La pressa idraulica è una macchina utensile progettata per la compressione di un certo tipo di materiale. Per le modalità con cui sono costruite, per il principio di funzionamento di cui sono dotate e per i materiali a cui sono destinate, si differenziano in numerosi tipi e modelli.

Funzione Principale e Processo di Piegatura

La funzione principale di una pressa piegatrice è quella di lavorare un foglio di lamiera per conferirgli una determinata forma. Generalmente sono macchine ad azione verticale nelle quali la forza generata dalla pressione del circuito oleodinamico provvede alla piegatura del pezzo da produrre. In relazione ad esso, i macchinari dedicati variano per potenza, forma e dimensioni.

Nel caso in cui il processo di piegatura richieda più operazioni, è possibile una lavorazione tramite una linea di presse coadiuvate da manipolatori o robot, soprattutto se il pezzo ha dimensioni non gestibili a livello manuale. Se il pezzo è maneggevole, le varie operazioni possono essere effettuate con la stessa pressa, ma con l’ausilio di apposti alimentatori, transfer e nastri di scarico.

Il processo di piegatura è un tipo di alterazione plastica grazie alla quale si ottiene la deformazione della lamiera. In relazione all’angolo di raccordo, le piegature che si possono realizzare da dei semilavorati piani sono a U e V.

Tipologie di Presse Piegatrici Idrauliche

Le presse idrauliche si dividono essenzialmente in presse a doppio montante e a collo di cigno, a seconda della direzione delle parti dedicate alla compressione e, di conseguenza, della loro struttura. Nonostante il medesimo principio di funzionamento, le macchine a doppio montante assicurano pressioni di lavoro più elevate e risultano essere più performanti. I range standard sono da 100 a 3500 ton, da 160 a 3500 ton (per prova stampi), da 630 a 3500 ton (a triplo effetto) e da 5000 a 10000 ton (per parti di scambiatori di calore).

Sul mercato esistono oggi numerose tipologie di presse piegatrici idrauliche disponibili appunto in diverse varianti e configurazioni, progettate per soddisfare le esigenze specifiche di diversi settori e applicazioni:

  • Pressa piegatrice idraulica a sincronizzazione elettronica: Questo tipo di presse piegatrici utilizza un sistema di sincronizzazione elettronica per garantire una precisione estremamente elevata durante il processo di piegatura.
  • Pressa piegatrice idraulica a controllo numerico computerizzato (CNC): Le presse piegatrici CNC sono dotate di un sistema di controllo numerico computerizzato che consente di programmare con precisione i parametri di piegatura, come l’angolo, la velocità e la posizione degli attrezzi di piegatura.
  • Pressa piegatrice idraulica a 4 assi (o più): Queste presse piegatrici sono dotate di sistemi di movimento a più assi che consentono di eseguire piegature complesse su pezzi tridimensionali.
  • Pressa piegatrice idraulica con controllo manuale: Questo tipo di presse piegatrici è controllato manualmente dall’operatore tramite pulsanti o leve.

Componenti Principali

Le presse piegatrici idrauliche sono macchine utilizzate nell’industria per piegare e formare materiali metallici come le lamiere secondo specifiche geometrie e angoli. I componenti principali includono:

  • Cilindro idraulico: È il componente principale responsabile della generazione della forza.
  • Tavola inferiore (o incudine): È la superficie su cui viene posizionato il materiale da piegare.
  • Attrezzo superiore (o stampo inferiore): È il componente che si muove verso il materiale da lavorare per piegarlo.

Applicazioni

Le presse piegatrici idrauliche sono ampiamente utilizzate in vari settori, tra cui l’industria automobilistica, aerospaziale, navale, edilizia e nella produzione di elettrodomestici.

Utensili per Presse Piegatrici

Gli utensili utilizzati nelle presse piegatrici si dividono principalmente in due categorie:

  • UTENSILI SUPERIORI, detti punzoni o coltelli.
  • UTENSILI INFERIORI, detti matrici, cave o raramente prismi.

Lo standard più diffuso è quello chiamato “europeo” con gli intermediari Promecam (dall’azienda francese, ormai chiusa, che per prima li produsse e li diffuse), in tutte le sue derivazioni e miglioramenti. Esistono intermediari Promecam con bloccaggio manuale, pneumatico, idraulico, attacco rapido, ecc. Questi intermediari fanno da “cuscinetto” tra gli utensili e il pestone e solitamente sono dotati di un cuneo posteriore con il quale se ne regola l’altezza, correggendo di fatto la chiusura degli angoli. Hanno spesso delle placchette che possono essere smontate per consentire l’installazione di utensili rovesci, se ve ne fosse bisogno.

L’altro standard (in realtà ne racchiude diversi) è quello che utilizza utensili generalmente più alti e, soprattutto, coassiali. La differenza ulteriore che si nota è l’assenza di intermediari tra utensili e pestone: i punzoni vengono fissati direttamente alla traversa mediante diversi tipi di attacco. Un modello molto diffuso è l’attacco Wila, chiamato da alcuni “standard americano”.

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. I punzoni, ad esempio, presentano una forma ben specifica che ne rivela, già a prima vista, lo scopo per cui sono stati realizzati. 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.

Con due o tre profili, ad esempio con un punzone dritto, uno curvo e uno «a collo di cigno», l'industriale può piegare la maggior parte dei pezzi. Gli utensili si distinguono per tipo di profilo (dritto, curvo, a collo di cigno), per angolo, raggio e altezza.

Tabella: Esempio di Scelta Matrice in Base allo Spessore del Materiale

Spessore Materiale (mm) Materiale Larghezza Matrice V (Consigliata)
3 S235 (Acciaio al carbonio) 25
3 Aisi 304 (Acciaio inossidabile) 35 (25 * 1.4)

Sicurezza nelle Presse Piegatrici

Le presse, nonostante i progressi nei sistemi di sicurezza, rimangono macchine potenzialmente pericolose. Il rischio principale è lo schiacciamento degli arti superiori durante l'accostamento della traversa alla matrice.

A seconda della modalità di funzionamento (ciclo automatico o singolo con alimentazione manuale), sono necessarie diverse protezioni:

Funzionamento a Ciclo Automatico

La protezione del fronte macchina può essere ottenuta con:

  • Utensili chiusi che impediscono il passaggio delle dita.
  • Ripari fissi che impediscono il raggiungimento della parte pericolosa.

Funzionamento a Ciclo Singolo e Alimentazione Manuale

La protezione del fronte macchina può essere ottenuta con:

  • Ripari mobili interbloccati che impediscono l'accesso alla zona pericolosa.
  • Velocità lenta di chiusura (≤ 10 mm/s) abbinata ad un dispositivo di comando ad azione mantenuta.
  • Barriere immateriali verticali od orizzontali che arrestano la macchina in caso di attraversamento.
  • Sistemi laser scanner che creano un'area protetta e arrestano la macchina in caso di intrusione.
  • Dispositivi di protezione laser applicati alla traversa mobile che rilevano ostacoli e arrestano il movimento.

Per le presse meccaniche con innesto a frizione e alimentazione manuale, è necessario integrare le protezioni con ulteriori dispositivi di sicurezza.

Nel caso di presse di vecchia costruzione (prima del luglio 2003), spesso presenti sistemi monoraggio o comandi a due mani, è fondamentale effettuare una valutazione accurata dei rischi e provvedere all'adeguamento con dispositivi più idonei.

Sicurezza nei Circuiti Idraulici

I circuiti idraulici devono essere progettati per garantire la sicurezza:

  • Protezione degli elementi contro effetti esterni dannosi.
  • Assenza di getti pericolosi di fluido in pressione in caso di rotture.
  • Scarico della pressione dei serbatoi quando la macchina è isolata.
  • Impossibilità di superare la pressione massima di esercizio di oltre il 10%.
  • Dispositivi che garantiscono l'arresto o la discesa controllata delle parti mobili in caso di guasti.
  • Dispositivo che disinserisce il comando della pressa in caso di superamento della corsa di arresto.

Azioni per la Sicurezza e l'Igiene del Lavoro

Prima dell'utilizzo della pressa idraulica:

  • Consultare i manuali d'uso e manutenzione.
  • Verificare la presenza e il corretto posizionamento dei ripari e il funzionamento dei dispositivi di sicurezza.
  • Verificare il funzionamento dei dispositivi di interblocco dei ripari.
  • Verificare il funzionamento del pulsante di arresto di emergenza.
  • Rimuovere gli utensili non necessari.
  • Estrarre le chiavi dai selettori modali e conservarle presso un preposto.
  • Indossare i dispositivi di protezione individuale (DPI).

Durante l'utilizzo:

  • Mantenere i ripari e i dispositivi di sicurezza correttamente posizionati.
  • Prima di interventi di messa a punto e manutenzione, assicurarsi che non vi siano elementi in pressione e scaricare la pressione con la valvola manuale.
  • Segnalare tempestivamente trafilamenti o perdite d'olio.
  • Segnalare eventuali malfunzionamenti o guasti.

Dopo l'utilizzo:

  • Far scendere completamente la parte mobile dello stampo superiore.
  • Spegnere la macchina.
  • Lasciare libera, in ordine e pulita la zona circostante la macchina.
  • Riporre le attrezzature e gli strumenti di misura negli appositi contenitori.

Evoluzione delle Presse Piegatrici

Le presse piegatrici hanno subito una notevole evoluzione nel tempo. Ecco un breve riassunto delle diverse tipologie:

  1. Presse piegatrici meccaniche: Ormai considerate obsolete e non conformi alle normative di sicurezza.
  2. Presse piegatrici idrauliche tipo “RG” Promecam: Non rispondono più alle normative di sicurezza in quanto non presentano il punto di cambio velocità e non sono equipaggiate con i moderni sistemi di sicurezza.
  3. Presse piegatrici idrauliche a barra di torsione: Antegnane delle sincronizzate, ma oggi obsolete.
  4. Presse piegatrici elettriche: Garantiscono velocità, ripetibilità e bassi consumi, ma sono meno versatili e più costose.
  5. Presse piegatrici ibride: Evoluzione delle idrauliche, uniscono i vantaggi delle elettriche con un sistema basato su un asse elettrico dotato di frizione idraulica.

Automazione con Robot Antropomorfi

La pressa piegatrice, nel caso di grossi lotti, può essere servita da un robot antropomorfo in una cella robotizzata. L’operatore si limita alla programmazione e all’eventuale attrezzaggio della piegatrice (se non eseguito automaticamente dal robot stesso). Il robot può essere antropomorfo e, in genere, corre su una slitta per tutta la lunghezza della piegatrice.

Le lamiere grezze vengono caricate nell’area di prelievo. Sull’end effector del robot, infatti, c’è installata una pinza (tipicamente per pezzi piccoli), oppure un gruppo di ventose (tipicamente per pannelli e lamiere di maggiore dimensione). È molto importante che durante il prelievo della lamiera da lavorare non rimanga attaccato involontariamente anche il foglio successivo, cosa che succede quando si lavora materiale con protezione in PVC (per esempio con finitura satinata). Per tale ragione, i robot possono adottare sul polso anche una cella di carico con cui misurano la massa di quanto prelevato e la confrontano col peso nominale del pezzo.

Dopo il prelievo del pezzo, il robot si avvicina alla piegatrice e lo orienta come da part program redatto durante la programmazione a CAM da parte dell’operatore. La pressa piegatrice, quindi, esegue il ciclo di lavoro, mentre il robot accompagna la lamiera durante la fase di piegatura. Una volta che il ciclo di piegatura è finito, il particolare viene posizionato dal robot nell’area di scarico su dei pallet.

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