Tecnologie industriali, parte 10 - Imbutitura

5.3.11-IMBUTITURA: STAMPAGGIO DELLE LAMIERE

DESCRIZIONE DEL PROCESSO

Lo stampaggio è il processo mediante il quale un laminato piano viene trasformato in una

geometria tridimensionale (esempio: disco di lamiera che diventa una pentola da cucina).

“Stampaggio” è il nome del processo generale. Quando lo stampaggio è semplificato e

assial-simmetrico, si parla di “imbu tura”.

Lo stampaggio è un processo che conferisce all’azienda poca flessibilità: gli strumen sono

molto costosi e complessi, e la pianificazione del processo è altre anto costosa e

complessa. Di conseguenza, cambiare la forma dei componen da realizzare diventa molto

complicato per l’azienda; inoltre, il processo di stampaggio viene eseguito quasi

esclusivamente da aziende alla quale sono richieste grandi quan tà di uno stesso prodo o o

componente (esempio: se ore automobilis co).

I tool cara eris ci dello stampaggio sono:

 Stampo

Ricalca la forma da realizzare

 Controstampo

Dall’azione combinata di stampo e controstampo si o ene la geometria

tridimensionale

 Prelamiera

Non serve a vincolare la lamiera come nella tranciatura fine ma serve ad evitare la

formazione di grinze (deformazioni indesiderate)

La deformazione plas ca viene effe uata in tu e e tre le direzioni: anche in questo caso lo

spessore deve essere tutelato evitando il più possibile l’asso gliamento.

Per questo mo vo vengono effe uate delle stretegie che perme ono uno scorrimento della

lamiera all’interno dello stampo in modo tale da limitare l’asso gliamento e o enere il

pezzo 3D con aggiunta di materiale.

Per o enere semplici geometrie, l’imbu tura può avvenire in un unico step.

Per o enere geometrie più complesse, l’imbu tura deve necessariamente avvenire in

diversi step progressivi: in questo caso si parla di ciclo di stampaggio.

La lamiera viene poggiata sul piano dello stampo (matrice all’interno della quale è presente

un foro). La lamiera viene mantenuta ma non bloccata dalla prelamiera, al di sopra della

quale è presente una piastra a pressione che spinge sulla prelamiera, generando forze di

compressione sulla lamiera che ne perme ono il mantenimento ma non il bloccaggio e di

conseguenza la lamiera è libera di scorrere.

Il punzone scende e, con una forza di compressione, spinge la lamiera all’interno del foro

dello stampo. A questo punto la lamiera si deforma plas camente in tu e le direzioni,

assumendo la forma dello stampo.

FATTIBILITA’ DEL PROCESSO

Il Rapporto di Imbu tura quan fica la deformazione impressa in ogni passaggio di

imbu tura: ∗

= =

=

*Solitamente il foglio di lamiera inizialmente è circolare

Alcune volte non basta un solo step per o enere una determinata forma su una lamiera, di

conseguenza per superare i limi lega al rapporto di imbu tura vengono programma

processi di imbu tura senza, però, passaggi intermedi di rico ura poiché, tra andosi di

lamiere, il ritorno elas co sarebbe troppo elevato

Per verificare la fa bilità del processo in un unico passaggio, paragoniamo il rapporto di

imbu tura ad un’altra grandezza che cara erizza le lamiere:

< → ò

Il Limit Drawing Ra o (LDR) è il Rapporto Limite di Imbu tura ed è specifico per ciascuna

lamiera. Questa grandezza dipende dal materiale della lamiera e dalle sequenze di

laminazione che la stessa ha subito.

Maggiore è il valore di maggiore è la capacità della lamiera di essere imbu ta.

,

= 2 →

= 1,7 →

Se si verifica che:

> →

Per ciascun passaggio / <

GIOCO TRA PUNZONE E STAMPO

Si tra a di una grandezza paragonabile al gioco visto nel processo di tranciatura.

Nell’imbu tura il gioco è maggiore in quanto è se ato per evitare che si verifichi la fra ura,

garantendo allo spessore della lamiera di rientrare nello stampo.

Il valore o mo del gioco deriva dal compromesso tra il pericolo di formazione di

ondulazioni sulle pare laterali dell’imbu to, dovuto alla mancata guida del materiale, ed il

rischio di asso gliamento (ironing): il gioco si calcola con la seguente formula euris ca:

per gli acciai

= 0,07

= + ∙ √10 per le leghe di alluminio

= 0,02

Per quanto riguarda la velocità di deformazione, possiamo affermare che nel processo di

tranciatura essa è maggiore, visto che deve essere favorita la fra ura. Nell’imbu tura sarà

minore, per o enere un comportamento più du le da parte del materiale (il

comportamento du le si o ene con una deformazione più lenta).

ANDAMENTO TENSIONALE SULLE LAMIERE IN FASE DI DEFORMAZIONE

Si ripropongono le fasi di lavorazione:

Si consideri che la lamiera con nua ad essere circolare anche a fine