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Per chiunque operi nel settore della piegatura di tubi e profilati, nulla è più irritante – o frustrante – o comune del formarsi di increspature lungo il raggio interno nelle piegature a grande raggio. Questo andamento ondulato, solitamente localizzato sul raggio interno o intradosso, costituisce un difetto che può compromettere non solo l’integrità strutturale, ma anche la qualità dell’intera finitura. Per applicazioni che spaziano dall’industria automobilistica e aerospaziale a quella dei dispositivi medici e dell’hardware militare – settori che richiedono una varietà sempre crescente di profili – le macchine per la piegatura si rivelano spesso insufficienti a soddisfare esigenze sempre più sofisticate. Questa situazione, tuttavia, potrebbe cambiare, poiché negli ultimi anni un numero crescente di moderne macchine per la laminazione sta fornendo soluzioni efficaci.
Comprendere la causa radice delle increspature
Le rughe che si formano nella piegatura di tubi con raggio elevato sono essenzialmente funzione del flusso del materiale e delle sollecitazioni di compressione. Durante la piegatura di un tubo, il materiale si allunga (si assottiglia) sul lato esterno della curvatura, mentre sul lato interno viene applicata una sollecitazione di compressione (che ne provoca l’ispessimento). Come riportato da un’analisi, «le increspature si verificano a causa di un’elevata sollecitazione di compressione sul lato interno del tubo, in particolare nelle sezioni con parete sottile». Quando la forza di compressione sulla parete interna diventa eccessiva, il materiale cede e si formano le rughe. Questo rappresenta gran parte della sfida legata alla realizzazione di piegature con raggio maggiore, dove il materiale deve spostarsi e deformarsi in misura notevolmente maggiore lungo la curvatura.
Tecnologia di laminazione differenziale: un vero e proprio cambiamento di paradigma
Con gli attuali rulli piegatori, che utilizzano quella che viene definita laminazione differenziale per prevenire le grinze, si evita la formazione di pieghe. Oggi vengono impiegate diverse tecniche di laminazione sui rulli piegatori, tra cui l’uso di rulli troncoconici o conici per generare uno scostamento nella velocità di laminazione lungo la larghezza del rullo. Questa tecnica compensa le diverse velocità presenti nelle varie parti del pezzo in lavorazione durante la laminazione, riducendo la deformazione su un lato e consentendo la contrazione sul lato opposto, eliminando così le grinze nel materiale piegato. Con la laminazione conica, le velocità periferiche si avvicinano sufficientemente alle velocità di alimentazione, in modo che le forze di allungamento o contrazione mantengano la deformazione al minimo e permettano un controllo preciso della larghezza e dello spessore della piega.
Sistemi integrati di controllo della tensione
Il terzo vantaggio introdotto nei progetti di piegatrici a rulli è l’inclusione di un sistema integrato di controllo della tensione che agisce sul pezzo subito dopo che quest’ultimo esce dai rulli principali di piegatura. Secondo un brevetto, l’applicazione di tensione al nastro «dopo la laminazione elimina parte delle sollecitazioni di compressione tipicamente indotte o causate durante la laminazione stessa. Questa tensione impedisce effettivamente l’instabilità per flessione (buckling) e, di conseguenza, la formazione di grinze. Il controllo della tensione post-piegatura esercita sulla lamiera una trazione sufficiente a ridurre le forze residue di compressione, senza tuttavia deformarla oltre la sua capacità di mantenere la forma originale. Quando utilizzato in combinazione con rulli di ingresso e di uscita molto ravvicinati, finalizzati a garantire la stabilità del materiale durante tutto il processo, tale sistema di tensione aggiuntiva consente di ottenere un prodotto finito di qualità superiore.
Configurazione ottimizzata della macchina per la stabilità del profilo
Un altro aspetto importante è la configurazione stessa della macchina, in particolare per lavorazioni con raggio elevato. È necessario mantenere il rapporto tra diametro e spessore del materiale, poiché «un tubo con diametro elevato e parete sottile non si piega bene e può risultare persino difficile da piegare con raggi ampi». Le piegatrici a rulli più moderne sono progettate per superare queste difficoltà grazie a un’apertura maggiore e a un sistema di motori indipendenti sincronizzati in velocità, che consente di eseguire la piegatura graduale del materiale in fasi successive. Distribuendo il carico su un’area superficiale maggiore, questa soluzione riduce inoltre lo stress in ogni singolo punto. Grazie a oltre 20 anni di esperienza nella piegatura di tubi e profilati, Baorui ha integrato tale tecnologia nelle proprie piegatrici a rulli mediante una costruzione robusta e sistemi di controllo intelligenti. Ciò garantisce risultati privi di grinze, indipendentemente dalle dimensioni del raggio, dal tipo di materiale o dall’applicazione.