CAD, quando il modello 3D e la realtà non corrispondono

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Nel percorso formativo di ogni progettista che abbia spesso a che fare con la modellazione di elementi in lamiera piegata è necessario conoscere da vicino i processi produttivi, specie quello di piegatura. Sempre più spesso, infatti, il modello 3D di un elemento non corrisponde poi al risultato finale.

Quante volte abbiamo udito la frase «tra il dire e il fare… c’è di mezzo il mare»?

Sicuramente moltissime e in altrettanti ambiti differenti.

Nel variegato mondo della manifattura e, nello specifico, in quello della piegatura della lamiera ci sono casi sempre più frequenti in cui il modello 3D e ciò che risulta in produzione non è esattamente la stessa cosa.

La fretta cronica del mercato ha imposto agli uffici tecnici ritmi serrati e non c’è più né il tempo né talvolta la possibilità di conoscere da vicino il processo con tutti i suoi limiti e le sue possibilità. C’è anche la componente fisiologica data dal giusto affinamento continuo delle tecnologie applicate che da un lato semplificano i processi mentre dall’altro causano un impoverimento di quei concetti di base che, talvolta, portano a perdere di vista la realtà dei fatti.

Un CAD tridimensionale, ad esempio, è uno strumento straordinario ma che ha bisogno, per prevedere al meglio uno sviluppo, di semplificare il pezzo reale desiderato in un modello atto a far compiere al software tutti i calcoli del caso.

Ora: l’errore più grande che si compie è quello di immaginare che le due entità siano perfettamente identiche ignorando che in moltissimi casi ciò non è possibile!

Riallacciandoci all’argomento del numero scorso di questa stessa rivista, dedicato alla naturale irregolarità dei raggi interni ottenuti in piegatura, è interessante capire quali sono per diretta conseguenza le quote che possono essere rispettate e quelle che non possono essere significative per l’operatore.

Un passo indietro necessario

Come riportano diversi celebri manuali scolastici di disegno tecnico, le caratteristiche di base di un buon progettista devono essere fondamentalmente tre:

1. Deve conoscere il ciclo di lavorazione.

Un componente meccanico non è mai da considerarsi a sé stante, ma facente parte di un meccanismo nel quale assolvere una determinata funzione.

Quindi deve individuare con grande attenzione le quote funzionali, fondamentali per il suo corretto funzionamento.

2. Deve conoscere le quote di collaudo.

Deve quindi conoscere il procedimento tecnologico per la sua produzione, dal pezzo grezzo alla realizzazione finale. Quindi deve definire le quote tecnologiche.

3. Deve conoscere la funzione dell’oggetto.

Deve quindi individuare le quote di collaudo che aiutano le operazioni di verifica tra le misure reali e le dimensioni riportate sul disegno.

Ebbene, purtroppo non è sempre così.

Caso 1: l’Apex

Per Apex, in modo internazionale, ci si riferisce a quel punto di intersezione dei prolungamenti dei lati piegati (figura 1).

 

Proprio come avviene per un asse di un foro, rappresenta un ottimo punto di riferimento per la modellazione in 3D e, più in senso lato, per la progettazione di un elemento in lamiera piegato.

Tuttavia, in produzione il riferimento cessa di esistere e, di conseguenza, non è significativo per l’operatore disporre di quote “agganciate ad esso” in quanto il loro controllo è molto complesso se non addirittura impossibile con una sufficiente precisione.

Eppure, molto spesso, al piegatore arrivano articoli con quote riferite al punto Apex, di fatto… uno spigolo fittizio a tutti gli effetti.

Caso 2: la tangente del raggio esterno

Utilizzare questo riferimento (figura 2) parrebbe essere un ottimo metodo per rendere il controllo delle quote molto più semplice per l’operatore, ma potrebbe non essere così.

Proprio in virtù del fatto che il raggio interno di piegatura del modello tridimensionale può avere dimensioni e forma ben distanti dal prodotto finito, le quote riferite alla suddetta tangente possono risultare non significative (figura 3, esempio di differenza tra un raggio interno reale e del modello 3D).

Esplicitare quote e relative tolleranze con questo sistema non è una pratica sbagliata a priori.

Piuttosto è inadatta alla piegatura in aria, diversamente da processi ad asportazione, estrusione, stampaggio, fusione e Additive Manufacturing.

Si denota da parte del progettista una non perfetta consapevolezza delle caratteristiche del processo di piegatura.

E allora… che fare?

Come scritto poc’anzi il progettista deve essere conscio di qual è la reale funzionalità dell’oggetto e prestare attenzione a fornire tutte le quote di collaudo in base al processo impiegato per ottenerlo.

In parole povere sarebbe come farsi due semplici domande:

«Posso misurarlo con gli strumenti a disposizione e in maniera sufficientemente rapida ed efficace?»

«Posso ottenere ciò che viene richiesto con il tipo di lavorazione adottato?»

La cosa fondamentale è non chiedere ciò che non è possibile per non incorrere in inutili incomprensioni, perdite di tempo e, in casi estremi, il bisogno di riprogettare da capo.

Tali considerazioni, di conseguenza, valgono anche per gli addetti alla qualità.

Per rendere già a monte il processo più fluido, è necessario richiedere esclusivamente ciò che l’operatore può riprodurre e controllare in maniera semplice e rapida.

Un esempio

Supponiamo di dover produrre il profilo in figura 4.

Nel primo caso il progettista ha quotato la larghezza B facendo riferimento alle tangenti dei raggi esterni delle due pieghe del fondo, oltre a fornire tutta la quota A.

Può essere complesso quando non impossibile rispettare le quote richieste qualora si volesse un grado di precisione troppo elevato in quanto il modello a CAD, come già visto, non rispecchierà il pezzo reale. Sarà opportuno valutare attentamente già dalle fasi iniziali quali sono le misure realmente importanti tenendo conto che la piegatura della lamiera non le può garantire tutte, in ogni caso la quota I sarà sicuramente più semplice da controllare e da rispettare…

Figura 4 – Esempio di profilo da produrre. Nel primo caso il progettista ha quotato la larghezza B facendo riferimento alle tangenti dei raggi esterni delle due pieghe del fondo, oltre a fornire tutta la quota A

Un consiglio spassionato

Può sembrare banale, ma nel percorso formativo di ogni progettista che abbia spesso a che fare con la modellazione di elementi in lamiera piegata è necessario conoscere da vicino i processi produttivi, specie quello di piegatura.

È una lavorazione estremamente ricca di aspetti troppo spesso trascurati a causa, ahimè, della sua apparente banalità data dal fatto che si regge su un concetto estremamente semplice e identico da decine e decine di anni!

Emiliano Corrieri

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