Le presse idrauliche automatiche rappresentano una soluzione avanzata e versatile per una vasta gamma di processi industriali. Grazie alla loro capacità di esercitare una forza elevata con precisione e controllo, queste macchine sono impiegate in settori diversi, dallo stampaggio dei metalli alla produzione di materiali compositi.

Componenti e Caratteristiche Principali

La KP-A è una serie di presse idrauliche a prestazioni elevate con telaio a portale, prodotte in Europa con componenti di alta qualità provenienti da produttori rinomati. La struttura di queste presse, spesso con tre lati aperti (come nel modello HCT), facilita il montaggio/smontaggio dei pezzi e l'osservazione del processo operativo.

Le presse idrauliche sono composte principalmente da:

  • Struttura portante in acciaio
  • Colonne di scorrimento in acciaio zincato
  • Cilindri idraulici
  • Centralina idraulica con serbatoio olio

Le centrali oleodinamiche sono frutto di progetto esclusivo e assicurano grande affidabilità nel tempo. Le presse elettroidrauliche di AxA sono realizzate con telai monolitici assemblati senza punti di saldatura nelle zone di maggiore sollecitazione.

Processi e Applicazioni

Le presse idrauliche automatiche sono adatte per una vasta gamma di processi, tra cui:

  • Stampaggio
  • Fustellatura
  • Imbutitura
  • Formatura
  • Crimpatura
  • Rivettatura
  • Piegatura
  • Marcatura
  • Tranciatura
  • Punzonatura
  • Sollevamento
  • Raddrizzatura della lamiera

La nostra pressa di produzione da 150 tonnellate è adatta per lo stampaggio, la fustellatura, l'imbutitura e la formatura. La pressa per stampaggio SMC 200T di Zhengxi, chiamata anche pressa idraulica per stampaggio a compressione, viene applicata per la produzione di prodotti composti per lo stampaggio di lastre. Con la decompressione controllata (manuale o automatica) si possono produrre prodotti con densità uniforme e sollecitazioni interne ridotte.

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.

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).

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.

Automazione e Vantaggi

I manipolatori automatici della gamma MA di Faccin garantiscono elevata qualità e offrono svariati vantaggi, tra cui il posizionamento della lamiera sotto gli stampi delle presse idrauliche. Le presse con manipolatore PGD di Boldrini garantiscono la realizzazione di fondi bombati dalla superficie impeccabile, riducendo al minimo gli sprechi e lavorando una vasta gamma di materiali.

La flessibilità della pressa di stampaggio tiene conto dell’esigenza di ridurre al minimo i tempi e i rischi del cambio tipo adottando un sistema di cambio stampi automatico a tavole mobili che consente di attrezzare la macchina velocemente, con un sistema di bloccaggio dello stampo idraulico al fine di ridurre al minimo il tempo di set-up della macchina. Le dimensioni dei pezzi SMC grandi richiedono il carico e lo scarico automatico da parte del robot.

Modelli e Varianti

Esistono diversi modelli di presse idrauliche automatiche, ognuno progettato per specifiche esigenze produttive:

  • E-FORM X1: soluzione compatta per la formatura di piccole serie, ottima per la prototipazione.
  • E-FORM X2: flessibile per grandi e piccole serie di produzione, con stazioni di lavoro indipendenti.
  • E-FORM XL1: design robusto con ampia zona di lavoro per una migliore ergonomia.
  • Servo Spindle Press: offre i vantaggi della tecnologia di azionamento dei mandrini con motori montati in alto.

Il modello base della pressa oleodinamica PSL consente di effettuare lavorazioni di stampaggio, così come di raddrizzatura della lamiera. Il modello completo della pressa idraulica comprende l’aggiunta di un supporto e di un punzone per eseguire lavori di piegatura, di un prisma a forma di V e di supporti lamiera anteriori. Nella versione automatica, la pressa idraulica multiuso per piegatura, stampaggio e raddrizzatura, modello PSL, può essere azionata tramite l’uso simultaneo dei doppi pulsanti per velocità di avvicinamento fino a 29 mm/sec oppure con pedaliera per velocità di avvicinamento del cilindro entro i 10 mm/sec.

Precisione e Controllo

La struttura della macchina offre molteplici livelli di precisione, con particolare riferimento alla planarità della tavola, al parallelismo tra la mazza battente e la tavola e allo scorrimento della mazza lungo le guide; le tolleranze molto strette, dell’ordine dei 5/100, consentono di ridurre drasticamente i fenomeni di usura degli stampi e di altre parti mobili della macchina.

Un altro importante contributo all’alto livello prestazionale della pressa EV/1000 deriva dal controllo numerico che è capace di gestire tre effetti, con i relativi cicli di pressione; infatti, oltre all’effetto superiore e inferiore, la pressa è dotata di un terzo cilindro nella mazza battente, utilizzato per gli assestamenti, per le tranciature, per l’estrazione pezzi e altre funzioni ancora.

Le presse idrauliche motorizzate da banco professionali AxA P50MR garantiscono alte prestazioni e massima precisione esecutiva grazie alla struttura robusta interamente tagliata al Laser senza saldature nei punti di maggior sollecitazione. Sono dotate di una centralina a motore immerso 400 [V] 50-60 [Hz], di una pompa per avvicinamento e ritorno in rapido tarata a 20 [bar] più una pompa di pressione regolabile con volantino per ottenere la potenza richiesta.

Presse per lo Stampaggio della Plastica

La maggior parte dei prodotti in plastica che conosciamo, con i quali veniamo in contatto e che probabilmente tutti i giorni utilizziamo, sono realizzati a partire da uno stampo posto su una pressa, definita anche come macchina ad iniezione per termoplastici.

Le aziende dei più diversi settori hanno in comune l’utilizzo di queste macchine per produrre i loro manufatti, ecco alcuni esempi:

  • AUTOMOTIVE: paraurti, fanali, sottosella per moto, particolari per batteria, automatismi per portiere…
  • ARREDAMENTO E CASALINGHI: sedie di design, sedie da giardino, cesti, secchi, lampade, mollette, portaposate, scatole porta oggetti, contenitori per cassetti, supporti per scope, palette, ecc.
  • FOOD & BEVERAGE: contenitori per alimenti, cassette per ortaggi, bicchieri, posate e piatti, capsule per caffè, stampi per dolciumi, ecc.
  • EDILIZIA: mattonelle in PVC, pannelli “finto mattone”, guaine, raccordi e tubature…
  • GARDEN & PET: Vasi, sottovasi, annaffiatoi ed altri articoli per giardinaggio, ciotole, trasportini, lettiere ed altri articoli per animali…
  • MEDICALE & COSMETICA: siringhe, provette, mascherine per aerosol, contenitori per medicinali e cosmetici (tubetti, vasetti), ecc.
  • TAPPI E CHIUSURE: tappi di diverse tipologie (con sigillo, flip-top. Doy-pack, per liquori) coperchi, ecc.
  • APPLICAZIONI VARIE: articoli tecnici di vario tipo (maniglie, filtri, parti di pompe), componentistica, giocattoli, materiali di cancelleria come pennarelli, portadocumenti, contenitori…

Esistono diversi tipi di macchine per lo stampaggio ad iniezione ma tutte sono costituite, in sostanza, da un gruppo di iniezione (che prepara il materiale) e da un gruppo di chiusura (che gestisce lo stampo).

Il gruppo di iniezione accoglie il materiale plastico (sotto forma di granuli) grazie ad una tramoggia e lo riversa nel cilindro di plastificazione dove viene riscaldato, tramite opportune resistenze, fino al punto specifico di fusione per quel tipo di materiale. In questa fase di riscaldamento del materiale, una vite lo amalgama e lo trasporta al livello dell’ugello. Da qui, viene poi iniettato, ad alta pressione, nello stampo a pressioni molto elevate, che nel frattempo si trova già adeguatamente chiuso dal gruppo di chiusura della macchina.

Una volta iniettato il materiale, il gruppo di apertura e chiusura della macchine gestisce l’apertura dello stampo per consentire l’estrazione del pezzo.

Gli elementi principali della pressa a iniezione

Vediamo allora gli elementi principali delle presse ad iniezione:

  • un piano fisso, al quale si fissa un semistampo (detto matrice);
  • un piano mobile, al quale si fissa l’altro semistampo (punzone) che si aprirà alla fine del processo di raffreddamento per l’estrazione del pezzo stampato;
  • un sistema di supporto, generalmente 4 colonne che effettuano la guida del semistampo mobile, mentre il supporto del peso viene effettuato su guide del basamento;
  • un meccanismo di chiusura dello stampo (generalmente una ginocchiera, oppure a pistone o hydroblock);
  • un gruppo di plastificazione ed iniezione, costituito da una vite senza fine all’interno di un cilindro riscaldato elettricamente; la vite ruota intorno al proprio asse durante il caricamento e la fusione del materiale, retrocedendo durante la fase di caricamento del granulo e spostandosi in avanti durante la fase di iniezione. In testa al cilindro è montato un ugello che, attraverso un foro nel piano fisso della pressa, è mantenuto a contatto del foro di iniezione dello stampo;
  • una piastra di estrazione, che permette il distacco del pezzo stampato;
  • una centralina oleodinamica, che fornisce l’energia per gli azionamenti idraulici oppure motori elettrici per l’azionamento dei movimenti nelle presse full electric;
  • un basamento di supporto;
  • un’unità di controllo elettronica.

PRESSE IDRAULICHE, IBRIDE, ELETTRICHE: come scegliere?

Diverse sono le tipologie di presse ad iniezione: da quelle ad azionamento totalmente idraulico, a quelle con azionamento totalmente elettrico. Esistono anche presse “ibride” che prevedono l’utilizzo sia di motori elettrici che di azionamenti idraulici.

Ad esempio, possono avere gruppo chiusura idraulico e gruppo di plastificazione/iniezione elettrico, oppure gruppo chiusura e plastificazione elettrici, con piastra di estrazione e movimenti ausiliari idraulici.

La scelta del modello di pressa per lo stampaggio della plastica, e quindi dell’azionamento idraulico, elettrico o ibrido, dipende dallo stampo e dal prodotto che si desidera ottenere.

Le presse full electric vengono spesso scelte per il risparmio energetico. Modelli di presse ibride e idrauliche con il sistema servopompa possono garantire gli stessi livelli di consumo energetico delle elettriche, con il vantaggio di essere più flessibili, affidabili e meno onerose dal punto di vista della manutenzione ed assistenza.

Per questo motivo è importante valutare attentamente le esigenze di stampaggio ed affidarsi a produttori che offrono una gamma completa di macchinari e non una sola tecnologia.

La disposizione più diffusa è quella con movimento di apertura degli stampi orizzontale, ma per alcuni tipi di lavorazioni si utilizzano presse verticali.

Ciclo di funzionamento di una pressa per lo stampaggio a iniezione

Una pressa a iniezione funziona alternando o, in alcuni casi, sovrapponendo le seguenti fasi distinte:

  • Caricamento e plastificazione: la vite in rotazione preleva il materiale termoplastico da una tramoggia fissata al cilindro; il materiale avanza verso la testa del cilindro e fonde per effetto delle resistenze poste sul cilindro stesso.
  • Chiusura dello stampo: i due semi stampi vengono avvicinati velocemente in bassa pressione e vengono bloccati nella posizione di massima forza di chiusura;
  • Iniezione: la vite si sposta rapidamente in avanti e agendo come un pistone spinge il materiale fuso, attraverso l’ugello, nella cavità dello stampo.
  • Mantenimento in pressione: la vite continua ad essere spinta in avanti mantenendo la pressione sul materiale finché questo non è solidificato.
  • Rilascio della pressione della vite;
  • Rotazione della vite per preparazione al nuovo ciclo.
  • Raffreddamento del materiale nello stampo;
  • Apertura dello stampo ed estrazione del pezzo stampato, estrazione che può essere automatica, manuale o assistita da manipolatori esterni (robot).

Servopresse Idrauliche

Omera ha sviluppato una servopressa idraulica. Le servopresse rappresentano l’innovazione più interessante nella deformazione della lamiera nell’ultimo decennio. Il loro funzionamento si basa sull’utilizzo di un motore a magneti permanenti e del suo azionamento; offrono all’utente finale la possibilità di ottimizzare il processo produttivo con stampi e automazioni.

La pompa a pistoni assiali ruota a una velocità costante: è quindi possibile usare un volano come accumulatore di energia per rimuovere i picchi di potenza e fornire una grande quantità di energia cinematica. Lo sviluppo di una gestione intelligente dell’energia per l’alimentazione del motore principale, e per le funzioni ausiliari alimentate da inverter, rappresenta un punto fondamentale dello sviluppo di questa tecnologia. L’elevata coppia fornita dai componenti idraulici e la bassa inerzia hanno permesso lo sviluppo di un design molto compatto.

I motori elettrici possono essere dimensionati a seconda della potenza media richiesta, non secondo il picco di potenza come avviene nelle comuni servopresse elettriche; pertanto, la loro taglia può essere ridotta. Oltre al ridimensionamento della taglia del motore anche la taglia degli inverter e di altri componenti viene ridotta. Gli armadi elettrici hanno pressoché le stesse dimensioni di quelli delle comuni presse meccaniche, non è necessario prevedere tra pressa e armadio nessun sovradimensionamento dei cavi al fine di gestire le correnti elevate solitamente prodotte nelle servo elettriche.

Nelle presse servoelettriche, i motori elettrici mostrano sempre un limite di coppia che dipende dalla velocità. Interessante anche il superamento della velocità nominale, la coppia diminuisce velocemente, mentre ci si avvicina al punto morto inferiore la velocità di rotazione deve essere ridotta per evitare surriscaldamenti. Con ciclo a moto rallentato “Link Drive Mode” è possibile imporre una velocità lineare di stampaggio costante, mentre nelle servo elettriche il servomotore è solo in grado di mantenere una velocità di rotazione costante. La produttività per quanto sopra detto può essere incrementata dal 5 al 10% a seconda del pezzo da lavorare.

Nel “Pendulum Mode” possono essere impiegate camme con profilo semplificato, incrementando efficienza e produttività dal 10 al 15% a seconda della potenza disponibile e della configurazione della pressa. Per generare il profilo della camma non sono richiesti ottimizzatori di routine.

Possono essere aggiunti facilmente cuscini o estrattori con la gestione della forza e controllo della velocità con circuito chiuso e/o recupero energia. Nuove funzionalità sono realizzabili come l’imbutitura dal basso, permettendo operazioni di imbutitura profonda, anche in presse attrezzate con motori a coppia bassa.

La disponibilità di energia rappresenta spesso un limite e obbliga talvolta il passaggio a una pressa idraulica da una pressa meccanica. I limitatori energetici possono essere superati nelle servopresse; nelle servopresse elettriche tramite un adeguato dimensionamento dell’Energy Buffer, con conseguente aumenti dei costi, mentre nelle servo idrauliche grazie ai volani l’incremento energetico è facilmente realizzabile in modo economico.

L’affidabilità influisce fortemente sui costi e sulla produzione. Nelle servopresse idrauliche Omera, sono impiegate solo tecnologie molto robuste e affidabili. La bassa inerzia significa basso consumo dei freni, mentre il minore numero di componenti assicura grande affidabilità.

Come Funzionano le Presse

Le presse sono macchine utensili in grado di generare elevate forze con lo scopo di tranciare o deformare plasticamente il materiale posto nello stampo. Sul basamento viene posizionata la parte fissa dello stampo, mentre la parte mobile è collegata al piano pressa dell’incastellatura. I parametri più importanti che caratterizzano una pressa sono: il tonnellaggio (cioè la massima forza che riesce a esercitare), la corsa massima, la dimensione del piano di lavoro e il numero massimo di colpi al minuto.

Le presse a vite e madrevite, usate principalmente per operazioni di estrusione della lamiera, sono dotate di uno slittone mosso da una vite che si impegna nella madrevite fissa nell’incastellatura.

Le presse a biella-manovella sono utilizzate specialmente nella lavorazione a freddo della lamiera per operazioni di tranciatura e punzonatura, oppure nel caso di forgiatura a caldo. Il motore aziona un grosso volano tramite ingranaggi o cinghie e, dal volano, l’energia è trasmessa, attraverso un innesto a frizione, a un albero a eccentrico o a manovella che, per mezzo di una biella, comanda la corsa dello slittone (detto anche mazza). Un freno meccanico viene poi innestato mantenendo ferma la mazza una volta che il ciclo di discesa è concluso.

Nelle presse idrauliche il lavoro è prodotto dall’azione dell’olio idraulico portato in pressione da pompe a ingranaggi. Tale olio in pressione viene convogliato in uno o più pistoni idraulici di notevole diametro che spingono la mazza verso il basso. Nelle presse idrauliche può essere anche adottata la tecnologia a più effetti, in cui, oltre ad avere il movimento principale della mazza verso il basso, sul basamento si possono trovare anche dei piccoli cilindri idraulici che spingono lo stampo verso l’alto.

Le servopresse hanno dei vantaggi significativi rispetto alle presse idrauliche e a quelle meccaniche convenzionali, come maggiore produttività e qualità superiore del prodotto finito. Inoltre, offrono all’utente vantaggi in termini di flessibilità sia sulla produttività che sui parametri di pressatura (velocità, corsa, tempi di mantenimento, ecc).

Le servopresse non solo rendono possibile la formatura di materiali convenzionalmente considerati difficili da lavorare, ma offrono anche una maggiore precisione di formatura, una maggiore produttività, una notevole riduzione del rumore e un maggiore risparmio energetico. Per loro natura le servopresse hanno una ridotta manutenzione, in quanto non ci sono parti a rapida usura (come, per esempio, il gruppo frizione delle presse meccaniche).

In occasione di una recente riunione del coordinamento europeo degli Organismi Notificati in ambito Direttiva Macchine 2006/42 si è stabilito di fare definitivamente chiarezza sui casi in cui gli stampi per macchine a iniezione e compressione vanno assoggettati alla Direttiva Macchine e se del caso marcati CE, argomento che era stato oggetto di varie, e in alcuni casi contrastanti, interpretazioni.

Nella prima ipotesi lo stampo è considerato un componente. Il costruttore deve fornire un documento contenente tutte le informazioni necessarie per garantire assemblaggio, messa in servizio e utilizzo in sicurezza (per esempio: peso, dimensioni, massa, procedure di movimentazione e fissaggio).

Nella seconda ipotesi, pur trattandosi ancora di un componente, vanno fornite informazioni aggiuntive (per esempio: pressione massima e specifiche del sistema idraulico e/o pneumatico, temperatura massima del sistema, specifiche del sistema elettrico se presente eccetera).

Poiché in entrambi casi, gli stampi possono essere azionati solo dal comando della macchina a iniezione e questi movimenti sono interbloccati dal sistema di protezione della macchina stessa, è evidente che non possono essere considerati attrezzature intercambiabili, dal momento che il loro utilizzo rientra nell’uso previsto dei macchinari.

Nella terza ipotesi, infine, lo stampo può compiere movimenti indipendenti dalla macchina (dal momento che presenta un sistema di comando separato) e deve essere interbloccato con il sistema di protezione della macchina stessa per garantire un adeguato livello di protezione. In tale ambito, si configurano altre due ipotesi.

Vi sono stampi integrabili alla pressa senza bisogno di modificarne il sistema di protezione (stampi plug & play), mentre ve ne sono altri che richiedono un adattamento/modifica del sistema di protezione della macchina a iniezione e/o dello stampo stesso. In quest’ultimo caso l’utilizzatore deve garantire che il livello di protezione non venga ridotto.

Non va comunque esclusa in assoluto l’ipotesi dell’obbligo della marcatura CE di uno stampo. Sono infatti sempre più presenti, specie nel settore automotive, stampi che integrano al loro interno elementi mobili azionati da un sistema di comando autonomo integrato direttamente allo stampo stesso o collocato su una unità esterna interfacciata (solitamente con un protocollo EUROMAP) alla pressa. In questi casi specifici si suggerisce una analisi precisa per valutare se questo tipo di stampo possa ricadere nel campo di applicazione di una “attrezzatura intercambiabile”.

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