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La fabbricazione di lamiere è uno dei metodi di produzione più validi utilizzati al giorno d'oggi per creare una varietà di componenti funzionali. A differenza di altre tecniche di produzione, si tratta di un processo piuttosto esteso che prevede una serie di fasi e procedure che trattano la lamiera in modi diversi e producono pezzi robusti.
Questo articolo si concentra sui fondamenti del processo di fabbricazione della lamiera. Quindi, diamo un'occhiata!
Che cos'è la lavorazione della lamiera?
La fabbricazione di lamiere è un processo di produzione in cui i pezzi di lamiera piatta possono essere trasformati nelle forme desiderate dopo averli progettati, tagliati, formati e assemblati. Inoltre, i pezzi fabbricati vengono sottoposti a diverse tecniche di finitura che offrono un'ampia gamma di finiture superficiali.
Per produrre questi pezzi fabbricati, i fabbricanti utilizzano un'ampia gamma di materiali in lamiera, come acciaio inox, alluminio, acciaio, rame, ottone, ecc. La durata, la conducibilità, la malleabilità, il peso e la resistenza alla corrosione di questi materiali rendono i prodotti super resistenti e durevoli. Di solito, la tecnica di fabbricazione delle lamiere viene utilizzata per la produzione di pezzi nei settori aerospaziale, automobilistico, energetico e robotico.
Quali sono i metodi coinvolti nel processo di fabbricazione della lamiera?
Di seguito sono illustrati alcuni metodi efficaci per modellare e manipolare le lamiere.
1. Progettazione e programmazione
Il primo passo da compiere nel processo di fabbricazione dei metalli è la progettazione del prodotto. Il processo di progettazione comprende molte fasi. La più importante è l'idea di come si vuole che sia il prodotto. Si tratta principalmente di progettare un modello 3D della parte in lamiera richiesta. In seguito, gli ingegneri del settore devono sviluppare dei progetti che consentano di trovare le specifiche della lamiera per realizzare i disegni. Infine, i disegni vengono ricontrollati più volte eseguendo calcoli specifici.
Una volta terminata la progettazione, i file CAD 3D vengono tradotti in codici macchina che servono a controllare le operazioni di lavorazione. Questo processo è noto come programmazione.
2. Tecnica di taglio
Come suggerisce il nome, questo processo si occupa del taglio delle lamiere. Normalmente, i produttori prendono un pezzo di lamiera rettangolare in base al progetto del componente e lo tagliano in base a dimensioni e forme specifiche. Tuttavia, le lamiere possono essere tagliate in due modi.
| Tecniche di taglio | Tipi |
| Taglio - Senza cesoia | Taglio laser
Taglio al plasma Taglio a getto d'acqua |
| Taglio - Con cesoia | Tosatura
Oscuramento Punzonatura Segare |
a) Taglio - Senza cesoia
Per tagliare i metalli senza taglio, si utilizzano diversi processi che coinvolgono il calore, la pressione e la vaporizzazione. Vediamo i principali tipi:
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Taglio laser
Il processo di taglio laser concentra il raggio laser ad alta potenza su un'area localizzata per fondere il metallo, con conseguente vaporizzazione del materiale. Con questa tecnica è possibile tagliare un'ampia gamma di lamiere, come metalli non ferrosi, acciaio inox e acciaio dolce. Tuttavia, alcuni metalli come l'alluminio potrebbero essere difficili da tagliare con il processo di taglio laser.
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Taglio al plasma
Il taglio al plasma è un processo termico in cui si utilizza gas ionizzato per tagliare la lamiera. L'elevato apporto di calore fonde il materiale e provoca tagli grossolani con bave. Nella maggior parte dei casi, il taglio al plasma è efficace solo sui metalli elettricamente conduttivi.
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Taglio a getto d'acqua
Il processo di taglio a getto d'acqua si differenzia dalle altre due tecniche in quanto utilizza un flusso d'acqua ad alta pressione anziché il calore o la temperatura per tagliare il metallo. La pressione tipica offerta dal processo di taglio a getto d'acqua è di circa 60.000 psi con una velocità di quasi 610 m/s. Questo metodo di taglio versatile consente di tagliare materiali duri e morbidi senza bave o distorsioni dovute al calore.
b) Taglio - Con cesoia
Il taglio con cesoia si divide in quattro categorie: cesoiatura, tranciatura, punzonatura e segatura.
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Tosatura
Un processo di lavorazione dei metalli che effettua tagli su lamiere sotto l'influenza di una forza di taglio è chiamato cesoiatura. In primo luogo, questa forza separa il materiale dal punto specifico. Il processo è utilizzato principalmente per tagliare metalli morbidi, tra cui acciaio dolce, alluminio, ottone, ecc. La cesoiatura non è un processo adatto a chi cerca finiture pulite, poiché crea bave e deformazioni.
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Oscuramento
La tranciatura consiste nel rimuovere la porzione di lamiera da un pezzo di materiale più grande utilizzando un punzone e uno stampo di tranciatura. Lo stampo ha il compito di trattenere la lamiera mentre il punzone applica una forza di tranciatura attraverso il metallo. Di conseguenza, il materiale che viene rimosso è il prodotto richiesto, mentre la lamiera rimanente sullo stampo funge da materiale grezzo.
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Punzonatura
La punzonatura è simile alla tranciatura, poiché anch'essa utilizza la forza di taglio per creare fori nella lamiera. L'unica differenza è che in questo caso il metallo rimosso funge da materiale di scarto, mentre il materiale residuo sulla matrice è il prodotto finale. La funzione principale della punzonatura è quella di produrre una varietà di fori di forme e dimensioni diverse. In confronto, la punzonatura è un processo più veloce e più pulito della tranciatura.
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Segare
La segatura è una tecnica diversa che utilizza un dente di sega per tagliare i materiali. In genere, a questo scopo si utilizzano seghe a nastro. L'attrito e la forza di taglio giocano un ruolo fondamentale nel separare il truciolo di materiale dalle lamiere.
3. Tecnica di formatura
Formare significa modellare la lamiera in strutture e parti specifiche. Nella fase di formatura della lamiera intervengono diversi processi. Alcuni dei principali sono illustrati di seguito.
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Piegatura
La piegatura è uno dei processi di formatura più utilizzati che deforma il metallo applicando una forza. La forza è principalmente in grado di piegare il metallo da una posizione specifica all'angolo richiesto, al fine di ottenere una determinata forma. Le presse piegatrici e le macchine di laminazione svolgono un ruolo importante nella piegatura. In genere, le presse piegatrici utilizzano il punzone e lo stampo per deformare la lamiera, mentre le macchine per la laminazione arrotolano il metallo in forme diverse. Per produrre le curve a U o a V si possono utilizzare attrezzature diverse.
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Rotolamento
La laminazione è una tecnica semplice in cui due rulli vengono utilizzati per premere la lamiera presente tra di loro per ridurne e uniformarne lo spessore. Durante il processo, i rulli continuano a girare costantemente per produrre una forza di compressione.
I produttori eseguono il processo di laminazione in due modi: laminazione a caldo e laminazione a freddo. La laminazione a freddo avviene principalmente a temperatura ambiente, mentre quella a caldo avviene al di sopra della temperatura di ricristallizzazione del metallo. Tubi, tubazioni, dischi, ruote, ecc. vengono prodotti mediante laminazione.
4. Giunzione
La giunzione è una fase in cui i produttori fondono i pezzi del lavoro utilizzando diverse tecniche. Normalmente, i materiali vengono uniti tramite saldatura, brasatura, rivettatura e adesivi. Tuttavia, la saldatura è la più diffusa.
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Saldatura
Tutti conoscono il funzionamento della saldatura. Di solito, utilizza il calore, la pressione o, in alcuni casi, entrambi per unire i metalli. Funziona fondendo il metallo di base con o senza l'aggiunta di materiale d'apporto. Non appena si raffredda, si forma un legame solido. I produttori di lamiere possono utilizzare vari tipi di saldatura nel processo di fabbricazione.
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Rivincita
Anche la rivettatura è un processo di unione che prevede l'utilizzo di diversi rivetti o dispositivi di fissaggio meccanici. Durante la procedura, la foratura determina la formazione di fori nelle lamiere da fissare e i rivetti vengono installati nei fori. Una volta fissati i rivetti, le loro code si deformano.
La rivettatura è ideale per i metalli non ferrosi come alluminio e rame. Inoltre, è una tecnica di giunzione affidabile, economica ed efficiente. Tuttavia, l'aggiunta di rivetti aumenta il peso del prodotto.
5. Finitura
L'ultima fase dopo il completamento del processo di fabbricazione delle lamiere è la finitura dei componenti per migliorarne l'aspetto. Inoltre, migliora la qualità della superficie del materiale e lo rende resistente alla corrosione. Di solito, i produttori di lamiere utilizzano tecniche di sabbiatura, lucidatura a tampone, anodizzazione o verniciatura a polvere per rifinire i prodotti finali.
Quali materiali si possono considerare per la lavorazione della lamiera?
È essenziale selezionare il miglior materiale per lamiere per garantire una qualità ottimale dei pezzi. Ecco alcuni materiali che si possono utilizzare per la fabbricazione:
- Acciaio inox: L'acciaio inossidabile è famoso per la sua resistenza alla corrosione e per la sua formabilità. L'acciaio inossidabile può essere sia amagnetico che magnetico.
- Acciaio: I tre tipi di acciaio fungono anche da materiali pregiati per la fabbricazione: acciaio laminato a caldo, acciaio laminato a freddo e acciaio prelaccato.
- Alluminio: L'eccellente rapporto resistenza/peso dell'alluminio lo rende applicabile a diversi processi produttivi.
- Ottone: L'ottone contiene un basso contenuto di zinco, che lo rende morbido e facile da lavorare.
- Rame: I metalli di rame sono i migliori per prevenire la corrosione grazie agli strati di ossido protettivo.
Conclusione
Si spera che, dopo aver letto l'articolo, vi sia chiaro il processo di fabbricazione delle lamiere. La fabbricazione di lamiere viene preferita soprattutto per la sua elevata resistenza e durata. Inoltre, è abbastanza malleabile, quindi può essere piegata in diverse forme uniche senza rompersi o incrinarsi. Molte aziende preferiscono produrre parti in lamiera rispetto a componenti stampati o fusi per la riduzione complessiva delle spese e degli sprechi di materiale.
