Matrici per “piega tangenziale”

piega tangenziale
Figura 1 – Una tipica matrice per piega tangenziale al lavoro

Nell’ultimo ventennio si sono affacciate sul mercato matrici per piega tangenziale od “oscillanti” che si stanno facendo apprezzare per i loro vantaggi in termini di capacità di piegatura, resistenza ad alti tonnellaggi e tanto altro ancora. Ma hanno anche dei (piccoli) difetti…

Quello degli utensili per piegatura è un mondo vastissimo e pare che nella loro ideazione l’unico limite stia nella fantasia di chi li costruisce. Chiaramente il vincolo principale è il giusto compromesso tra forma e resistenza: più un utensile presenta una sagoma esile e articolata ma che consente di effettuare pieghe ravvicinate e complesse, più la sua resistenza a compressione cala. Tutti coloro che hanno una carpenteria e magari un taglio laser hanno quasi certamente già costruito degli utensili in casa composti da pacchetti di lamiere dalla sagoma desiderata sperimentando in maniera più o meno responsabile…

Esistono delle matrici, tuttavia, che hanno iniziato a fare capolino nel nostro mercato indicativamente 15-20 anni or sono e che si stanno lentamente facendo apprezzare sempre più.

Parlo delle matrici per “piega tangenziale” o “oscillanti”.

Esiste una marca inglese che produce quelle che sono tra le più diffuse sul mercato e che hanno ormai dato quasi il nome alla intera categoria.

Un po’ come Jeep per l’automotive, nome che nel linguaggio informale indica tutti i fuoristrada indipendentemente dalla marca.

Come sono fatte?

Le matrici per piega tangenziale sono sostanzialmente formate da tre parti: un blocco con due sedi, due rulli fresati, delle molle di tenuta (figura 1). A seconda del modello le molle possono essere alloggiate internamente o esternamente.

Quali sono i vantaggi?

Le matrici oscillanti o “ad ali rotanti” offrono una serie indiscussa di vantaggi, tra cui i seguenti.

  1. Preservano le superfici dai classici segni delle matrici a V: le grandi superfici di appoggio consentono di scaricare le tensioni in zone molto più ampie della lamiera durante la piegatura. Ne deriva che, ad esempio, in un inox protetto, non si assista al cedimento della pellicola in nessuna condizione, con conseguente ottima finitura superficiale. Ne esistono alcune assolutamente specifiche per inox e superfici delicate dotate di inserti plastici sui semi-rulli (figura 2).
  2. Consentono pieghe non parallele ai contorni con una grande qualità su tutto il bordo (figura 3): laddove ci sia una lamiera da piegare in modo “obliquo” (figura 4), non avverrà il classico ricciolo di sfogo sulla punta come nelle matrici tradizionali, ma si otterrà una superficie perfettamente piana, ottima per essere successivamente accoppiata ad un’altra durante, ad esempio, un assemblaggio (figure 5 e 6).
  3. Consentono range di spessori piuttosto ampi: solitamente per carpenteria medio leggera i costruttori propongono da tre a cinque modelli di matrici oscillanti nel proprio catalogo. Ognuna di esse permette di piegare da uno spessore minimo a uno spessore massimo anche con angoli acuti. Quindi, in linea teorica, potrebbe essere utilizzato un modello di matrice oscillante per lavorare più spessori, massimizzando il tempo di cambio utensili. Chiaramente gli sviluppi vanno adeguati all’eventuale nuovo attrezzaggio.
  4. Sopportano alti tonnellaggi: un modello medio, nello standard Wila è capace di sopportare anche 150 Ton/m.
  5. Consentono la realizzazione di bordi minimi ridotti: soprattutto spostandosi sulla parte alta del range di spessori supportati, si possono ottenere delle pieghe molto corte, ben di più rispetto alle tradizionali matrici a V.

A differenza di un tempo, esistono i frazionati.

Ovviamente presentano anche alcuni svantaggi che, tuttavia, devono essere tenuti in conto in maniera del tutto analitica e seria in quanto, molto spesso, possono essere presi in considerazione per svolgere la maggioranza della produzione.

I difetti sono principalmente quattro:

  • il prezzo, anche se è un valore assolutamente relativo se paragonate alle matrici tradizionali dato che i valori in campo sono (ovviamente) nettamente superiori;
  • vanno tenute pulite, soprattutto se si utilizzano per lavorare pezzi di acciaio al carbonio con taglio nero, la calamina può accumularsi tra i semi-rulli;
  • sono piuttosto larghe, non è possibile cioè compiere pieghe contrarie ravvicinate (in altri termini, Z troppo basse);
  • richiedono una forza di piegatura tendenzialmente superiore rispetto alle matrici tradizionali.

Disegnare su un controllo numerico tradizionale una matrice per piega tangenziale è un’operazione piuttosto semplice e aiuta a capire anche come agisce sulla lavorazione e sugli sviluppi.

Simulando la rotazione dei semi-rulli di un modello moderno di matrice oscillante (figura 7) si nota il profilo della matrice da disegnare.

Quindi nel controllo numerico si parametrizza una matrice a V tradizionale avente larghezza V (dato fornito dal costruttore), raggio r=z (altro dato del costruttore) e apertura pari al minimo valore di gradi consentito dal modello.

Le misure esterne di ingombro, ovviamente, sono quelle facilmente rilevabili con un calibro o dalla scheda tecnica del produttore.

Una volta conosciuto il valore di V della matrice oscillante, il ritiro della lamiera in piegatura sarà paragonabile a una matrice dalla larghezza di V analoga con una V di 88°.

Nell’ottica di ottenere una ripetibilità e una qualità elevata, è necessario considerare che le matrici a 88° generano raggi interni di piegatura ridotti rispetto alle omologhe con V più profonde.

Ne consegue che i pezzi piegati con questi utensili necessitano di sviluppi più lunghi.

Attrezzarsi per lavorare meglio

L’acquisto di un utensile per piegatura da parte di una carpenteria è spesso fonte di discussioni. Il fatto che un utensile rappresenti nell’immediato esclusivamente un costo vivo e, in alcuni casi, neppure trascurabile, fa propendere molte aziende nel procrastinare all’infinito il suo acquisto. Ciò, tuttavia, non tiene conto di cosa significhi cercare strade alternative per gli operatori che non dispongono di un magazzino utensili sufficientemente fornito. Non avere il corretto utensile ma dover necessariamente ottenere un risultato porta a scelte avventate da parte degli operatori che arrivano a mettere a rischio la propria incolumità nei casi peggiori.

In tutti gli altri casi, invece, lo spreco di tempo è certo ma difficilmente quantificabile soprattutto in mancanza di una comunicazione e di un ascolto tra i reparti. Il consiglio è quello di dedicare un budget ben definito e, soprattutto, coinvolgere gli operatori nelle scelte: solo chi ha in mano la produzione tutti i giorni sa dove è necessario intervenire.

Emiliano Corrieri