Tranciatura metalli: cos’è, come funziona e differenze con altri processi
La tranciatura metalli è un processo di taglio a freddo che interessa molteplici settori, dall’ elettromeccanico, energetico, robotica da cucina, vending, professional lighting, distribuzione gas solo per citarne alcuni, che permette di ottenere pezzi con profili netti e ripetibili a partire da nastro in rotoli o fogli piani.
Questa guida di Minifaber permette di comprendere cos’è la tranciatura e quando conviene la tranciatura rispetto ad altri metodi di taglio metalli.
Inoltre, la guida approfondisce quali metalli possono subire questo processo e con quali risultati e benefici in termini di produttività e standard qualitativi.
Cos’è la tranciatura (e differenza con punzonatura)
Partendo dalla definizione di tranciatura metalli si deve sottolineare che si tratta di un processo di lavorazione a freddo che permette la separazione di un pezzo dalla materia prima, che avviene tramite cesoiatura tra punzone e matrice, le parti attive dello stampo, spinti l’uno verso l’altro a mezzo di una pressa.
Il movimento del punzone rispetto la matrice, divisi tra loro da uno spazio limitato e funzionale chiamato gioco, produce la tranciatura del materiale.
Nel processo di tranciatura si costruiscono stampi dedicati alla figura da realizzare che vengono utilizzati sotto presse meccaniche o servopresse. La materia prima di utilizzo è in formato di nastri a rotoli o bandelle e quadrotti. La figura piana tranciata viene chiamata blanking.
Nel processo di punzonatura si utilizzano invece utensili standardizzati composti da matrice, punzone, premilamiera che vengono utilizzati sotto speciali macchine chiamate punzonatrici. In Minifaber le punzonatrici sono combinate con il taglio laser per ottenere simultaneamente i vantaggi dei due processi. Con questo processo la materia prima di utilizzo è il foglio piano.In caso di taglio laser il preforo iniziale per realizzare il taglio viene chiamato piercing.
Comprendere la differenza tra tranciatura e punzonatura è importante perché In entrambi i casi il meccanismo fisico è lo stesso: il punzone penetra nella lamiera fino a innescare una zona di taglio netto seguita dalla frattura controllata lungo il bordo della matrice.
La tranciatura lascia sul bordo quattro segni tipici: un piccolo arrotondamento in ingresso, una zona liscia di taglio, una zona di frattura e una bava in uscita la cui altezza dipende oltre che dal tipo di materiale e lo spessore, anche dalla precisione degli utensili. La qualità del materiale utilizzato per realizzare gli utensili di tranciatura e la precisione di lavorazione è fondamentale per ottenere un buon taglio unitamente alla durata degli utensili stessi.
Differenza tra tranciatura industriale metalli e altri metodi di taglio
La differenza tra tranciatura e altre tecnologie di taglio termico o meccanico senza stampo sta sì nella precisione, ma non solo. Con la tranciatura, dopo aver progettato e messo a punto lo stampo, ogni colpo di pressa ripete la medesima sequenza e questo significa che si possono avere ripetibilità dimensionale elevatissima, tempi ciclo minimi e costo unitario che diminuisce con l’aumentare dei volumi.
Il vantaggio della tranciatura è che questa è la miglior tecnica possibile se si ha necessità di produrre molti pezzi uguali, con tolleranze ripetibili e più fasi unite nello stesso ciclo. Essa si presenta come la tecnologia con il miglior equilibrio tra qualità, tempo e costo unitario.
Stampi per tranciatura: tipologie
Nel processo di tranciatura metalli la scelta dello stampo è il primo fattore che determina qualità, produttività e costo per pezzo. Si deve, però, sottolineare che non tutti gli stampi per tranciatura dei metalli sono uguali.
Mettendo a punto una distinzione in termini funzionali, si deve sottolineare che essi si distinguono in:
- stampi semplici
- stampi composti
- stampi a passo per tranciatura progressiva
- stampi a transfer dove il pezzo viene subito separato dal materiale di base
Comprendere la differenza tra le varie tipologie permette di impostare correttamente il processo.
Stampo semplice, composto, progressivo, transfer: come funzionano
La prima cosa da sottolineare è che lo stampo semplice esegue una singola operazione ad ogni colpo pressa, per esempio solo tranciatura o solo piega. Si tratta della soluzione più lineare utile quando i volumi non giustificano maggiore complessità, o quando si desidera separare quelle che sono le fasi di lavorazione per motivi logistici o operativi o ancora quando il pezzo da stampare ha requisiti estetici elevatissimi.
In caso di tranciatura il materiale di partenza è uno spezzone, bandella o quadrotto, in caso di piega o altre stampature potrebbe essere un pezzo già tranciato. In questo caso si parla di stampo di ripresa.
Lo stampo composto, invece, unisce più operazioni nello stesso colpo pressa, per esempio tranciatura e piega e stampature.
Utilizzando questo tipo di stampo, si garantisce la relazione geometrica tra più entità della figura e ciò va a ridurre i tempi.
Lo stampo a passo rientra nell’ambito della tranciatura progressiva, infatti è chiamato anche stampo progressivo. In questo caso la lamiera arriva da nastro in formato rotoli o bobine. Una linea automatica di asservimento pressa assolve le funzioni di svolgere il nastro, raddrizzarlo dalla curvatura del rotolo, lubrificarlo e infine alimentarlo sotto la pressa ad un passo costante.
Il nastro avanza su una sequenza di stazioni e ad ogni stazione si compiono una o più operazioni - come tranciature,pieghe o imbutiture poco profonde, coniature- fino a ottenere in uscita un pezzo finito. Nello stampo a passo i fori pilota garantiscono il passo corretto. Lo studio di questa successione di operazioni chiamata striscia o passata o lista minimizza lo sfrido. Questa è senza dubbio la soluzione da preferire quando si tratta di grandi serie di pezzi da produrre , poiché essa abbina ripetibilità dimensionale, tempi ciclo minimi e integrazione di più fasi nella stessa stazione. Nello stampo progressivo, il pezzo rimane attaccato al materiale di base e solo all’ultima operazione viene definitivamente liberato
Lo stampo a transfer lo possiamo invece immaginare come una successione finita di stazioni, dove lo spezzone di materiale viene separato subito dal materiale di base e portato nelle successive stazioni da un dispositivo meccatronico ausiliario alla pressa chiamato appunto transfer. Questa tipologia di stampo viene utile per particolari imbutiti di media profondità dove lo spezzone di partenza viene subito liberato nella prima stazione con uno Stampo a Guida Fissa realizzato con forma Testa/Coda
Si deve sottolineare che ogni stampo di tranciatura si presenta come un sistema meccatronico in miniatura. I vari sensori - tra cui quelli di presenza pezzo, rottura nastro, sovraccarico - dialogano con la pressa e prevengono danni e fermi. Il sistema di alimentazione nastro è interfacciato con il movimento della pressa.
Punzone e matrice sono realizzati in acciai per utensili a grana molto fine per limitare i danni dell’usura e delle scheggiature. Durante le lavorazioni meccaniche vengono eseguiti trattamenti termici di tempra e rinvenimento per aumentare la durezza senza penalizzare la tenacità . A fine ciclo costruttivo punzone e matrici vengono lucidati a specchio e rivestiti con trattamenti PVD composti da nitruri di titanio alluminio e altro ancora
Punzoni e matrici con gli altri componenti dello stampo vengono opportunamente montati su un portastampo superiore e uno inferiore che sono a loro volta collegati da un precisissimo sistema di guida realizzato con colonne e bussole a sfera.
Negli stampi con premilamiera vengono utilizzate piastre di pressione che bloccano la lamiera mentre vengono svolte operazioni di tranciatura, imbutitura o piega. Il premilamiera viene caricato da elementi elastici come Gomme, Molle, Cilindri all’azoto. Punzoni pilota hanno la funzione di centrare la lista in fori pretranciati e assicurare il corretto spostamento della lista all’interno delle singole stazioni dello stampo. Una lubrificazione adeguata ed ottimizzata riduce attrito, grippaggi e usura, migliorando qualità e vita dello stampo.
La qualità del bordo tranciato e la stabilità del processo dipendono da alcune variabili che devono essere gestite nel miglior modo possibile per garantire un risultato impeccabile.
Il materiale da stampare e tranciare (acciaio, inox, alluminio, ottone, rame), lo spessore, il perimetro tagliato per colpo: questi influiscono sulla forza richiesta e quindi sul tonnellaggio della pressa.
Anche il gioco punzone/matrice è un parametro chiave, perché se è troppo stretto vi è una maggiore usura, se è troppo largo aumentano bava e frattura inclinata.
Gli stampi di tranciatura lavorano una gamma ampia di materiali - dagli acciai agli inox, fino a alluminio, ottone rame e titanio - ma si possono lavorare gestire anche lamiere pre-zincate o preverniciate, anche se in questo caso devono essere prese delle precauzioni per proteggere la finitura.
A cosa serve la tranciatura metalli e in quali settori
La tranciatura metalli serve a ricavare rapidamente pezzi sagomati da lamiera (o a creare fori/luci), con tolleranze ripetibili e costo unitario basso sulle serie. La tranciatura metalli è uno dei servizi di punta offerti dal team Minifaber nell’ambito della lavorazione metalli.
Lavoriamo per i seguenti settori:
elettromeccanicomedicaleroboticoilluminotecnicoelettrodomesticovendingdistribuzione gas
