Alcuni ricercatori hanno sviluppato un nuovo mandrino low-cost che nonostante la sua “semplicità” garantisce buone prestazioni.
Oggi, il processo di piegatura ha un ruolo importante in diversi settori, da quello automobilistico, aerospaziale, petrolifero, a quello delle industrie del gas. La piegatura a mandrino si usa per esempio per fare le marmitte in serie o artigianali, le tubazioni per i caseifici, gli scambiatori di calore. Oltre alle due matrici usate nella piegatura tradizionale, in questo caso si usa un mandrino che si piega con il tubo per assicurare che l’interno del pezzo non si deformi. L’inserto è di solito un tondino di acciaio o una sfera inserito nel tubo mentre viene piegato per dare al tubo quel supporto supplementare al fine di ridurre grinzature o possibili rotture del tubo durante questo processo.
Alcuni ricercatori hanno progettato, testato mediante simulazioni e infine costruito, un nuovo mandrino a basso costo e ottenuto in poco tempo. In questo lavoro, il nuovo mandrino è chiamato “catena di collegamento mandrino (CLM – chain link mandrel)”. La differenza principale di questo mandrino rispetto a quelli tradizionali è il numero dei gradi di libertà dei segmenti a sfera dello stesso. Come ogni nuova progettazione sono state compiute delle simulazioni a elementi finiti del processo di piegatura, utilizzando il mandrino proposto e il mandrino tradizionale a sfera fornendo tuttavia una serie di parametri necessari per il processo, tra cui momento flettente necessario per la piegatura del tubo, l’ovalità del tubo, le variazioni di spessore della parete del tubo. I risultati delle simulazioni hanno mostrato che l’ispessimento della parete interna del tubo e l’ovalizzazione dello stesso sono uguali per entrambi i mandrini. Questo fatto dimostra l’efficacia proposta del nuovo mandrino, nonostante abbia un basso costo e una semplicità maggiore rispetto ai tradizionali mandrini a sfera. Sono state effettuate prove sperimentali dove i risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti nelle simulazioni agli elementi finiti. Vi è un buon accordo tra la simulazione e i risultati sperimentali. Il funzionamento pratico della nuova proposta di collegamento mostra buone prestazioni per la piegatura di tubi a parete sottile. Questo mandrino è meno costoso e più forte rispetto ai tipi di collegamento a sfera convenzionali, e la qualità dei tubi piegati utilizzando questo mandrino è accettabile.
