tradizionale in una servo-pressa per imbutitura profonda, afferma Dentis. Anziché idraulica ad olio, utilizzerà servomotori. Vi sono però ancora dei limiti nel mettere a punto un progetto di questo genere. Innanzitutto, le potenze, non ancora del tutto sufficienti. E poi la possibilità di utilizzarla in modo più flessibile, così come è oggi possibile con la pressa tradizionale, una macchina utensile che spesso non esegue un’unica operazione, ma tante e diverse. Ho quindi bisogno di poter progettare una macchina che sia riconfigurabile e si presti a svariati processi. Intendiamoci, la pressa è inserita in una linea automatica, va programmata per eseguire lavori ripetitivi, a volume. La programmo in un certo modo e deve fare quel pezzo, sempre. Importante, quindi, è la capacità di avere presse che possano consentire la migliore velocità di cambio stampo poiché i tempi di setup sono una variabile che può incidere negativamente sulla produttività.
«Abbiamo analizzato tutti i consumi componente per componente e, grazie a tuta una serie di accorgimenti, siamo riusciti a ridurli del 10%, senza perdere prestazioni, afferma Dentis. Abbiamo sviluppato circuiti idraulici che consentono una riduzione fino al 40% della potenza con motori-pompa che recuperano l’olio in pressione in fuoriuscita dal premilamiera. Le macchine sono classificate Industry 4.0, sono predisposte per essere connesse a reti aziendali e rilasciare dati per eseguire un monitoraggio, da parte del costruttore o dell’utente finale.
In molte operazioni di deformazione ci vuole forza su una lunga corsa di lavoro e questa può essere espressa dalle sole presse idrauliche, macchine che ancora oggi, nonostante la concorrenza della tecnologia servo-meccanica, non hanno rivali.
Utensili per Presse Piegatrici
Le presse piegatrici utilizzano utensili superiori (punzoni o coltelli) e utensili inferiori (matrici, cave o raramente prismi). Lo standard più diffuso è quello "europeo" con gli intermediari Promecam. Indipendentemente dallo standard, la scelta degli utensili è un’azione da compiere con cura e valutando molteplici aspetti quali tipo di materiale, spessore, piega da ottenere e ingombri del pezzo.
Un punzone avente un grande incavo, chiamato in gergo “collo di cigno”, è sicuramente stato realizzato per poter ottenere pezzi a C profonda, con doppie pieghe che altrimenti genererebbero collisioni. Come si può ben notare, è presente un reticolato che serve ad indicare gli ingombri raggiungibili con quel punzone specifico su un pezzo da piegare. Il risultato che si ottiene è da considerarsi puramente indicativo, in quanto possono esserci condizioni in cui è necessario scegliere una matrice con una larghezza di V minore (ad esempio, in presenza di bordi minimi ridotti o di fori vicino alla linea di piegatura).
Un esempio pratico: in presenza di uno spessore di 3 mm di S235 (acciaio al carbonio da carpenteria tra i più utilizzati) è consigliata una matrice da V= 25. s*8 in questo caso risulta 24, ma 25 è la misura commerciale più vicina. Nulla vieta, ovviamente, di utilizzare una matrice con V=20; è però sconsigliato scendere ancora a valori, ad esempio, di V= 16. Ciò comporta una difficile standardizzazione delle lavorazioni. C’è anche da considerare che le misure del pezzo finito variano al variare della larghezza V della matrice, in virtù del fatto che minore è tale larghezza, più piccolo è il raggio interno naturalmente scaturito sul pezzo. Per l’acciaio inossidabile Aisi 304 tale valore va moltiplicato per 1,4.
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