Piegatrice Lamiera Idraulica: Funzionamento e Manutenzione

Le presse utilizzate nei luoghi di lavoro possono essere macchine estremamente pericolose in grado di provocare infortuni gravi come l’amputazione di mani e dita. Dopo esserci soffermati recentemente sulla sicurezza delle presse meccaniche con innesto a frizione e con innesto meccanico, torniamo a parlare di presse attraverso un documento, dedicato al comparto metalmeccanico, e correlato a ImpresaSicura, un progetto multimediale validato dalla Commissione Consultiva Permanente come buona prassi.

Pressa Piegatrice: Cos'è e Come Funziona

Cominciamo dalla pressa piegatrice, una macchina che effettua la piegatura a freddo di lamiera tramite l’accostamento di un punzone montato su un elemento mobile (traversa) a una matrice (o prisma) montata su una parte fissa. Punzone e matrice sono opportunamente sagomati in funzione della piegatura da ottenere. Queste macchine possono essere ad azionamento meccanico con innesto a frizione, idraulico o pneumatico.

Elementi di Pericolo e Misure di Protezione

Ci soffermiamo sugli elementi di pericolo partendo dal rischio di schiacciamento degli arti superiori a causa dell’accostamento della traversa alla matrice raggiungibile dal fronte macchina.

Si può avere il funzionamento con ciclo automatico, carico e scarico anch’essi automatici. In questo caso la protezione del fronte macchina può essere ottenuta con:

utensili chiusi in cui la distanza massima, raggiungibile tra punzone e matrice, non consente il passaggio delle dita;
ripari fissi posizionati in modo tale da impedire il raggiungimento della parte pericolosa in fase di chiusura.

Veniamo al caso di funzionamento a ciclo singolo ed alimentazione manuale. Essendo questa modalità di lavoro molto pericolosa, la protezione del fronte macchina può essere ottenuta in uno dei seguenti modi:

ripari mobili interbloccati con o senza il bloccaggio del riparo che impediscano il raggiungimento della zona pericolosa durante il movimento di chiusura;
velocità lenta di chiusura (≤ 10 mm/s) abbinata ad un dispositivo di comando ad azione mantenuta;
barriere immateriali posizionate verticalmente od orizzontalmente. Questo dispositivo di sicurezza posto davanti alla zona pericolosa realizza un’area protetta. L’attraversamento della barriera durante la lavorazione causa l’arresto immediato della macchina, la sua liberazione non comanda direttamente l’avviamento;
sistemi laser scanner. Anche questo dispositivo realizza un’area protetta davanti alla zona pericolosa della macchina. Tale zona può essere sagomata e dimensionata dall’utilizzatore in funzione delle esigenze lavorative. L’entrata di una persona nella zona controllata dal laser scanner, viene immediatamente rilevata e la macchina è posta dapprima in stato di allarme e successivamente in condizioni di completa sicurezza;
dispositivi di protezione laser (con controllo di superficie piana) applicati alla traversa mobile. Questi dispositivi sono solidali all’organo in movimento (traversa mobile e punzone) e il sistema di protezione esplora preventivamente la zona che il punzone sta per raggiungere, proteggendo tale zona attorno alla linea di piegatura. Nel caso che durante il movimento di discesa, prima di raggiungere la prossimità della lamiera da lavorare, il raggio laser (che ha una forma geometrica appositamente sagomata) rilevi un corpo o un ostacolo, viene inviato istantaneamente un comando di arresto del movimento pericoloso o viene comandato altro movimento di sicurezza (es. risalita).

Si ricorda poi che se le presse sono meccaniche con innesto a frizione ed alimentazione manuale del pezzo, le protezioni sopra descritte devono essere integrate con ulteriori dispositivi di sicurezza. E nel caso di presse di vecchia costruzione (prima del luglio 2003) sono spesso presenti i seguenti dispositivi di sicurezza:

sistemi monoraggio (fotocellula o laser ) fissati alla struttura della macchina;
comando a due mani.

Questi ultimi due dispositivi fanno parte di una tecnologia ormai superata e non sufficientemente sicura. Possono pertanto essere utilizzati solo dopo aver effettuato una attenta valutazione sulla macchina, sui rischi connessi all’utilizzo in queste condizioni e sulla possibilità di garantire una costante verifica del loro corretto posizionamento e funzionamento. In questi casi il datore di lavoro dovrebbe provvedere ad adeguare la macchina con dispositivi più idonei e meno facilmente manomissibili.

Pressa Idraulica: Funzionamento e Rischi

Veniamo ora a parlare della sicurezza delle presse idrauliche. La pressa idraulica è una macchina per la lavorazione a freddo della lamiera tramite l’accostamento di un elemento mobile (punzone) a movimento alternativo e un elemento fisso (stampo) opportunamente sagomati. L’energia viene trasmessa per effetto di un fluido in pressione.

In questo caso segnaliamo che il documento si sofferma sui seguenti elementi di pericolo:

schiacciamento degli arti superiori tra le due parti dello stampo;
schiacciamento a causa di cadute per gravità durante la produzione;
schiacciamento a causa di cadute per gravità durante il cambio stampo, la manutenzione, la riparazione;
schiacciamento durante le fasi di messa a punto stampo e regolazione corsa.

Ed entra nel dettaglio di aspetti come l’apertura del riparo, la massima apertura dello stampo, le barriere immateriali, i comandi a due mani, i dispositivi meccanici di trattenuta, …

Sicurezza dei Circuiti Idraulici

In particolare riguardo ai circuiti idraulici si indica che devono essere progettati in modo che:

tutti gli elementi degli impianti (es. tubazioni rigide e flessibili) siano protetti contro effetti esterni dannosi;
non vi siano getti pericolosi di fluido in pressione caso di rotture o guasti dei componenti;
la pressione dei serbatoi vada in scarico quando si isola la macchina dalla sua fonte di energia;
non sia possibile superare più del 10% la pressione max di esercizio (valvole limitatrici di pressione);
siano presenti dispositivi che, in caso di guasti al circuito, abbassamento o mancanza di pressione, garantiscano l’arresto o la discesa controllata delle parti mobili: valvola di non ritorno durante la fase di sollevamento e valvola parzializzatrice nella fase di discesa;
sia attivo un dispositivo che disinserisca il comando della pressa nel caso in cui il valore limite della corsa di arresto venga superato.

Azioni per la Sicurezza e l’Igiene del Lavoro

Riportiamo infine le principali azioni per la sicurezza e l’igiene del lavoro nell’uso della pressa idraulica:

Prima dell’utilizzo:

prendere visione e consultare i manuali per l’uso e la manutenzione della macchina forniti in dotazione;
verificare la presenza ed il corretto posizionamento dei ripari e il funzionamento dei dispositivi di sicurezza;
verificare il funzionamento dei dispositivi di interblocco dei ripari;
verificare il funzionamento del pulsante di arresto di emergenza;
rimuovere dalla pressa tutti gli utensili non necessari al processo di lavorazione;
estrarre le chiavi dai selettori modali presenti sulla macchina, tali chiavi devono essere conservate da un preposto;
indossare i dispositivi di protezione individuale (DPI) indicati nel documento di ImpresaSicura.

Durante l’utilizzo:

mantenere correttamente posizionati i ripari e i dispositivi di sicurezza sulla macchina;
prima di qualsiasi intervento di messa a punto e manutenzione assicurarsi che non vi siano elementi in pressione; in caso ciò non sia avvenuto, scaricare con la valvola manuale la pressione in tutti gli elementi, che possono essere rimasti in pressione (deve essere presente un cartello di avvertimento);
segnalare tempestivamente trafilamenti o perdite d’olio dal circuito idraulico;
segnalare tempestivamente eventuali malfunzionamenti o guasti al proprio preposto.

Dopo l’utilizzo:

al termine del turno di lavoro, o comunque prima di spegnere la macchina, far scendere completamente la parte mobile dello stampo superiore in modo sia appoggiato a quello inferiore;
spegnere la macchina;
lasciare libera, in ordine e pulita la zona circostante la macchina (in particolare il posto di lavoro);
riporre le attrezzature e gli strumenti di misura negli appositi contenitori;
ripristinare il funzionamento di ripari eventualmente disattivati.

Innovazioni e Automazione

Migliorare i tempi di caricamento degli utensili sulla pressa permette di ottimizzare notevolmente la produttività. Il peso degli utensili, poi, può nuocere alla salute del piegatore (disturbi muscoloscheletrici) che si trova a doverli sollevare fisicamente, e inoltre durante questi spostamenti c'è un rischio di rottura.

«I sistemi di serraggio idraulico rappresentano il tipo di bloccaggio più efficace, soprattutto in termini di posizionamento e di serraggio dell'utensile» spiega Patrick Cots - Wilson Tool. «Per le macchine più vecchie che non sono dotate di un sistema di serraggio idraulico, esistono degli intermedi o bloccaggi meccanici che permettono di beneficiare delle stesse performance del serraggio idraulico.

Gaëtan Benoit - AIMM ci dà una testimonianza della sua esperienza di subappaltatore: «Il serraggio idraulico è un confort importante per il piegatore in fase di montaggio e smontaggio degli utensili. L'addetto non ha così bisogno di stringere gli utensili uno accanto all'altro e bloccarli con una chiave. Il piegatore che si occupa dell'impostazione preme un tasto e gli utensili si sistemano tutti per bene e attaccati!

Durante la piegatura la produttività è fortemente impattata dal tempo impiegato a cambiare utensili. L'automatizzazione della sostituzione degli utensili costituisce un'ulteriore soluzione. François DEBACKER - LVD spiega che «è possibile avere uno stock di utensili tra le spalle della macchina, con delle file di punzoni e matrici.

Serge Bourdier - Salvagnini ci racconta: «Noi proponiamo un concetto innovativo che permette di modificare la lunghezza della zona di lavoro di punzoni e matrice, grazie ad un braccio che va a spostare automaticamente punzoni e matrici tra una produzione e l'altra. L'operazione è rapidissima. Questa soluzione può essere adottata anche con una cava regolabile che vada dai 6 ai 50 mm.

Pierrick Grand - Extratole ricorda la sua esperienza con l'automatizzazione del riattrezzaggio degli utensili: «Nel 2013 abbiamo investito in una pressa piegatrice che ha uno stock di utensili e un sistema di agganciamento e sganciamento automatico dei punzoni e delle matrici. I nostri piegatori possono così risparmiare il tempo che dedicavano alla gestione degli utensili: sistemazione, montaggio e smontaggio di punzoni e matrici, ecc. Grazie all'automatizzazione il tempo di sostituzione degli utensili passa da 15/30 minuti a 1/2 minuti.

Anche il sequenziamento della pressa piegatrice ha un impatto sulla produttività, sia sulle presse piegatrici dotate di stock e caricatore automatico che su quelle tradizionali. Per poter ad esempio ottimizzare il cambio utensili, l'ordine di piegatura dei pezzi deve tenere conto del caricamento degli utensili. Se per esempio dobbiamo realizzare una piegatura di 500 mm di lunghezza, e successivamente una da 400 mm, la macchina sa che non ha bisogno di cambiare utensile e montarne uno di 400 mm, perché il pezzo verrà piegato con la stessa attrezzatura.

Gérard Boudesocque - AMADA conclude precisando che «anche le soluzioni tecnologiche possono aiutare, ad esempio nel montaggio degli utensili: sistemi di serraggio degli utensili più o meno automatizzati, sistemi di registro posteriore più o meno evoluti, registri che possono avere fino a 8 assi per poter posizionare al meglio il pezzo rispetto al punto di riferimento.

Piegatrice di Lamiere Fai da Te

Un eccellente progetto di autocostruzione è la realizzazione di una piegatrice di lamiere fai da te, utile per chi lavora il ferro e si occupa di meccanica. Il cuore di questa macchina è un martinetto recuperato da un carrello sollevatore da officina, da cui sono stati recuperati anche i fianchetti con ruote pivotanti e ruote fisse con relativi perni. Le molle possono essere recuperate da una lavatrice dismessa.

Questa piegatrice di lamiere fai da te deve possedere alcuni requisiti fondamentali:

Solidità e rigidità: La struttura deve essere robusta per garantire precisione e sicurezza.
Potenza e precisione: Sia nei movimenti che nei parallelismi e simmetricità delle parti attive.
Versatilità: Deve accettare pezzi di misure variabili ed essere regolabile.

Per ampliare la versatilità, si possono aggiungere due lame (superiore e inferiore) per piegare a 90° piccoli pezzi.

Materiali Riciclati

Per realizzare la piegatrice di lamiere fai da te, si può smontare un carrello sollevatore da officina per utilizzare il suo martinetto a leva, sufficientemente potente, e i suoi fianchi con distanziali e ruote, sia le fisse sia le pivotanti.

Il carrello elevatore sacrificato per realizzare la pressa va smontato nelle sue parti vitali, prima di tutto la pompa idraulica con il pistone di espansione e il leveraggio di azionamento; questi pezzi restano uniti e integri. Seguono i due fianchi, che vanno separati, lasciando fissata soltanto la rotella pivotante.

Costruzione del Sostegno Principale

I due montanti di sostegno hanno sezione Ø 40×3 mm; a un’estremità vengono saldati alla traversa superiore, un pezzo di tubo a sezione quadra 40x40x3 mm, in questo caso lungo 333 mm. Sotto la traversa superiore, viene saldato come rinforzo un pezzo di piatto spesso 8 mm, largo 40 mm, che occupa tutto lo spazio fra i due montanti. Questa saldatura viene fatta posizionando il pezzo con i montanti all’insù, per lavorare più comodamente.

Lungo i due montati si pratica una serie di fori di Ø 12 mm che, a coppie, devono risultare a identica distanza dalla base d’appoggio; tutti devono avere un orientamento di 90° rispetto la traversa al top della struttura. All’estremità in basso, due coppie di fori in linea con la traversa superiore, 2 di Ø 8 mm e 2 di Ø 12 mm. Infine si colora il pezzo, perché non si deve fare altro se non assemblarlo con altri pezzi, ma soltanto con viti, dadi e rondelle.

Realizzazione dell'Elemento Fisso

L’elemento fisso della piegatrice lamiere fai da te è costituito da 2 pezzi di profilato angolare con sezione 50x50x6 mm, saldati con l’interposizione di due segmenti di tubo a sezione quadra da 40x40x3 mm. È strettamente necessario che un lato, che poi sarà quello superiore, presenti tutti gli elementi uniti perfettamente in linea, così da risultare piatto. Le saldature vanno smerigliate spianandole a dovere.

Alle estremità, le ali dei profilati angolari vengono forate (Ø 12 mm) per potervi inserire di misura uno spezzone di tondino di ferro lungo 150 mm. I fori devono risultare alla medesima altezza, rispetto alla superficie superiore del pezzo. Un piccolo foro sull’angolo del profilato e uno a un’estremità del tondino, permettono di aggancia quest’ultimo alla macchina mediante una catenella.

Costruzione del Reggimartinetto

Alle estremità di un pezzo di tubolare quadro 40x40x3 mm si saldano dei pezzi di piatto 40×3 mm. Si saldano 4 robusti anelli lunghi 32 mm, sezione 5 mm, a due pezzi di piatto 40×8 mm. Gli anelli devono essere messi in posizione corrispondente per l’aggancio di 2 molle da lavatrice. Uno dei due pezzi di piatto si salda sopra al reggimartinetto, rendendolo molto robusto e rigido. L’altro si salda sotto la traversa superiore.

Dopo aver saldato la base del martinetto al centro della piastra, si procede con la smaltatura dei pezzi. Si prova il funzionamento della pressa prima di verniciare il tutto.

Creazione del Basamento Semovente

I distanziali dei fianchi, recuperati dal carrello elevatore, vanno divisi a metà. A coppie, tenendo insieme quelli uguali, si saldano all’estremità di due bacchette di tondino di diametro 14 mm. Una bacchetta, così preparata, serve per montare le ruote con distanziale rondelle e dadi. I due fianchi del carrello elevatore sono distanziati dalle bacchette di tondino e danno stabilità alla piegatrice lamiere fai da te.

Azionamento della Pressa

Togliendo i perni che fissano la piastra inferiore, se ne cambia la posizione lungo i montanti; si regola così l’altezza di lavoro della pressa, facendo spazio all’inserimento di oggetti dagli ingombri molto differenti. Il martinetto si aziona con la leva che faceva parte del carrello sollevatore. La leva trova posto di lato al montante destro.

La leva di azionamento del martinetto è un tubo tondo di ferro e si presta al fissaggio rapido al montante usando una semplice molletta appendiscopa. La molletta è metallica e la si fissa con 2 rivetti.

Realizzazione degli Aggiuntivi per Piegare

Una barra di quadrello 16×16 mm saldata su un pezzo a T forma la lama superiore. Importante è mantenere la diagonale del quadrello in linea con l’asse del T.

Per la lama inferiore si usano 3 pezzi di profilato angolare 30x30x4 mm saldati insieme; 2 uguali, più corti, fanno da base al terzo che deve risultare rivolto all’insù.

Processo di Piegatura

Si colloca il pezzo da lavorare fra le lame portate leggermente in battuta sullo stesso, in modo da poterlo posizionare con precisione e ottenere la piega proprio dove si vuole.

Tecnologie Innovative per la Piegatura

Massima precisione di piega su tutta la lunghezza (bombatura pressoché nulla). Un sistema brevettato posto nel porta lama superiore, che combina motori elettrici, pulegge fisse e mobili e cinghie, assicura una distribuzione equilibrata delle forze e l’angolo di piega risulta così costante su tutta la lunghezza.

Vantaggi delle Tecnologie Moderne

Ciclo produttivo fino al 30% più veloce.
Risparmio energetico fino al 50%.
Nessun funzionamento continuo: Il motore ibrido viene azionato solo agendo sul pedale.
Possibilità di programmare lunghezze di lavoro inferiori in modalità autonoma, facendo funzionare le due presse in modo autonomo.
A seconda della capacità, non è necessario un fondamento speciale.

Criteri per la Scelta di una Pressa Piegatrice

La scelta di una pressa piegatrice richiede la valutazione di diversi fattori, tra cui il tipo di metallo utilizzato per il pezzo o la lastra che la macchina dovrà piegare, e il suo spessore. Ci sono inoltre, altri elementi fondamentali da considerare:

Resistenza alla trazione del materiale
Lunghezza del pezzo
Lunghezza di piegatura della pressa
Larghezza dell’apertura della matrice
Raggio interno delle parti della macchina
Tonnellaggio necessario

Tecnologie di Presse Piegatrici

Per scegliere la tecnologia di una pressa piegatrice è importante valutare attentamente le caratteristiche e le esigenze specifiche del vostro processo produttivo. Le principali tecnologie disponibili sono le presse piegatrici elettriche, idrauliche e ibride.

Presse Piegatrici Elettriche

Utilizzano appunto motori elettrici per generare la forza necessaria alla piegatura dei materiali. Questa tecnologia offre numerosi vantaggi, come un’alta precisione di posizionamento, controllo accurato della velocità e maggiore efficienza energetica rispetto ad altri tipi di presse. Sono ideali per lavori di precisione su materiali sottili o di medio spessore. Inoltre, le presse piegatrici elettriche sono spesso più silenziose e richiedono meno manutenzione rispetto ad altre tecnologie.

Presse Piegatrici Idrauliche

Utilizzano un sistema idraulico per generare la forza di piegatura. Sono caratterizzate da una forza di piegatura elevata e sono in grado di lavorare con materiali di spessore superiore. Le presse idrauliche offrono una maggiore versatilità, in quanto possono gestire una vasta gamma di applicazioni e possono piegare materiali più duri e resistenti. Tuttavia, possono richiedere una manutenzione più frequente rispetto alle presse elettriche e generalmente hanno bisogno di un consumo di energia superiore.

Presse Piegatrici Ibride

Combinano le caratteristiche delle presse elettriche e idrauliche. Entrambe le configurazioni offrono vantaggi specifici, a seconda delle esigenze del processo produttivo.

Configurazioni Speciali

Configurazione robotizzata
Configurazione in tandem

Ulteriori Criteri di Scelta

Ci sono altri criteri importanti da considerare nella scelta di una pressa piegatrice. Eccone alcuni:

Software e controlli
Sicurezza
Manutenzione e assistenza
Capacità di espansione

Confronto tra Presse Piegatrici Idrauliche ed Elettriche

Il vantaggio principale delle presse piegatrici idrauliche è quello di offrire capacità di piegatura davvero ampie. D’altra parte, nonostante i maggiori costi di acquisto delle presse piegatrici elettriche, l’uso di servomotori al posto dei cilindri idraulici porta vantaggi in termini di produttività, energia, flessibilità e redditività.

Il sistema idraulico funziona in modo continuo anche quando la macchina non piega. Esistono in realtà soluzioni che consistono nel compensare questo fenomeno con una forza inversa nel piano di lavoro. Il produttore che vuole investire nell’acquisto di in una pressa piegatrice determina la capacità della macchina in base al pezzo più grande che deve piegare e al materiale più spesso che deve lavorare. Tuttavia, con una pressa piegatrice idraulica, il consumo di energia sarà simile indipendentemente dalle dimensioni e dalle caratteristiche del pezzo da realizzare.

Nel caso di una pressa piegatrice elettrica, i servomotori consumano soltanto l’energia necessaria per piegare il pezzo. Le presse piegatrici idrauliche richiedono una manutenzione regolare, in particolare su componenti idraulici quali valvole, serbatoi, pompe, filtri e guarnizioni. Inoltre, la perdita di pressione nei cilindri provoca la perdita di olio, che si diffonde intorno alla macchina.

la pressa piegatrice elettrica è la soluzione più appropriata fino a 4 metri di lunghezza.

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